機械之輪

葛曼 GE Man

（城市建設研究院，北京 100120）

（China Urban Construction Design&Research Institute，Beijing 100120，China）

機械之輪

葛曼 GE Man

（城市建設研究院，北京 100120）

（China Urban Construction Design&Research Institute，Beijing 100120，China）

青口鎮(zhèn)文體中心位于東南汽車城和“戴·克”汽車項目所在地，故設計方向從汽車城整體的具象思維發(fā)射，用了鮮明的汽車表象的代表部件——輪，使用具有代表性的新型建筑材料——ETFE膜結(jié)構(gòu)作為主要的表達手段，形成與周圍環(huán)境為一體的建筑紐帶。

機械之美;ETFE膜結(jié)構(gòu);綠色之輪

建筑就是居住的機器，而機械之美就是設計功能美的最直接和最集中的體現(xiàn)。在青口鎮(zhèn)文體中心的設計中我們采用了輪和軸的共用與聯(lián)系。

輪是人類的重要發(fā)明之一，輪的發(fā)明不但是交通運輸?shù)囊豁椫卮笸黄?，更是人類技術(shù)的一項重要成就。這種最基本的機器是人類應用技術(shù)的起點。在文化中，輪常常用來表示循環(huán)及周期反復的事物，在古埃及文化中，輪是用來表示太陽的符號[1]。他貫穿縱古，游行各方。輪與軸組成了機械，這是古典機械的特征，古羅馬建筑師維特魯威（Vitruvii）在其著作《建筑十書》，里提到機械是以多數(shù)人工和很大的力量而發(fā)生效果的。機械是人類制造的裝置，能以一定方式將能量、力從一個地方傳到另一個地方。

機械美學注重形式的運動性和邏輯性，青口鎮(zhèn)文體中心主體建筑坐落于場地中軸線上，一個個大大小小的“變速齒輪”散落在主體建筑周邊。其外立面由數(shù)百個“發(fā)動機氣缸”羅列而成，象征其強勁的動力，給觀者帶來超感官的體驗。形成一個“軌道上的齒輪”。

機械講究個部分的相互獨立，又講求互相協(xié)作，體現(xiàn)出一種理性的機械之美。整體規(guī)劃的交通體系以一個環(huán)形主要交通道路（軌道）與各個環(huán)狀的交通小廣場（齒輪）相結(jié)合，形成一個成體系，成整體的理性交通空間。

軌道：9米寬環(huán)形景觀大道，可同時滿足車行、自行車行、步行等交通形式?！败壍馈痹煨偷匿佈b設計，與體育館建筑語言相呼應，使場館建筑如同兩枚在軌道上飛速旋轉(zhuǎn)的巨大齒輪，極具機械美感。

齒輪：環(huán)形景觀大道周圍分布了9個功能各不相同的齒輪狀廣場。這些廣場具有交通組織、交通集散的功能；也具有休閑游憩、文化展示、活動交流的功能。廣場群與環(huán)形軌道有機結(jié)合，形成順暢的交通體系。

雖然人們喜歡從最廣泛的意義出發(fā)，把鐵木構(gòu)架和帆布建成的大棚，甚至以枝條和獸皮搭成的帳篷都納入膜結(jié)構(gòu)的范圍，但從嚴格的結(jié)構(gòu)受力的定義來說，膜結(jié)構(gòu)始于1970年日本大阪博覽會上一座氣乘式膜結(jié)構(gòu)的美國館，但30年來膜結(jié)構(gòu)卻經(jīng)歷了巨大的變化，膜結(jié)構(gòu)作為一種現(xiàn)代化的工程結(jié)構(gòu)，顯示了當今建筑技術(shù)與科學的發(fā)展水平，也具有巨大的發(fā)展?jié)摿?，在新世紀中，膜結(jié)構(gòu)必將在建筑結(jié)構(gòu)中占有重要的地位。膜結(jié)構(gòu)的突出特點之一就是它形狀的多樣性，曲面存在著無限的可能性，對于氣乘式空氣膜結(jié)構(gòu)來說，充氣之后的曲面主要是圓球面或圓柱面，配以表面彩色各異的顏色，任意變化膜結(jié)構(gòu)的形狀的千變?nèi)f化突出的表現(xiàn)在歷年各國舉行的博覽會上，在這些博覽會上，大大小小的展覽館，無不以新穎奇特的造型來吸引觀眾，而膜結(jié)構(gòu)就能用來達到這樣的目的，在眾多建筑中膜結(jié)構(gòu)會顯的尤為奪目，夜晚通過燈光的反射宛如燃燒的火焰，跳躍的精靈之家，膜結(jié)構(gòu)的變形比一般結(jié)構(gòu)要大一些，他的施工形狀是在施工過程中逐步形成的，有一個形狀確定的問題，需要各個工程師的參與配合。

