摘 要 會(huì)議中心建筑往往都會(huì)作為區(qū)域地標(biāo)而存在,代表著城市形象,其形象設(shè)計(jì)的重要性不亞于功能的合理性。本文介紹了工作中的實(shí)際項(xiàng)目綠地贛江新區(qū)國(guó)際會(huì)議中心的設(shè)計(jì)過(guò)程,并對(duì)其中的具體設(shè)計(jì)難點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)和剖析,詳細(xì)講述了會(huì)議中心,如何從形象造型出發(fā),一步步深化設(shè)計(jì),將創(chuàng)意靈感變成工程圖紙,進(jìn)而指導(dǎo)工廠以及現(xiàn)場(chǎng)施工。
關(guān)鍵詞 會(huì)議中心;膜材料;設(shè)計(jì)與深化
1項(xiàng)目概述
基地位于江西省贛江新區(qū),南側(cè)緊鄰重要的城市界面湖濱大道,東側(cè)、西側(cè)以及北側(cè)被綠化植被和湖景環(huán)繞。項(xiàng)目總用地面積26459.1平方米,總建筑面積29963.69平方米。
2靈感與設(shè)計(jì)
建筑形體為“橢球體”,在造型體量上和原有城市規(guī)劃的“城之心,江之眼”的概念相契合。建筑體量在整個(gè)基地中呈一定角度的軸線布置,使得無(wú)論在城市道路界面還是沿湖景觀界面,都可以看到長(zhǎng)短比例不同的兩種立面形態(tài),提升了建筑形體在城市空間中的體驗(yàn)度。
2.1 建筑功能
建筑內(nèi)部功能包含具有舉辦大型會(huì)議功能的會(huì)議中心和配套的商務(wù)酒店。根據(jù)不同空間的功能需求合理空間布置,會(huì)議空間要求大空間,便捷到達(dá)與便捷疏散,所以將會(huì)議中心布置在沿城市道路一側(cè);在沿湖景觀優(yōu)美的一側(cè)將酒店客房一字排開,提高酒店的居住體驗(yàn)和景觀溢價(jià)。
2.2 立面造型
設(shè)計(jì)采用雙表皮的原則,首先確定的是建筑內(nèi)表皮的形式,基本上是根據(jù)建筑的具體功能自然形成的外部界面,采用框架式幕墻體系。我們把設(shè)計(jì)重點(diǎn)放在直接影響建筑形象的外層膜表皮上, 外面的裝飾表皮通過(guò)落地的拱券結(jié)構(gòu)以及屋面的樹狀支撐結(jié)構(gòu)支撐起整個(gè)鋼網(wǎng)架系統(tǒng),外表皮上的網(wǎng)格單元被裝飾性的膜材料覆蓋。每一片表皮的開口呈平滑的梭形,近看像“眼睛”和“水珠”,寓意著窗口和生命;遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去,整個(gè)表皮由無(wú)數(shù)的“水珠”串成水流,仿佛隨風(fēng)波動(dòng)的湖水波光粼粼,和遠(yuǎn)處的儒樂(lè)湖景相得益彰。(見(jiàn)圖1)
2.3 形態(tài)推演
在建筑體型的橢球形基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),我們?cè)O(shè)想一張平面網(wǎng)狀體在四個(gè)角部提供支撐,模擬計(jì)算其在自身重力作用下形成的拋物面,在這種狀態(tài)下網(wǎng)狀體內(nèi)部受力最為合理,將這種狀態(tài)水平翻轉(zhuǎn),就形成了我們建筑外部造型的基本型。再用四個(gè)拱形去切割四個(gè)角,使整片網(wǎng)格自然地包裹形成一個(gè)斜向?qū)ΨQ的平滑的橢球體。(見(jiàn)圖2)
單元處理。在研究建筑立面的形體表達(dá)時(shí),將規(guī)則的表皮單元做橫向的排列組合,形成有機(jī)的線條肌理,一方面使建筑形體在湖濱大道看過(guò)去有一定的視覺(jué)變化,減少了球體形狀在外觀上的單調(diào)感,豐富了湖濱大道這條重要的城市界面(見(jiàn)圖3)。另一方面這些橫向排列的表皮單元根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蚝腿照諚l件,可以在需要光照進(jìn)入的時(shí)段通過(guò)每一層表皮之間的間隔有效地幫助建筑內(nèi)部吸納有益的陽(yáng)光,也可以在需要避免直射的時(shí)段通過(guò)這些表皮單元所形成的橫向桿件遮擋一部分光照[1]。
3設(shè)計(jì)與深化
在確定膜表皮的造型之后,接下來(lái)就要將膜表皮進(jìn)行優(yōu)化處理。
通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算可以對(duì)建筑外幕墻的每個(gè)單元模塊進(jìn)行參數(shù)化歸類,各專業(yè)可以基于建筑基礎(chǔ)的幾何形態(tài)協(xié)同進(jìn)行建筑單元、熱工性能以及結(jié)構(gòu)受力等各項(xiàng)專業(yè)的分析,每一項(xiàng)數(shù)據(jù)都可以準(zhǔn)確及時(shí)的互相傳遞,實(shí)現(xiàn)便捷可視的參數(shù)化設(shè)計(jì)。
3.1 外幕墻單元化
