横竖交织、排列整齐,远看像是由一根根竹藤编织而成的茧型场馆,这里就是第十届中国花博会三个永久场馆之一——竹藤馆。与主轴线上的复兴馆、世纪馆相比,竹藤馆面积较小,约350平方米,显得十分“低调”,但这个场馆凝聚了许多设计人员、施工人员的匠心,其造型、材料、工艺均为“非常规定制”。
“非常规定制”的场馆形态
“竹藤馆,是一个不像建筑的建筑。”华建集团总建筑师沈迪告诉记者,作为展示竹藤工艺的主题场馆,结合场地景观塑造一个掩映在青翠竹园中的景观雕塑式建筑,是竹藤馆的设计初衷。为了和周边环境更好融合,设计师采取了“去建筑化”的策略:通过对墙体、屋顶、柱梁等建筑要素的消解,将场馆从建筑本身转变为一件巨大的、彰显竹藤文化特色的“展示竹器”。
结合花博会主题,竹藤馆以“茧”为原型,取“破茧为蝶”之意,拟编织层叠之形,塑造出一个竹茧般的“非常规”建筑形态。从高空俯瞰,竹藤馆宛如一只竹藤编织而成的“茧”。
非常规的场馆形态造就了非常规的观展模式,设计希望将“破茧为蝶”的概念内化在漫游式的观展体验之中:设计师将场馆地面下沉一层,参观者从入口沿坡道游廊蜿蜒而下,上檐下池的物质边界构成一幅横向展开的、以茂林修竹为背景、天光云影共徘徊的画卷;随坡道进入下沉广场上的拱形展厅,再行进至室外展廊,螺旋形路径最终将人引至核心庭院。编织表皮构成的空间边界不断变化,时而低矮时而高耸,最终在开放庭院处放大。当游客沿曲桥“破茧而出”时,编织表皮流转成为无限展开的地面,光影凝结在深浅渐变的菱形网格之中……当参观者穿梭游走于编织结构的空间内外,编织表皮构成的空间边界和光影效果将随人的位置变化而变化,在延展的空间与变幻的光影中获得一种独特而有趣的观展体验。
“非常规定制”的
手工“编织”建筑
如何消解建筑要素?记者了解到,竹藤馆最大的特色就是看上去像是由竹藤编织而成,独立的编织结构表皮采用了高强度竹基纤维复合材料——竹钢,具有延展性强的特点,由施工人员手工层层编织而成。
竹器的编织,集技艺、肌理、造型于一体,既是竹器物质材料特性最本质而又最综合的表达,又承载着竹藤器物的文化底蕴,而将小尺度的器物性的编织技艺转换成为建筑尺度的编织工艺,是本次设计最大的亮点。
常规的竹器编织是二维的、平面化的,竹藤馆尝试了一种非常规交叉编织单元逐渐扭转的三维编织,使编织曲面具有强烈的立体感与丰富的光影效果。
这种立体编织方案确实能达到理想的效果,但如何建造出来又是一大难题。一开始,出于永久建筑材料耐久性的考虑,设计采用了仿真藤草编织面包裹式的技术方案,效果不错,材料耐久性也满足要求,但仿真藤草始终给人一种“假竹藤”的感觉。于是,设计师转向天然竹材的技术方案研究,尝试了天然竹藤编织包裹式和天然竹篾片夹挂式技术方案,但天然材料经防火防腐处理后外观变化很大,效果差强人意。经过一系列研究、试验,一种俗称“竹钢”的复合竹材让设计师终于找到了完美实现编织效果的技术方案。
复合竹材——高强度竹基纤维复合材料是一种新型的绿色竹材,具有高强度、低碳环保等特点,材料外观具有竹纤维的肌理质感,设计将复合竹材以穿插编织的方式沿钢结构索网延展方向拼接成与钢索等长的“经纬线”,每根“经纬线”采用平行排列的双层竹钢片,在交叉节点处开口固定。为了确保结构细部美观,设计师还对9200余个索网节点进行归并统一,优化拉索端部节点板布置、索具固定件形式等,确保大量节点在建筑效果上的统一和美观。
建造实施过程中,总长度近万米的竹钢片为全手工“编织”安装,施工人员从春节开始,无休奋战了100天编织了10000米。通过建筑师、结构设计师、工艺师、施工人员全力合作,这个“非常规定制”的编织曲面终于落成,不仅展现了张拉索网的结构美感,还显示出新型绿色竹材在当代建筑中的创新应用。
“非常规定制”的数字化工艺
竹藤馆的另一大亮点在于编织曲面覆盖下的独立展厅。虽然展厅面积和体量不大,但竹藤馆的建造工艺是全国首创——3D打印模板+UHDC喷射混凝土的新型数字建造工艺。“3D打印模板的工艺,可以避免钢筋锈蚀的问题以及大面积混凝土薄壁结构可能发生的开裂风险,实现高精度的快速模板搭建。施工完成后,3D打印模板将保留下来作为室内装饰造型,既节约材料,也实现了主体结构与装饰一体化。”沈迪说。
另外,展厅结构材料采用的UHDC(超高延性混凝土)可谓是本次设计的“黑科技”,这种混凝土通过添加纤维材料大大增加了抗拉强度,使结构层不仅无需钢筋还将厚度从常规的200mm减少到75mm,简化施工工艺的同时又大大节省了材料。
竹藤馆这个数字化建造的异形拱壳在材料与施工工艺上都是独一无二的创新,而创新的实现经历了重重困难:设计师不仅要说服业主接受创新方案,还要在缺乏规范和标准支撑的情况下通过1:1的样板段建造、样板段结构性能测试、样板段防火检测等一系列试验、检测证明技术可行性,最后还要组织专家评审获得专业认可以通过审图流程。经历了不断试错、不断探索的艰难过程,这个非常规定制的展厅得以落地实施。