模袋云的重要客户Ennead建筑师事务所已完成了在上海新建的新天文博物馆的项目,该博物馆恰好也是世界上最大的天文博物馆。建筑整体全部采用曲线设计,不包含任何直线或直角。这一灵感来自于宇宙,而且从一侧看,它的外观就像日晷,象征着时间的流逝。


 

自7月18日开馆以来,上海天文馆在这个恰逢暑期的时节持续火爆,一票难求中,有不少朋友都在说订好闹钟去订票都没有订到,大有双11的架势。那么,抢不到票的话,不妨先来欣赏下这座美轮美奂的建筑吧!


 


 

上海天文博物馆占地约4万平方米。建筑内容纳着临时和永久的展品,周围有几个较小的建筑,并设有太阳能望远镜、天文台、教育和研究中心、剧院和天文馆,以及其他观景点。主楼的整体形态由三个主要元素定义:圆形天窗Oculus、球状大厅Sphere和颠倒穹顶Inverted Dome。


 

根据上海市绿色建筑协会的信息,项目设计阶段采用二维+三维的模式,是以三维模型剖切出图为主,二维绘图标识为辅,局部借助三维透视图和轴测图的方式表达设计。对于传统设计方法,上海天文馆建筑曲面的造型及结构将带来大量设计图纸、大样图、局部详图,设计信息被二维图纸严重割裂,并且在传递过程中不断丢失有用的信息。因此必须采用BIM技术,通过三维协同设计,减少设计复杂带来的设计错误,提高设计效率和质量


 

应用BIM软件整合各专业模型,进行一致性检查,尽量消除复杂建筑与结构、给排水、暖通、电气等专业设计表达的信息不对称,将修正后的模型再进行剖切,生成平面、立面、剖面,辅助节点大样图出图,形成二维设计图纸,以满足工程实施、政府审批和验收归档的需要。对于本项目建筑球体与不同曲面间交界面中复杂、重点设计的区域,按需提供用以更好辅助理解的侧视图、二维剖切视图和空间节点定位坐标,辅助完成管线综合排布图、结构预留洞图纸等,为后续设计交底、深化设计提供依据。


 


 

上海天文馆作为大型公共类展馆承载着绿色环保及成为世界可持续发展建筑设计典范的使命,项目在设计之初就提出了要达到LEED绿色建筑白金、三星建筑评级,减少45%能源及75%用水消耗等一系列标准要求,运用BIM模型进行了包括室内外通风环境、自然采光、日照、人流疏散等一系列性能化模拟分析确保项目的设计方案达到绿色节能减排的要求,同时也能满足人体舒适性要求及大型场馆建筑的安全疏散要求。始终坚持“一模多用”的原则,以设计BIM模型为基础,根据不同的使用目的对模型进行简化,去除相应模拟分析中无法识别或无关的构件,形成不同的计算模型。再添加相关条件设定,进行各类模拟分析,最大化BIM价值。充分体现了BIM应用在设计集成与整合,过程协调,生态节能分析等方面的优势。


 

接下来我们看一下建成的天文馆。


 


 

Oculus悬挂在主入口上方,能够从入口的广场和水池处反射阳光。从反射的阳光中,就可以推算出当天的时间,地面上还刻上了时间刻度,感觉可以申请最大时钟的世界纪录了。在夏至,反射的阳光会形成一个完整的圆圈,充满着匠心。


 


 

博物馆的中心点是一个球体。由于球体的支架保持在最低的可见度,游客会有种球体漂浮在半空中的错觉。在球体内部,是博物馆的重要区域:天文馆剧院。


 

壳体结构的承载能力高、刚度大、节省钢材,因此在大跨空间结构中有着广泛的应用,壳体结构可以最大限度地利用结构的强度,用最少的材料覆盖最大的使用面积。


 


 

博物馆的最后一个主体部分是颠倒穹顶,这是一个大型的倒置玻璃结构,位于建筑的中央中庭顶部,参观者可以通过环绕720度的螺旋坡道到达。在这里,游客可以直接欣赏到天空的景色。


 

建造这座天文馆涉及到了好多种建筑结构模式,除了最基本的钢筋混凝土框架和钢结构空间桁架外,还有异形墙体、混凝土壳体、单层钢网壳和铝合金结构网壳。

它们相互之间的连接构造处理难度极大,其中的大悬挑钢结构、不规则曲面混凝土壳体和清水混凝土异形梁柱结构也给结构施工带来了极大的难度。


 


 

在2014年国际设计竞赛中,Ennead拿出了一个颇具挑战性的建筑设计方案:没有任何直线或直角,与宇宙的几何形状和天体运动的动态能量相呼应。建筑师Thomas J. Wong从物理学中经典的三体问题中汲取灵感,寻找太阳系内多个天体的引力所创造的错综复杂的布局。这一点也能从博物馆外蜿蜒的如丝带般蔓延的外墙中看出来。


 


 

此外,最终评估结果显示,整个上海天文馆建筑群中的建筑都达到了绿色建筑的最高等级标准,这在建筑行业内起到了示范意义,有助于改进行业内对绿色建筑的认识。


 


 


 

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