任飛訪談

天妮/TIAN Ni

WA：國(guó)家博物館的設(shè)計(jì)是從哪些層面具體回應(yīng)“建筑可持續(xù)”和“環(huán)境友好”策略的？體現(xiàn)方式有哪些亮點(diǎn)？

任飛：體現(xiàn)建筑可持續(xù)和環(huán)境友好有幾個(gè)層面。首先，設(shè)計(jì)充分考慮用地地形。項(xiàng)目用地是處在城市近郊淺山環(huán)抱的地方，建筑順應(yīng)用地，隨形就勢(shì)自由伸展開，輪廓和周圍平緩的自然山體協(xié)調(diào)呼應(yīng)，整體比較通透輕靈的建筑形態(tài)和周圍的自然環(huán)境相互融入。其次，設(shè)計(jì)也充分地考慮了當(dāng)?shù)貧夂?。昆明四季如春，空氣很好，特別適合戶外活動(dòng)。所以建筑主體里面除了一些必要的陳列廳有溫濕度控制要求的，大部分公共空間并沒有封閉，這樣室內(nèi)外環(huán)境之間是開敞流動(dòng)的，空氣、陽(yáng)光、風(fēng)都可以直接進(jìn)入室內(nèi)，讓人感覺親近自然的同時(shí)，也對(duì)建筑節(jié)能方面很有利。第三是材料。設(shè)計(jì)里面木結(jié)構(gòu)的應(yīng)用是一個(gè)重要的亮點(diǎn)。我們知道，伐木不等于毀林。恰恰相反，在不破壞生態(tài)的前下，把木材有價(jià)值地利用起來，是一個(gè)高效生物固碳的做法。木材本身就是一種固碳非常好的材料，從生成到加工、建造，在全生命周期內(nèi)，能耗和環(huán)境影響都是現(xiàn)有主要建筑材料中最低的。而且木材本身也能給人一種溫暖親切的感受。

WA：建筑“水滴”的主體形態(tài)是如何確定的？

任飛：建筑形態(tài)在創(chuàng)作過程中也經(jīng)歷了多次反復(fù)。我們比選了多個(gè)層面的植物主題創(chuàng)作方案，但總覺得沒能體現(xiàn)出國(guó)家館讓人一目了然的整體形象。莊惟敏院士?jī)A向于形態(tài)相對(duì)聚集、有明確的整體形象、同時(shí)又能和自然地形、室外環(huán)境充分融合、與自然特別友好的形態(tài)。順著地勢(shì)的漫延，自然就有了水滴的意向。水和生命、植物也有一種內(nèi)在聯(lián)系，這種溫潤(rùn)和滋養(yǎng)萬物的氣質(zhì)，適合環(huán)境，也非常契合植物博物館的主題。另外，博物館的重要展品之一，就是種類豐富的活體植物。像水滴一樣漫延的形態(tài)，也增加了建筑和室外的接觸界面，在展陳設(shè)計(jì)時(shí)，能最大限度地將室外活體植物引入展線。

WA：在設(shè)計(jì)策劃和功能設(shè)置方面，博物館與植物園或溫室最大的區(qū)別是什么？對(duì)于人的互動(dòng)及人的關(guān)懷有怎樣的考慮？

任飛：定位上植物園和溫室主要展示活體植物，而博物館還包含了大量的收藏、陳列、科學(xué)研究、科普教育、國(guó)際交流功能，也更注重它的公益性。博物館設(shè)置了若干個(gè)專題的基本陳列，從時(shí)間軸、空間軸、人文軸等主題展開，讓不同類型的觀眾都能有比較全面的觀看體驗(yàn)。時(shí)間軸從整體植物演化的全過程展開，空間軸涉及全球不同地域不同環(huán)境和植物演化的主題，人文軸從人類社會(huì)演化和植物之間的密切關(guān)系展開。另外，館內(nèi)設(shè)置了專門的科學(xué)研究室，還有兒童科普教育培訓(xùn)室功能。這些都是植物園和單獨(dú)的溫室難以實(shí)現(xiàn)的。