膜結(jié)構(gòu)是輕型空間結(jié)構(gòu)的一個重要分支，除豐富多彩的造型外，還有優(yōu)異的建筑特性、結(jié)構(gòu)特性、和適宜的經(jīng)濟型，因此膜結(jié)構(gòu)的誕生，就迅速在世界各地發(fā)展起來。而膜結(jié)構(gòu)建筑主要分為張拉膜結(jié)構(gòu)、骨架膜結(jié)構(gòu)、充氣膜結(jié)構(gòu)、索桁架膜結(jié)構(gòu)、張拉整體與索穹頂膜結(jié)構(gòu)。充氣膜結(jié)構(gòu)是一個相對密閉的空間結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)空間結(jié)構(gòu)建筑不一樣的是，它通過風機向結(jié)構(gòu)內(nèi)部鼓風送氣，使膜結(jié)構(gòu)內(nèi)外保持一定的壓力差，以保證膜結(jié)構(gòu)體系的剛度，維持所設計的形狀。傳統(tǒng)的承重結(jié)構(gòu)與先進的膜面形成了完美的結(jié)合新材料、新形式的不斷出現(xiàn)，膜結(jié)構(gòu)具有強大的生命力，必將是21世紀建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展的主流，它的應用范圍不僅限于體育或展覽建筑，已向房屋建筑的各個方面擴展，因而具有廣闊的發(fā)展前景。

膜結(jié)構(gòu)建筑是21世紀最具代表性與充滿前途的建筑形式。它打破了純直線建筑風格的模式，以其獨有的優(yōu)美曲面造型，簡潔、明快、剛與柔、力與美的完美組合，呈現(xiàn)給人以耳目一新的感覺，同時給建筑設計師提供了更大的想象和創(chuàng)造空間。

具有良好的環(huán)保性、透光性、自清潔性，膜材表面采用PVDF（聚偏二氟乙烯）涂層、或二氧化鈦涂層，具有較好的隔熱效果，對太陽熱能可反射掉70%，膜材本身吸收了17%，傳熱13%，而透光率卻在20%以上，經(jīng)過10年的太陽光直接照射，其輝度仍能保留70%。膜結(jié)構(gòu)建筑有著輕質(zhì)、透光的特點，極具表現(xiàn)力的雕塑感建筑形態(tài)。并擁有良好的安全性和較快的建造速度及經(jīng)濟的建設成本。

青口文體中心外立面4.5m標高以上包覆雙層ETFE氣枕，其中外層為白色ETFE，內(nèi)層為透明ETFE，為B1級阻燃物質(zhì)，且這種材料厚度僅在0.2mm左右，質(zhì)量非常小（每平米重量在175～450g之間），在發(fā)生火災時這是一個非常大的優(yōu)勢，使火災的危害可以降到最小。

膜結(jié)構(gòu)建筑作為一種建筑體系、其所具有的特性主要取決于其獨特的形態(tài)及膜材本身的性能。恰由于此，用膜結(jié)構(gòu)可以創(chuàng)造出傳統(tǒng)建筑體系無法實現(xiàn)的設計方案。

膜結(jié)構(gòu)建筑有著輕質(zhì)、透光的特點，極具表現(xiàn)力的雕塑感建筑形態(tài)。其擁有良好的安全性能、較快捷的建造速度，并可以有效的控制工程成本。膜光滑白色的表面也可做為一個顯示面，利用科技手段將事實比賽狀況反應到表面上。

在建筑學發(fā)展的歷史上，技術(shù)與藝術(shù)是一個長久為人們所關注的問題，在當今技術(shù)發(fā)展日新月異的時代，這一問題的重要性尤為突出，以計算機為核心的信息技術(shù)無疑是代表性的技術(shù)之一，體育中心借助豐富多彩的外部圖像，形似披上了一層數(shù)字化外衣，利用外部表皮上的虛擬化信息符號反應出外界城市及建筑特色，展現(xiàn)城市空間，創(chuàng)新城市文化。建筑內(nèi)部表皮變幻閃爍的數(shù)字化影像信息帶給人們信息時代的無限溝通。

青口文體中心的建筑表皮我們運用了科技手段，讓其成為信息的載體，建筑表皮不在只是材料堆積的一堵墻或者真假難辨的外立面，而是數(shù)字技術(shù)貫穿其中可以傳達認知信息的表皮。從高科技材料到未來元素的配搭，無疑像人們展示了信息時代的巨大變化。

