商業(yè)建筑中庭空間單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)效果分析
——以湖南長(zhǎng)沙中海環(huán)宇城為例

趙 曄 （中南林業(yè)科技大學(xué)，湖南 長(zhǎng)沙 410000）

1 商業(yè)建筑中的中庭

1.1 中庭的發(fā)展歷史

建筑中的中庭主要是指由建筑圍合或者半圍合的內(nèi)部空間，它不僅僅是一個(gè)建筑中空出的部分，同時(shí)也起著采光通風(fēng)的作用。

追溯到西方歷史，中庭雛形可見(jiàn)于羅馬建筑，在羅馬建筑的中心庭院或者半公共空間都類似于如今的中庭空間，后來(lái)在十九世紀(jì)初的歐洲，在中庭加上透明的玻璃蓋，由此便將溫室和中庭相結(jié)合，形成了一個(gè)可以用園林植物來(lái)裝飾的封閉空間。而在中國(guó)的歷史中，中庭多見(jiàn)于傳統(tǒng)民居，無(wú)論是北方的北京四合院民居，還是南方的天井，都可以看到中庭空間的影子。

而商業(yè)建筑中的中庭設(shè)計(jì)來(lái)源，大多人認(rèn)為是1967年波特曼提出的共享空間的思想，假如在一個(gè)空間中你從一個(gè)區(qū)域外看的時(shí)候能覺(jué)察到其它人的活動(dòng)，它將給你一種精神上的自由的感覺(jué)，這正是中庭想要給人的直觀感受。

1.2 商業(yè)建筑對(duì)中庭的要求

商業(yè)建筑中的中庭便相當(dāng)于商業(yè)環(huán)境中非營(yíng)業(yè)的開(kāi)放空間，這種室內(nèi)開(kāi)放空間不僅可以解決交通疏散問(wèn)題，還能為人們提供休息交往的空間，同時(shí)還能隨時(shí)隨地向人們發(fā)出商業(yè)的信息與動(dòng)態(tài)，對(duì)于提高人們購(gòu)物活動(dòng)的效率和欲望，以及開(kāi)發(fā)商業(yè)價(jià)值有重要意義。

商業(yè)建筑中的中庭有講求文化品味、具有文化氣氛、要有交通樞紐特性等要求，同時(shí)在熱環(huán)境、光環(huán)境、聲環(huán)境等方面也提出了要求。熱環(huán)境方面可以通過(guò)空調(diào)系統(tǒng)控制冷風(fēng)和風(fēng)速，達(dá)到熱舒適要求；光環(huán)境方面通過(guò)調(diào)節(jié)自然采光設(shè)施和人工照明設(shè)施，使光環(huán)境處于舒適、節(jié)能的狀態(tài)；聲環(huán)境方面可以通過(guò)控制音質(zhì)和噪音來(lái)形成良好的聲環(huán)境。

2 商業(yè)建筑中的單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)

網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)即為網(wǎng)狀的殼體結(jié)構(gòu)，或者說(shuō)是曲面狀的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其外形為殼，其形成網(wǎng)格狀，是格構(gòu)化的殼體，也是殼形的網(wǎng)架，它兼具桿系結(jié)構(gòu)和殼體結(jié)構(gòu)的性質(zhì)，與平面網(wǎng)架不同，它的承載力特點(diǎn)為沿確定的曲面薄膜傳力，屬于桿系類空間結(jié)構(gòu)，是不同于一般平面結(jié)構(gòu)的多次超靜定空間結(jié)構(gòu)體系。

網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)圖

由于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)可以采用各種殼體結(jié)構(gòu)的曲面形式，因而在外觀上可以與薄殼結(jié)構(gòu)一樣有豐富的造型，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)可以給設(shè)計(jì)人員以充分的設(shè)計(jì)自由和想象空間，于是現(xiàn)在多被運(yùn)用于大型體育場(chǎng)館、大型會(huì)議展覽中心等，尤其在商業(yè)建筑的中庭應(yīng)用居多。

2.1 單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史

網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)由來(lái)已久，在古時(shí)的人們便能借用仿生學(xué)的原理，例如用樹(shù)枝為骨架搭建的空間來(lái)創(chuàng)造良好的生活場(chǎng)所，成為了穹頂。隨著社會(huì)的發(fā)展，建筑構(gòu)建的工業(yè)化和電子科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，都更加促進(jìn)了網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和發(fā)展。

2.2 商業(yè)建筑的單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)實(shí)例——北京銀河SOHO橢圓形玻璃采光頂

銀河SOHO項(xiàng)目位于北京市東城區(qū)朝陽(yáng)門，其中包括4棟建筑。該項(xiàng)目包括玻璃幕墻、鋁板幕墻、玻璃采光頂?shù)榷喾N工程。其中采光頂面層和網(wǎng)殼支撐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都是以設(shè)計(jì)造型為主，系統(tǒng)為小單元隱框結(jié)構(gòu)形式，面層玻璃為L(zhǎng)OW-E中空夾膠鋼化玻璃，主支撐體系便為單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)體系，其采光頂為空間結(jié)構(gòu)體系，采用單層網(wǎng)殼體系，由6根鋼梁通過(guò)獨(dú)立鋼柱連接而成。