關(guān)于建筑與人的互動(dòng)和對(duì)人的關(guān)懷，除了給觀眾種類豐富、內(nèi)容有趣的觀展體驗(yàn)，也考慮了知識(shí)性和參與感更強(qiáng)的功能。我們把觀眾分成普通參觀、親子游、準(zhǔn)專業(yè)愛好者、專業(yè)研究者等若干類人群，對(duì)每一類參觀者都做了需求友好及提高參與性的設(shè)置。比如對(duì)于親子游人群，公共空間里會(huì)有孩子可以參與的培訓(xùn)、臨摹科學(xué)植物畫等，小孩可以“挖一挖”“畫一畫”，甚至“種一種”；對(duì)準(zhǔn)專業(yè)的植物愛好者人群，考慮到他們的特點(diǎn)是不定期、長(zhǎng)時(shí)間逗留在特定區(qū)域，我們也設(shè)置了研究區(qū)域和專門流線。另外，考慮設(shè)置了一些不同主題的活動(dòng)，像“博物館之夜”“魔法植物游行”或“森林音樂會(huì)”等，來服務(wù)不同人群的需求。針對(duì)老人或行動(dòng)不便的人群，我們做了特殊人群流線，車輛可直接開到博物館功能入口，可無縫接駁建筑無障礙系統(tǒng)，確保主要流線對(duì)各個(gè)不同人群的可達(dá)性。

整體來說，未來的植物博物館將會(huì)面對(duì)更廣泛的人群，擁有更為復(fù)合的功能性和更為親切的科學(xué)性。讓不同身份的參觀者都能深度參與博物館的展示與互動(dòng)功能，享受公共空間帶來的美好體驗(yàn)。

WA：如何運(yùn)用設(shè)計(jì)手段滿足游客在溫室中的體感舒適度和植物生長(zhǎng)的舒適度？屋面系統(tǒng)在綠建及后期維護(hù)等層面分別有怎樣的考慮？

任飛：溫室是植物博物館中的重要部分，設(shè)計(jì)的目標(biāo)也希望能夠達(dá)到世界級(jí)的專業(yè)水平。

溫室分為熱帶雨林溫室和荒漠溫室兩個(gè)。我們以雨林溫室為例說明一下環(huán)境控制策略。熱帶雨林溫室大約8000m2，是個(gè)封閉的人工環(huán)境。昆明的溫濕度變化幅度相對(duì)其他氣候區(qū)較小，對(duì)溫室環(huán)境控制非常有利。我們也跟植物科學(xué)家做了深入探討，為滿足植物生長(zhǎng)需求和人行區(qū)域的舒適度控制要求，溫室采取主動(dòng)式與被動(dòng)式相結(jié)合的室內(nèi)控制策略。冬季設(shè)供暖保證室內(nèi)溫度不低于15℃。夏季和過渡季通過對(duì)室內(nèi)溫度的監(jiān)控，控制溫室側(cè)邊及頂部的幕墻開啟，從而增強(qiáng)自然通風(fēng)，降低室內(nèi)溫度。另外，方案結(jié)合遮陽(yáng)簾、微霧加濕等方式，保持室內(nèi)溫度不高于35℃，并控制室內(nèi)溫度梯度。在人行區(qū)域，輔助設(shè)置風(fēng)扇的局部微氣候調(diào)節(jié)設(shè)施，進(jìn)一步保證室內(nèi)的舒適度要求。

在夏季自然通風(fēng)方面，我們通過CFD 模擬，明確了夏季通風(fēng)條件下的溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)分布，以及理想的開窗位置和開窗面積，并在深化設(shè)計(jì)中予以落實(shí)。