外幕墻單元的尺寸及開口大小的設(shè)計(jì)考慮了造型效果和工程造價(jià)的平衡。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,由于材料與PTFE膜的拉結(jié)方式不同,將引起材料用量與工程造價(jià)的變化,通過(guò)多方案比較確定了三點(diǎn)張拉的方式, 表皮上的每一片網(wǎng)格由菱形構(gòu)成,邊長(zhǎng)限定為2.5米,以鈍角為頂點(diǎn)設(shè)置張拉膜,每隔網(wǎng)格中形成兩片等腰三角形張拉膜。利用頂角角度變化來(lái)做類型統(tǒng)計(jì),為進(jìn)一步的參數(shù)化設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持,方便最終的設(shè)計(jì)交底和施工。
3.2 單元優(yōu)化
首先,通過(guò)grasshopper軟件統(tǒng)計(jì)橢球形表皮分割成邊長(zhǎng)為2.5米的等腰三角形模塊單元。由于每個(gè)三角形單元具有兩條相等的邊長(zhǎng),在忽略遮陽(yáng)板開口大小變化的情況下(通過(guò)控制遮陽(yáng)板開口大小控制室內(nèi)的進(jìn)光量),三角形頂角角度變化將成為決定不同模塊間是否存在差異的唯一因素。通過(guò)軟件對(duì)所有單元板塊中的頂角角度進(jìn)行分析,存在著1678種完全不同的模塊單元,即有3556塊不同的遮陽(yáng)板。為了簡(jiǎn)化工程量,節(jié)省造價(jià),需要在不影響整體效果并符合建造施工過(guò)程的容差的情況下,對(duì)遮陽(yáng)板塊進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化處理[2]。通過(guò)與拉膜廠家的共同討論,嘗試將圖中紅色標(biāo)記的角度容差值設(shè)定為5度,簡(jiǎn)化后,夾角將從45度至140度,等差為5度,共20種,圖4顯示了模板簡(jiǎn)化結(jié)果。圖中藍(lán)色區(qū)域?yàn)?5的板塊位置,變至紅色區(qū)域?yàn)?40度的板塊位置。其中,在忽略遮陽(yáng)板開口大小變化的情況下,有超過(guò)1400塊的單元成為完全相同直角等腰三角形。從這個(gè)圖中也可看出夾角越接近90度,板塊數(shù)量越多。
遮陽(yáng)膜的夾具直接受到板塊形狀的影響,變化規(guī)律及種類數(shù)量均與板塊夾角變化一致,共20種,且直角夾具數(shù)量最多,超過(guò)1400個(gè)。
單元遮陽(yáng)膜與太陽(yáng)輻射設(shè)計(jì)。在建筑頂部,由于太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈,需減小此處遮陽(yáng)膜片開口面積,而在建筑立面,由于太陽(yáng)輻射量少,需增大此處遮陽(yáng)膜片開口面積以使獲取更多太陽(yáng)輻射。根據(jù)這個(gè)規(guī)律,在設(shè)置遮陽(yáng)膜片開口尺寸時(shí),根據(jù)膜片在建筑表面的位置,將遮陽(yáng)膜片開口尺寸由50%遞減至20%。通過(guò)grasshopper程序,將遮陽(yáng)膜片開口尺寸計(jì)入對(duì)膜片種類的影響,將有共計(jì)42種不同的遮陽(yáng)膜片。
優(yōu)化結(jié)論:將3556個(gè)遮陽(yáng)膜片簡(jiǎn)化為42種形狀不同的遮陽(yáng)膜片,共有20種頂部膜片夾具,膜片角部夾具由于角度變化不大(變化范圍為:5.5度至24.7度),通過(guò)與拉膜廠家的協(xié)商,可設(shè)置為1至2種,不需進(jìn)行具體計(jì)算。
優(yōu)化過(guò)程的創(chuàng)新點(diǎn)在于在運(yùn)用rhino、grasshopper等參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件將南昌的日照規(guī)律以數(shù)據(jù)的形式輸入,并計(jì)算每一片遮陽(yáng)板開口大小、簡(jiǎn)化PTFE拉膜、連接桿件類型,使這些遮陽(yáng)單元按照當(dāng)?shù)厝照找?guī)律控制開口尺寸及進(jìn)光量,以保證充足的日照并滿足節(jié)能要求,從而達(dá)到為建筑提供舒適性、經(jīng)濟(jì)型的室內(nèi)空間。
4結(jié)束語(yǔ)
綠地贛江新區(qū)國(guó)際會(huì)議中心項(xiàng)目作為地標(biāo)性建筑,代表著區(qū)域形象,造型上追求美觀大方,創(chuàng)新卓越,引領(lǐng)贛江新區(qū)的城市形象的發(fā)展風(fēng)向標(biāo)。然而每個(gè)郵箱的創(chuàng)意真正落地,往往是在設(shè)計(jì)時(shí)手中反復(fù)打磨,細(xì)節(jié)上的推敲,技術(shù)上的支持,多方的協(xié)調(diào),最終呈現(xiàn)在市民眼前,而每一位建筑師都是帶著使命感在創(chuàng)造作品。
參考文獻(xiàn)
[1] 蔡權(quán).基于環(huán)境參量的參數(shù)化建筑設(shè)計(jì)研究[D].南京:南京工業(yè)大學(xué),2012.
[2] 駱耀輝.基于優(yōu)化算法的參數(shù)化建筑設(shè)計(jì)探究[D].成都:西南交通大學(xué),2015.
作者簡(jiǎn)介
邵菁菁(1991-),女,黑龍江哈爾濱人;學(xué)歷:碩士,建筑師,研究方向:建筑設(shè)計(jì)。