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上海天文館(上??萍拣^分館)項目由 上海建筑設(shè)計研究院有限公司 ,和 美國弈艾德建筑師事務(wù)所(ENNEAD)合作設(shè)計。
項目位于上海浦東新區(qū)臨港新城,總建筑面積約 3.8 萬平方米,是 全球建筑面積最大的天文館,其主體建筑被上海市民親切地稱為蝴蝶酥,其附屬建筑還包含有大眾天文臺、魔力太陽塔、青少年觀測基地等,也是臨港新城最具標(biāo)志性的建筑之一。已建成的上海天文館將與上??萍拣^、上海自然博物館共同構(gòu)成三館合一的大科普格局,力爭成為國際一流的天文科普傳播中心、宇宙科學(xué)體驗中心、科學(xué)文化交流中心和社會創(chuàng)新實踐中心。
上海天文館以連接人和宇宙為主題,以塑造完整的宇宙觀為愿景,以激發(fā)人們的好奇心為使命,規(guī)劃有家園、宇宙和征程三個核心展區(qū),通過精彩的展示體驗和豐富的教育活動,激發(fā)人們感受星空、探索宇宙的好奇心,構(gòu)建完整、清晰的宇宙觀。
軌道運動和引力打造全球最大天文館
上海天文館的設(shè)計出發(fā)點是以建筑語言來表達(dá)天文學(xué)概念。建筑造型、總體布局、內(nèi)部空間、參觀流線的設(shè)計運用了軌跡、球體、曲線、懸浮等手法,創(chuàng)造出獨特的建筑形態(tài)和空間讓人漫步建筑中,卻處處可以觀望到天文現(xiàn)象。
從上空鳥瞰上海天文館,如果天文館的球體是地球,那么基地內(nèi)的草坪綠化帶就是月亮繞地球的軌道,而這種天文現(xiàn)象便由上海天文館滲透到整個城區(qū). 最有意思的是,上海建筑設(shè)計研究院的設(shè)計團(tuán)隊,巧妙地調(diào)整滴水湖與天文館球體的大小比例,正好與太陽和地球的大小比例相符,意味著,天文現(xiàn)象無時不刻地存在于城市空間中。
三體結(jié)構(gòu)讓建筑成為天文儀器
上海天文館的主體建筑,是兩個橢圓形相互交疊錯開而成,形似上海市民鐘愛的蝴蝶酥,又仿佛是網(wǎng)紅打卡手勢比心,無論用哪一種方式形容它,都暗含著市民對它的深切關(guān)注。然而,這類形體極為不規(guī)則的建筑,無論是設(shè)計上,還是建設(shè)中,都給上海建筑設(shè)計研究院的結(jié)構(gòu)工程師們帶來極大的挑戰(zhàn)。從空中俯瞰建筑,其中有三個明顯的圓形部分,就是此館最為復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu),即 圓洞天窗、倒轉(zhuǎn)穹頂、球幕影院,而這三個特色設(shè)計儼然讓建筑本身就化身為一臺天文儀器。
特色設(shè)計 1|圓洞天窗——日晷
圓洞懸浮在天文館主入口的上端,見證了時間、空間的互動,圓洞的傾斜角度與太陽的高度角相對應(yīng),穿過圓洞的日光在下方廣場上形成光斑,隨著時光流逝,光斑在廣場和倒影池中移動,讓參觀者感受到時間變幻的光影。這就是所謂的建筑本身成為觀測裝置的效果,圓洞天窗配合特殊的地面鋪裝形成了一個簡易的日晷。設(shè)計團(tuán)隊為此,卻付出了極大的努力。
而這個帶有圓洞天窗的懸挑物,是主體展館的二層展廳,沒有看到一棵外露的柱子,是因為弧形桁架在起作用,此展廳懸挑距離超過 40 米,跨度超過 60 米,相當(dāng)于 4 個標(biāo)準(zhǔn)的籃球場??梢哉f,是建筑結(jié)構(gòu)成就建筑之美。
特色設(shè)計 2|倒轉(zhuǎn)穹頂
