BIM建筑|揭秘米兰世博会中国企业结合馆设计

设计理念

2015年意大利米兰世博会的主题为“滋养地球，生命能源；为食品安全、食品保障和健康生活而携手”，希望促进人与自然的和谐均衡发展。中国企业联合馆在呼应世博会主题的同时，选择“中国种子”作为展馆主题意象，来反映中国企业的发展与成长，展示中国企业重视食品安全、珍惜自然资源的发展目标。

建筑设计的灵感也来源于“种子”，并在多方面回应自然和生命的主题。建筑表皮卷裹的动势是对种子萌芽和生长过程的模拟；双重环形坡道则是对DNA分子结构的隐喻；建筑核心的垂直绿化直接将生机引入建筑内部。

↑设计草图

↑总体区位图

↑总平面图 同时，建筑设计构建了“方圆”、“内外”、“虚实”、“刚柔”、“动静”等一系列空间形态的二元关系，与“道法自然”、“有无相生”的思想相通。建筑轮廓为一方形体量，在当中嵌入树状柱筒、环形中庭及其内部的绿核，以“负阴抱阳”的姿态，将外部空间引入室内。观展流线在内外之间不断转换，并在不知不觉中到达屋顶花园。从建筑的任何角度都可以看到内外空间的自然衔接，空气和光线完全可以进入建筑最深处。

↑设计生成过程

↑形态构成

简约与集约

米兰世博会提供给每个展馆的用地相对较小，周边道路用地紧张。国家馆之外的所有展馆建筑高度严格控制在12m以内；而且主要室内空间要满足至少3m净高的舒适度要求。而企业馆是一个由多家企业联合集资建设的场馆，各企业都要求有尽量多的展示面积，以在世博会实现充分宣传的目标。我们需在930m2的净用地面积中设计约2000m2的使用面积。

↑一层透视

↑二层透视

简约的立面

项目需要在狭小的场地中做足业主需要的面积。建筑必须充分利用场地、贴临退界线，加之周边道路狭窄，基本在5~8m宽。在几乎没有观看视角的基地上，对于这个小体量建筑的设计策略是简化外立面元素，用纯净的材料、简约的细部使建筑充满力量感。 （1）材料选择 为了突出建筑表皮卷裹建筑体量的动势，表皮材料选择单一的白色PVC膜。膜作为一个外立面材料，而并非传统的膜结构围护体系，遵循着一定的立面设计逻辑。膜的立面分割线和其后部的次结构是一系列渐变曲线。PVC膜受张拉之后呈现一种柔中带刚的触感和视觉感受，入口如在缓缓拉起的舞台大幕后逐渐展开。此外，建筑采用钢板幕墙，通过钢板的延展性完成对复杂曲面的塑造。钢板可焊接、打磨再喷漆，消除了立面的分缝，进一步简化了立面元素。

（2）节点建构 节点设计同样遵循着简约的原则。膜与幕墙钢板直接在转角相接，幕墙钢板同时还是结构传力构件，膜的次结构通过幕墙钢板传力于主结构。一方面，这更容易使膜的表面做到与钢板端部对齐，最大程度减小了设计生成过程总体区位图总平面图形态构成63两家不同生产安装商间可能产生的误差；另一方面，南、北立面钢板作为膜的收边，在建筑细部设计逻辑和结构受力途径上实现了统一。

↑膜表皮连接节点细部 尺度控制 建筑因为贴临退界线，无法形成入口广场。如何设计一个符合公共建筑尺度感的入口空间成为主要的设计命题。入口空间是在12m总高的3层小建筑中切出一个7.5m净高的空间，并将其向外部场地开敞。通过对外部的借景以及与外部的融合使得小空间得到放大。入口空(BIM培训)间界面的设计尽量简洁，采用了大面积连续的白色涂料顶棚、整体地坪、天然实木饰面墙板。通过材料本身的质感，形成整体空间的丰富性。面与面、材料与材料之间的交接干净利落，必须的细部设计也尽量抽象。观众离开建筑的出口部位净高受限仅有2.5m，因此顺势将此处空间处理为一个水平向延展的狭缝，同样向外部空间开放。

集约的功能 建筑有-2.0、0.0、3.0、6.7、8.0、9.3、10.0、10.9m等多个标高，以及环绕中心影院的双重坡道。建筑充分利用错层、夹层达到空间利用的集约化，满足使用面积的需求。 在高密度集约式空间利用基础上，将各空间充分打开，空间之间的交融和重叠产生了足够的丰富性。在入口处，-2m地下室展厅、入场参观的上行坡道以及离开中心影院的下行坡道等均展露出来，通高的入口空间和这些小空间产生了有趣的并置。川流不断的观众在双重坡道上的不同方向行走，使人流本身也构成一道风景。 入口空间展示了多种不同的设计要素。树状柱及其后部的垂直绿化均表达着自然的主题。在二者之间是一个环形光井。入口处还可以看到8m标高的开放式论坛区，通过连续的木饰面板，入口的感觉被一直放大到屋顶。 8m标高处的论坛区与屋顶中式水园和意式台地园相互借景，两个不同风格园林的并置也传达了中意文化交流的含义。