3 商業(yè)建筑中的單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)實(shí)例分析——長(zhǎng)沙中海環(huán)宇城中庭

3.1 項(xiàng)目概況

長(zhǎng)沙環(huán)宇城位于天心區(qū)芙蓉南路與環(huán)保路交匯處，占地7.6萬(wàn)m2，建筑面積約13萬(wàn)m2，共有180多個(gè)商鋪。長(zhǎng)沙環(huán)宇城購(gòu)物中心以兒童親子業(yè)態(tài)為主，業(yè)態(tài)線涵蓋兒童零售、兒童游樂(lè)、兒童職教體驗(yàn)、巨幕影院、精品超市、人氣餐飲等，致力打造長(zhǎng)沙兒童特色主題購(gòu)物中心，也旨在為人們創(chuàng)造一個(gè)便捷易達(dá)而多元豐富的消費(fèi)、休閑、娛樂(lè)空間，成為引領(lǐng)都市人群生活方式的綜合購(gòu)物中心。其特色是103m的星空天幕，被譽(yù)為亞洲最大的單層網(wǎng)殼穹頂，全景式玻璃穹頂，讓顧客可以在購(gòu)物的同時(shí)觀賞到四季的變化，能和自然親密地接觸。

3.2 中庭空間

3.2.1 環(huán)宇城中間天幕中庭

中海環(huán)宇城最主要的中庭也是其商業(yè)空間中最具有特點(diǎn)的空間，地面蜿蜒行進(jìn)的流線與顏色變幻的穹頂相得映彰，擺放的藝術(shù)品也作為點(diǎn)綴鑲嵌其中，整體格局將商業(yè)與藝術(shù)有機(jī)融合。中庭的穹頂作為亞洲最大的星空天幕，同時(shí)也是亞洲最大的單層網(wǎng)殼穹頂，它整體跨度長(zhǎng)達(dá)103.8m。

由圖可看出其穹頂是由許多菱形的單體組成，因?yàn)樵谝?guī)范中屋頂透明部分的面積不應(yīng)大于建筑屋頂總面積的20%，所以它采取了適宜的遮陽(yáng)措施，玻璃頂和隨機(jī)點(diǎn)綴的遮擋，讓建筑的穹頂更富有變換，有光影效果。白天陽(yáng)光可以透過(guò)天幕直接灑滿整個(gè)中庭，晚上通過(guò)變幻的燈光也能給客戶帶來(lái)不同的體驗(yàn)。同時(shí)也合理組織自然通風(fēng)，阻擋了陽(yáng)光直射，提高了中庭空間光環(huán)境和熱環(huán)境舒適度。減少的玻璃面積也為室內(nèi)空間熱環(huán)境提供了可能，冬季在這樣空曠的空間中卻并不覺(jué)得寒冷。中間的建筑單體，其頂上的斜撐支撐著整個(gè)頂，是固定剛接支座，在其形成的巨大空間下面可以看到零星布置的商位。

3.2.2 環(huán)宇城入口和扶梯中庭

環(huán)宇城中藝術(shù)元素融入商業(yè)空間不僅僅體現(xiàn)在天幕中庭，其入口中庭也是吸引人進(jìn)入商場(chǎng)的一個(gè)手段。在猶如有點(diǎn)點(diǎn)繁星點(diǎn)綴的星空之下，運(yùn)用的藝術(shù)燈具增加了視覺(jué)沖擊力，燈具上的玻璃鋼網(wǎng)殼，不僅用結(jié)構(gòu)提升了中庭的通高，還引入了自然采光，提高了熱環(huán)境舒適度。這樣一個(gè)小面積的穹頂，也在一定程度上也減少了周圍噪音的干擾，讓顧客進(jìn)入商場(chǎng)后宛若進(jìn)入了另一個(gè)世界。

而扶梯上的中庭，是以一個(gè)類似煙囪狀的造型出現(xiàn)，曲面上升，口徑由大到小，其結(jié)構(gòu)是一個(gè)肋環(huán)形球面網(wǎng)殼，節(jié)點(diǎn)為剛性節(jié)點(diǎn)。與它下方縱橫交錯(cuò)的扶梯有機(jī)結(jié)合，造型奇特美觀。當(dāng)人乘坐中庭下面的扶梯時(shí)，抬頭便可看到外面的風(fēng)景，讓顧客能在不同高度品味其空間韻律。

4 小結(jié)

文章主要針對(duì)商業(yè)建筑中庭空間進(jìn)行了研究，同時(shí)針對(duì)單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了進(jìn)一步的分析。在探討了單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的歷史并以北京銀河SOHO橢圓形玻璃采光頂舉例后，以實(shí)地調(diào)研的商業(yè)綜合體——中海環(huán)宇城項(xiàng)目為研究對(duì)象，介紹了對(duì)單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在其中不同中庭空間體驗(yàn)分析后，得出結(jié)構(gòu)方面的理解，以及對(duì)其舒適度方面的研究結(jié)論。中海環(huán)宇城利用單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)為媒介，將藝術(shù)與商業(yè)空間相結(jié)合的方式為其它商業(yè)空間的設(shè)計(jì)提供了較好的指導(dǎo)作用，并且也讓顧客在其中有了豐富的體驗(yàn)感。