作为上海市“十二五”重点文化设施项目,世博会博物馆南临黄浦江,西侧为卢浦大桥,环境舒展,视野开阔。项目管理方为世博建设开发有限公司,设计单位为华东建筑设计研究总院,监理单位为上海建科工程咨询有限公司,施工单位为上海建工四建集团有限公司,团队阵容强大。
漂浮的“欢庆之云”
世博会博物馆的建筑设计主题是 “世博记忆”与“城市生活”,由代表历史、冥想和永恒的“历史河谷”和代表未来、开放和瞬间的“欢庆之云”两个意象来演绎。作为博物馆的建筑亮点,飘浮在“历史河谷”之上那朵由钢与玻璃组合的自由形体“欢庆之云”,体现了“同一片天空”这一人类和谐共处的理想。
“欢庆之云”带给整栋建筑一种通透灵动感。整朵“云”由3730块三角玻璃组成,三根“云柱”撑起空中走廊,其中设置800平方米展示步道,连接陈列展览、公共服务和屋顶花园等功能区,形成独特的空中特展区,即“云厅”。世博馆内的公共空间与建筑整体有机勾连,形成独特节奏韵律。拾阶而上,移步换景,思绪随历史长廊冥想发散,随着不期而至的建筑光影豁然开朗。
“云厅”也是世博馆建筑的两大功能体量之一。
设计方案确定
永恒和瞬间是两个关键点,每一届世博会从开幕至闭幕只有短短几个月,仿佛是一个个繁盛的瞬间,每一个瞬间汇集在历史的长河中,沉积了160余年而成为人类文明的一段永恒的历史,怎样去表达永恒和瞬间成为开始设计的一个原点,于是便有了“云”。
云是变幻与新生的,未来的、发现的、开拓的、创新的,是虚无的布景。云所传递的形象永远是一个个瞬间的布景,但正是这一系列无法定格的布景成为了今天我们对云的理解,是我们对世博会的记忆与传承。
怎样才能让云漂浮起来?
但是要想让“欢庆之云”能够成功漂浮在“历史河谷”之上,也是一件难度很大的事。
华东建筑设计院的设计者极力希望建筑形体可以悬浮于地面,形成视觉上的飘浮感, 与此同时,建筑的具体功能让位于建筑的城市功能,地面被极大地贡献给城市生活,形成城市客厅。
云柱生成图解:1.确定云柱位置;2.曲面交汇形成屋盖;3.云柱与屋盖融合过渡生成云厅。
为实现云厅漂浮的效果,最终选择了三根云柱支撑上部云厅的构建方式。在几何上,三点的稳定性最好,三根云柱互相抵消侧向力,形成三角拱,受力合理。三根云柱由下至上扭转收分形成与主体建筑相协调边界清晰的轮廓。同时,依据云柱的位置,屋盖由三块拱形的曲面交汇在一起,形成如三滴水珠融合在一起的自然柔和的效果;最终,由屋盖往下、云柱往上过渡形成云厅。
上海世博会博物馆新馆建设办工程管理部负责人 汤国强
另外,建筑形体在广场内有三大功能布局,东侧大厅布置云柱能形成极强的戏剧性,给参观者视觉上的震撼;西侧展厅外布置云柱能强化竖向交通,并使得各展厅之前的公共空间更加灵活;南侧公共服务空间布置云柱可以提供参观者进入云厅的快速通道。
云柱为建筑空间提供了极强的戏剧性视觉效果
材料选择
超白釉面玻璃+超白玻璃结合使用,其中釉面玻璃的作用既是遮阳节能,还有让云变得更干净的效果。
根据上海市夏季光照时间分析图
天窗
8个天窗从室内吊顶延伸至室外屋顶花园,沿室外观展流线方向的天窗拔高,侧面作为世博主题展示面。低天窗顶部内侧采用磨砂玻璃,为游客提供室外可倚坐的场所。
天窗整体效果
白天阳光从天窗顶部射入,通过内部包裹不锈钢板的多次反射到达室内,提供匀致的漫射光,作为大厅照明的补充光源。不仅如此,黑色镜面玻璃面反射周边云、溪谷及花园里的活动,增加了景深的层次。
晚上,天窗内部LED变频灯从顶部发光,可配合不同灯光主题营造变换的峡谷光景。内侧的灯光通过天窗顶和侧面漫射出来,结合不同色温设计,成为世博河谷中一个个发光的水晶。
建造难点
虽然对于“欢庆之云”这一抽象概念有了具体的形体构想,也具备了了理论上施工的条件,但是在真正施工时,仍然还存在着许多工程难点。
云结构是多个空间异型面交汇而成的体系,交汇面角度变化极大,同时它也是三个复杂单体交汇;不仅如此,云结构是承重的功能性建筑,截面及壁厚类型多样,深化设计、加工制作、现场安装难度更成倍增大。
建设中的“欢庆之云
新建工程“云结构”项目部经理李月胜
“这个工程总构件数大概有6000件左右,最轻的有几十公斤。为了确保工期,我们现场从模型上进行了两次深化,现场做了110榀左右胎架,地面相拼,上面吊装,采用补缺的方法,圈梁一共34段,工厂制作了34副胎架,每一副胎架都不同,经过大家共同的努力,终于顺利完成了这个项目。”
参数化设计(BIM技术)挑大梁
由于本工程自身特点,常规的深化详图无法完全满足加工制作、工程进度、现场安装等多方面的苛刻要求,于是我们引入了“参数化设计”。
参数化设计是一种建筑设计方法。该方法的核心思想是,把建筑设计的全要素都变成某个函数的变量,通过改变函数,或者说改变算法,人们能够获得不同的建筑设计方案,简单理解为一种可以通过计算机技术自动生成设计方案的方法。
3D建模
参数化设计的基础是参数化3D模型。然而对于 “欢庆之云”此类异形结构,根据二维图纸无法完成建模,故采用与设计计算模型直接数据交换的方式,实现3D模型与原设计的无缝对接,有效保证原始数据的准确性。
无纸化制作及安装
构件加工制作实现无纸化,加工构件所需的数据直接从3D模型中读取,以数据文件形式提供给工厂作为加工依据。现场安装实现无纸化,在现场安装过程中,所有构件的预拼、空间定位点的坐标控制,均从3D模型中输出,以数据文件形式呈现。
新建工程“云结构”项目部副经理 王嵘
“我们在与设计院的沟通当中,通过BIM建模,反复商讨结构节点形式及建筑外观。在建造云结构中,我们还采用了比以往钢结构制作更加先进的无纸化施工,直接从BIM模型中导出相关构件的数据,采用机器人切割加工,一体化成型,大大加速了加工制作的效率。”
世博会博物馆“欢庆之云”的设计,不仅是独特的建筑创意所需,更是源自开放共享的人文关怀。世博会博物馆用“云厅”去庇护公共的广场,使人们可以在此休憩、沉思,用连廊平台与云厅相连,使人们可以自由穿梭其间,交流、漫步、凭栏远眺,用云去体现一个博物馆的开放态度,进而体现上海这座城市的开放与包容。
欢庆之云”不但是有着良好寓意的空间之所在,还是人们欢聚交流的去处,入夜,峡谷上空,祥云飘动,流光溢彩,夜空中洋溢着节日的气氛。登上漂浮于建筑屋面之上的“祥云”,则酷似一座透明的水晶殿堂,在此,我们向160多年前举办第一届世博会的伦敦水晶宫致敬——一切始于世博会。
素材提供:世博会博物馆新馆建设办工程部
摄影:项欣荣
编辑:潘芸、林倩蝶