進(jìn)入主體建筑,首先映入眼簾的是中庭頂端的倒穹頂——直徑約 45 米的倒覆的鋁合金球形網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。陽光透過倒穹頂頂部的天窗,灑向中庭,顯示地球自轉(zhuǎn)的經(jīng)典科學(xué)裝置傅科擺從倒穹頂?shù)撞繎业跸聛恚粋€形似天體軌道的螺旋坡道在中庭內(nèi)環(huán)繞傅科擺盤旋上升。
倒穹頂上部屋頂有一個觀星平臺,可同時容納 40 人進(jìn)行觀測,通過利用倒穹頂?shù)母卟顏硐饨绲挠绊懀匦聞?chuàng)造了一個地平線。讓天文愛好者不受任何周圍建筑物的干擾,來觀察斗轉(zhuǎn)星移。
特色設(shè)計 3|懸浮球幕
上海天文館的球幕影院仿佛一個巨大的球體懸浮在空中,好像失去了重力,這個直徑約 30 米的球體,是在球體側(cè)面,僅靠 6 個支撐點與下方的混凝土殼體相連,而球體與殼體之間,形成一道圓環(huán),日光可以從圓環(huán)處灑向室內(nèi),在室內(nèi)的地面上形成日蝕。隨著太陽位置的變化,光影也隨之改變,從一個完整的圓環(huán)變換到一個新月形。身處其中,如同置身于天體之中,充滿了戲劇性和神秘感。
全生命周期的 BIM 技術(shù)
天文館的造型奇特,多為曲線設(shè)計,這樣一個異形曲面的建筑得益于 BIM 技術(shù)。BIM 就是建筑信息模型,也就是在計算機(jī)里,通過設(shè)計軟件,搭建好一個上海天文館的數(shù)字模型。將建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、機(jī)電設(shè)計統(tǒng)統(tǒng)融入到一個數(shù)字模型中,綜合解決問題。
BIM 技術(shù)是全生命周期的應(yīng)用,不僅是在設(shè)計中發(fā)揮了極大的作用,而且在施工中,通過動畫的形式,把如何施工的流程,手把手教給建筑工人,保證建筑的精準(zhǔn)落地。建筑建成后,在 BIM 模型的基礎(chǔ)上,可建立 IBMS 可視化系統(tǒng)平臺,通過這個平臺進(jìn)行耗能管理模塊,可以對公共照明、泛光照明進(jìn)行控制,實現(xiàn)智能水電表遠(yuǎn)程監(jiān)測,能源統(tǒng)計等,達(dá)到了節(jié)省人工和成本的作用。
上海天文館(上??萍拣^分館)項目
建設(shè)單位:上海科技館
建設(shè)地點:上海臨港新城
總建筑面積:38,164 平方米
建筑高度 / 層數(shù):23.95 米 / 地上 3 層,地下 1 層,局部夾層
設(shè)計 / 竣工時間:2014 年 /2020 年
聯(lián)合設(shè)計:上海建筑設(shè)計研究院有限公司、ENNEAD
設(shè)計單位:上海建筑設(shè)計研究院有限公司
華建集團(tuán)建筑裝飾環(huán)境設(shè)計研究院
華建集團(tuán)上海地下空間與工程設(shè)計研究院(申元巖土工程公司)
合作設(shè)計:美國弈艾德建筑師事務(wù)所(ENNEAD)
項目團(tuán)隊
項目負(fù)責(zé)人:劉恩芳、何濤
項目經(jīng)理:陳逸芝
機(jī)電經(jīng)理:芮強(qiáng)
建筑專業(yè):梁飛、錢棟、吳奇、李力
結(jié)構(gòu)專業(yè):李亞明、賈水鐘、石碩
給排水專業(yè):趙旻、萬應(yīng)民
電氣專業(yè):朱文、康輝、張楠
暖通專業(yè):張洮、朱南軍、李曉菲
景觀專業(yè):卜駿、朱冰穎、朱雙成、周展晨、倪若琦
BIM 專業(yè):蘇駿、王萬平、孫彬、郎垚、丁佳倩、蔡晶晶、李勤、劉文鵬
基坑圍護(hù)專業(yè):梁志榮
攝影:胡義杰
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