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杭州这个双曲面幕墙项目真是令人脑洞大开!

发布时间:2020-10-7 22:49:34浏览次数:7543文章出处:单元式幕墙设计

今天要跟大家分享杭州奥体中心的另外一个工程——游泳馆,由于该馆外形酷似女士泳衣,因此也被广大网友戏称为“比基尼”大楼,一起去看看这座大楼有什么特别之处吧。

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游泳馆位于奥体博览中心内北侧,北临钱塘江,西临七甲河,总占地面积22.79公顷,总建筑面积近40万平方米,游泳馆东西向长约609米,南北向宽约200米,是一座集体育馆、游泳馆、商业和停车设施等为一体的复杂庞大的综合体建筑。游泳馆在整体造型上其实设计得非常独特,采用独特的流线造型,结合双层全覆盖银白色金属屋面和两翼张开的平台形式,形成“化蝶”的杭州文化主题,而就在这曲面造型下涵盖了一座18000座的体育馆和一座6000座游泳馆,是世界上最大的两馆连接体非线性造型。因此,该项目是以“蝶”为主题,而非网友戏称的“比基尼”哦。




项目主体由下部主体混凝土结构和上部屋盖钢网壳结构组成,上部复杂造型采取以参数化逻辑关系为主的BIM手段,下部采取常规BIM手段进行设计,项目中难以攻克的重点几乎都在网壳设计上。其次,建筑形态分为上下两个部分,下部是一个形式低调的大平台,内部包含了以商业设施和地下停车为主的功能空间,平台上部放置了一个形态生动的巨大的非线性曲面,把体育馆、游泳馆两个最主要的功能空间覆盖其中。这一非线性曲面通过长短轴连续变化的一系列剖面椭圆连缀放样而成,曲面内的支撑结构和曲面外表皮分块相互对应,保持了内外一致,分格体系呈菱形网格状分布,使曲面成为巨大的网壳体。




由于这一形态从造型到构造用传统手段难以完成设计、优化和输出,因此借助参数化手段,应用了一系列逻辑强烈的数学方式,对网壳主体和各子体加以描述并确定其形态,对网壳结构和内外表面进行有效划分和组织,对空间构件进行定位,对围护结构构造和内外节点进行设计和控制,并且从实际加工角度对构件进行了逐次优化。同时,还在建筑内部进行了常规BIM设计,使上部网壳围护结构的构造、空间结构、内外幕墙、雨水、采光、通风系统等与下部功能对应的各系统等全部虚拟搭建起来,并进行了三维的校核和调整。



游泳馆的外立面好坏是外界对其最直观的评价,外幕墙表皮是建筑外墙上微观单元的组,最初的设想是让表皮呈现出生物的鳞片状的形态,参数化设计会使形态设计与更为细小的构造单元设计直接地联系在一起,并且相互影响着。在操作层面,项目团队为上一阶段划分的每个菱形网格赋予了一个立体造型单元。菱形网格的划分是对曲面的细分,而每个网格上的单元形态的设计是最终积分成为对整体形态的重构,将宏观曲面划分与微观单元形态联系起来的是二者定位信息的相互关联,每一个单元形态会根据自己所处的位置发生变形,以适应其所在的曲面环境。这样的建筑表皮就好像生物鳞片一样具有有机的渐变形态。

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此外,在钢结构深化中,通过分析每一榀空间杆件的曲率,发现杆件越是靠近下部支撑端,其曲率越大,相应的结构计算也证明上海华电大厦,其相应的弯扭程度和内部应力也越大;而杆件越靠近顶端,其曲率和弯扭程度越小。因此项目团队将最下两段杆件设计为弯扭杆件,而上部为直杆件。这样,既符合了受力情况,又节省了造价,同时与观众更多更直观的接触网壳下部也是吻合的。类似的推敲也解决了复杂结构在空间中出现的各种难点和节点,包括空中节点和落地节点等的一系列问题,完成了钢结构的设计。

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综上种种,都表明该项目是一个极为复杂的工程。

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