↑影厅入口

↑剖面图

↑中式水园

↑屋顶鸟瞰（意式台地园和中式水园的结合）

结构策略

立面桁架 通过体系优化，结构设计为建筑的简约化设计提供了技术支持。东南角建筑入口处，建筑外表皮向上掀起，划出一道与地面相切、直至屋面的大弧线。结构师选用结合建筑轮廓的立面桁架形式，高效地实现了力流的转化和落地，实现了“帘幕掀起”的效果。同时，采用大悬挑取消了立柱，模糊了建筑内外空间的边界，从而实现了建筑出入口的开敞空间。 建筑主要竖向受力构件简化为立面桁架和内圈的树状柱筒，也打破了“结构柱网”的惯常设计逻辑，充分塑造了无内柱的简约室内空间。 树状柱筒 中国的传统木构建筑和意大利最杰出的拱券结构传统建筑都是杰出的结构美学之作，在企业馆的设计中我们也试图赋予结构构件以美学含义。我们在建筑核心设置了树状柱，它们相互交叉支撑，整体形成一个椭圆形柱筒。结构师依照不规则造型布置钢结构折形柱，使树状柱成为建筑设计的亮点。绿核影厅由树状柱筒吊挂，可取消影厅下部立柱，-2m展厅的边界得以无碍地延伸到枝状柱，环形光井被纳入展厅空间。此外，树状柱还承担环形坡道的重量，是结构设计中的关键部位。在枝状柱的生产和安装方案中，柱筒整体被分成内、外两个展开面以及若干小的侧面来拼装，实现了很好的表面平整度。

↑树状柱筒模型

↑树状柱筒施工

BIM的运用 建筑多处吊顶距上方楼层完成面仅500mm，这也是为了尽量争取使用空间面积的极限挑战。管线综合完全依赖(BIM工作)于BIM模型，通过充分利用梁间空间以及在钢结构梁上开洞等措施，最大程度地压缩了管线所需空间。通过BIM模型还直观地展现了建筑的各个角落，一些管线得以在不同寻常的路径上找到出路。

↑BIM模型 可持续技术 为了表达中国企业对于生态环境保护的重视，我们通过被动式节能措施，优化建筑空间、材料与构造。围绕中心的坡道，建筑各层公共区域设计为相对开放的半室外空间，自建筑首层西侧经过建筑核心区域到东南角的巨大开敞面形成气流通道，针对米兰5~10月的气候特征可组织自然通风，垂直绿化墙进一步为贯穿的气流降温。

↑自然通风 应世博会的技术要求，建筑采用膜、石膏板、防水外墙板（Acqua Panel）、木饰面板等多种可回收材料作为主要建材。同时，通过优化施工安装方案，使得整个钢结构在世博会结束后可以实现拆解和再造。设计选用浅色PVC膜材料，以最大限度地带走屋面热量。屋面的绿化和水景进一步提高了屋面的隔热性能。室外场地采用彩色混凝土透水地面。这些也是“与自然相合”的具体技术措施。

意大利消防、无障碍设计法规的影响 中国企业联合馆项目是同济建筑设计研究院在欧洲从方案到施工图全套自行完成的项目，整个设计过程，从规范要求、材料选择到施工习惯等各方面，都充满中国设计师和意大利顾问团队的碰撞。其中，消防设计和无障碍设计是与意方顾问团队交流过程中的难点。意大利当地的法律法规和习惯使我们感触颇深。关于消防火灾等级的确立，意大利规范除了进行建筑规模和使用性质的甄别以外，还要严格计算整幢建筑的火灾荷载，依此进行消防定性和设施、材料的选择。对比国内通过规范规定材料耐火等级的方式，这增加了设计的难度，但带来了建筑选材上的更大自由度。由于本馆较开敞，烟气排放条件较好，我们可以仅在楼梯间周边使用1h防火墙，也可以在室内大面积使用木饰面。意大利建筑法规中，无障碍设计无处不在，要求所有无障碍观众具有和普通参观者相同的可达程度。设计还必须考虑在火灾等紧急情况下，提供无障碍观众等候和救援的专用安全区域。这些规则给我们的设计增加了一定难度，但这让我们切实体会到“完全平等、以人为本”的设计理念。

↑施工建造现场

项目信息：

业主：上海米博投资发展有限公司 地点：2015米兰世博会NE.6地块 总建筑面积：约2000m 设计时间：2013.11~2014.11 竣工时间：2015.04 建筑设计：同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司 项目负责人：任力之 团队成员：任力之、吴杰、孙倩、李楚婧、邹昊阳、许文杰 摄影/图片版权：同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司

任力之，同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司副总裁、总建筑师，建筑设计二院院长。建筑设计代表作品：非盟国际会议中心、东莞国际会展中心、东莞图书馆、宁寿大厦、同济大学校门改建、浙江省公安指挥中心、上海哈瓦那大酒店、外滩十八号楼、上海国际汽车博物馆、井冈山革命博物馆、同济大学教学科研综合楼、上海世博会法国国家馆/西班牙国家馆/丹麦国家馆。

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