早期的房屋建筑，當太陽光直射之后，室內(nèi)外溫度急劇升高，大部分建筑采用的解決辦法是使用空調(diào)對室內(nèi)進行強制降溫，如此便形成了一個嚴重的惡性循環(huán)：空調(diào)的降溫效果有限且浪費大量的能源，室內(nèi)空氣由于流通不夠?qū)е驴諝赓|(zhì)量較差，而空調(diào)的過度使用又加劇了全球氣候變暖。青口鎮(zhèn)文體中心為大型公共服務性建筑，在節(jié)能減排中也要發(fā)揮重要的作用，我們根據(jù)當?shù)貧夂蚝同F(xiàn)階段國際運用較多且低成本的節(jié)能方式，用最基本的節(jié)能環(huán)保方式達到最好的效果。

自然風已經(jīng)以其獨特的優(yōu)勢成為建筑節(jié)能中普遍采用的一項重要手段，自然通風可在不消耗不可再生能源情況下降低室內(nèi)溫度，帶走潮濕污濁的空氣，改善室內(nèi)熱環(huán)境。二是可提供新鮮、清潔的自然空氣，有利于人體的生理和心理健康。

體育館最外層維護結(jié)構(gòu)為PTFE膜結(jié)構(gòu)的維護結(jié)構(gòu)，膜結(jié)構(gòu)本身的材料是環(huán)保的，可以制作環(huán)保袋，不僅表面材料可以回收利用，建筑本身也可以靈活拆分，從而可以實現(xiàn)回收再利用。而內(nèi)側(cè)維護為通高玻璃幕墻，兩層維護結(jié)構(gòu)由一條檢修柵格相聯(lián)系，從而形成了雙層維護結(jié)構(gòu)，雙層維護結(jié)構(gòu)是當今生態(tài)建筑中所普遍采用的一項先進技術(shù)，被譽為“可呼吸的皮膚”。在冬季，空氣夾層和百頁可以形成一個利用太陽能加熱空氣的裝置，提高建筑外墻表面溫度，有利于建筑的保溫采暖；在夏季，則可以利用熱壓原理將熱空氣不斷從夾層上部排出，達到降溫的目的。直接對外開窗容易造成紊流，不易控制，而雙層維護結(jié)構(gòu)則能夠很好的解決這一問題，而廊道不僅作為檢修作用還起到了通風豎井的作用，利用建筑內(nèi)部空氣的熱壓差，即通常講的“煙囪效應”——來實現(xiàn)建筑的部分自然通風。

地源熱泵是一種利用土壤所儲藏的太陽能資源作為冷熱源，進行能量轉(zhuǎn)換的供暖制冷空調(diào)系統(tǒng)，地源熱泵利用的是清潔的可再生能源的一種技術(shù)。地表土壤和水體是一個巨大的太陽能集熱器，收集了47%的太陽輻射能量，比人類每年利用的500倍還多（地下的水體是通過土壤間接的接受太陽輻射能量）；它又是一個巨大的動態(tài)能量平衡系統(tǒng)，地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發(fā)散相對的平衡，地源熱泵技術(shù)的成功使得利用儲存于其中的近乎無限的太陽能或地能成為現(xiàn)實。

地源熱泵不消耗水不污染水，不需要堆放燃料廢物的場地，可以制冷也可以供暖，并且維護費低無人值守，夏天把室內(nèi)的熱量排到地下，冬天把地下的熱量取出來供室內(nèi)用，向環(huán)境排放更少的能量，維持環(huán)境的平衡。

[1]Alexander Gasser.World's Oldest Wheel Found in Slovenia.Government Communication Office of the Republic of Slovenia.2003，March[19 August 2010].

[2]當代膜結(jié)構(gòu)發(fā)展概述索膜建筑藍天.

[3]王凱，陳務軍，宋浩.ETFE氣枕與ETFE薄膜性能高溫環(huán)境試驗研究[J].空間結(jié)構(gòu)，2011(03).

On the Wheel of Machine

The sports center of Qingkou town is located in the southeast automobile city and Day ke car project location,so the design direction comes from the overall figurative thinking of car city,with distinctive car image representative components:wheel,and use the new building material:the ETFE membrane structure material,thus forms a bond between surrounding environment and construction.

the beauty of machine；the ETFE membrane structure；green wheel

葛曼（1985-），女，遼寧丹東人，本科，初級職稱。

TU2

A

1006-4311（2014）11-0145-02