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钢结构与膜材料的协奏,产业园中庭天幕


博多森谷产业园位于杭州良渚新城,四座10-13层的L型布局高层办公楼围合出一处面积约4000平方米的中央庭院。原有的中庭窄边宽度仅为28m,塔楼则高约71m,中庭空间因此呈现天井式的压抑观感;在冬季中庭缺乏日照,而夏季则是阳光直射,雨天无遮盖中庭的使用率也急剧下降。


该产业园项目改造旨在重构为宜人的空间。因此设计师考虑在中庭上空覆盖一座透光的半开放天幕作为“顶棚”,以在提高耐候性的同时延续光照、空气等开放空间的自然要素。在日照强烈的夏季,半透明的天幕可以滤过直射的阳光,并在庭院四边入口处对流风的吹拂下确保中庭凉爽舒适;在冬季,天幕则可以减少热量散失以保持环境温暖,并确保雨雪天气时中庭空间的可使用性。

中庭天幕的造型设计复杂而精细。改造设计开始时项目已基本竣工,中庭的支撑结构因此只能落在地下室的顶板上。为在有限的冗余荷载范围内实现设想,设计师选择了轻质的膜材料配合钢结构框架构建天幕,其所需的结构加固程度小于玻璃等传统材料,可塑性强,并可以借助雨水冲刷完成自清洁,降低了日常维护成本。


从空中俯视,天幕的膜材料为两部分,强透光性的白色气枕近似透明,将柔和的光影投射在中庭内部;绿色的多层膜结构则比拟茶山。如同张开的“阳伞”,以近似梯田的方式切分,层次间的空隙改善了中庭的通风与排烟性能。设计团队与结构顾问合作,解决了大跨度钢膜结构设计中的诸多技术难点:钢结构跨度大,截面形式多样,整体呈曲面布置等。

为了进一步优化设计,团队在局部采取了ETFE+PTFE双层膜结构,网格内膜可以吸收噪声,并提高能源利用效率。在多轮比选后,团队选定了50%、40%与35%透光率的三种绿色气枕膜,依次分层布置,形成山水重叠般的渐变视觉效果。为避免积水,排水系统巧妙地隐藏于结构内部。天幕具有细微的坡度,可借助重力使雨水流向气枕间的分缝并排向地面。


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