1 總平面7-博物館主入口14-博物館次入口、溫室出入20-省林科院辦公室27-次入口廣場(chǎng)1-科普出入口8-場(chǎng)地主入口 口（獨(dú)立運(yùn)營(yíng)時(shí)）21-南美洲熱帶景觀園28-場(chǎng)地次入口2-藏品管理出入口9-國(guó)博大道15-藏品管理出入口22-室外展場(chǎng)29-龍泉觀3-非洲熱帶景觀區(qū)10-科研出入口16-靜水池（未來擴(kuò)展區(qū)）23-扶荔宮30-樹木園4-行政/VIP出入口11-科研溫室17-大洋洲景觀園24-亞洲亞熱帶景觀區(qū)5-臨展、國(guó)際會(huì)議入口12-歐洲地中海景觀區(qū)18-北美洲熱帶景觀區(qū)25-黑龍?zhí)豆珗@6-主入口廣場(chǎng)13-國(guó)家植物博物館主體建筑19-地震工程研究所26-昆明植物園

2 屋面透明度分布圖

5 雨林溫室多情景使用模式圖

在遮陽(yáng)方面，雨林溫室跨度大、高度高、幾何形狀較復(fù)雜等條件都對(duì)遮陽(yáng)提出了挑戰(zhàn)。我們正在研究攻關(guān)，希望最終做到機(jī)械原理盡量簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)可實(shí)施。

此外，我們考慮采用雙層中空夾膠玻璃，提升保溫性能，避免冬天結(jié)露；采用紫外線透過性能更好的膠片和超白玻璃，為植物生長(zhǎng)提供更為寬闊、更接近自然環(huán)境的光譜區(qū)間。

昆明干濕兩個(gè)季節(jié)差異很大，每年雨季都會(huì)有幾次比較集中的降雨，而且強(qiáng)度比較大。屋面的造型整體是中間高四周低的一個(gè)殼體，雨水靠屋面坡度流向地面的排水溝。通過計(jì)算，絕大多數(shù)玻璃坡度不小于0.3%，能夠滿足排水要求，整體屋面沒有滯水點(diǎn)出現(xiàn)。

屋面也有上人維護(hù)和清潔的需求。玻璃單元之間的天溝，兼顧排水和上人通行功能。由于屋面是非線性的表面，有很多不同規(guī)格的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，這些天溝設(shè)計(jì)要考慮3 個(gè)方面因素，第一要能實(shí)際做得出來，第二精度要能控制，第三造價(jià)也要能控制。我們幕墻團(tuán)隊(duì)也正在努力尋求更優(yōu)的解決方式。

此外，綠建層面也在努力去實(shí)現(xiàn)更高效的節(jié)能，國(guó)內(nèi)的綠建三星和國(guó)際上的相關(guān)星級(jí)認(rèn)證都是我們既定目標(biāo)中的一部分。

WA：項(xiàng)目推進(jìn)過程中有哪些難點(diǎn)或挑戰(zhàn)？計(jì)劃嘗試應(yīng)用哪些突破性的技術(shù)手段？

任飛：挑戰(zhàn)主要來自于大跨度不規(guī)則形態(tài)的木結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼屋面。木結(jié)構(gòu)本身在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用還不是很廣泛，因此有許多具體技術(shù)問題需要研究落實(shí)。木結(jié)構(gòu)的可實(shí)施性和耐久性是我們和甲方共同關(guān)注的問題。如何保證木結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的力學(xué)性能？如何防火、防潮、加工安裝、成本控制等等，這些都是團(tuán)隊(duì)目前在重點(diǎn)研究的問題。

規(guī)范對(duì)木結(jié)構(gòu)的防火有非常明確的要求。工程木耐火主要依靠構(gòu)件本身燃燒時(shí)表面形成的碳化層，截面尺寸較大的膠合木結(jié)構(gòu)構(gòu)件，一般能達(dá)到1h～1.5h 的耐火極限。但由于項(xiàng)目的木屋蓋規(guī)模較大，還需要做專門的技術(shù)論證。

目前，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮采用互承結(jié)構(gòu)單層木網(wǎng)殼，最大跨度超過70m，最大懸挑接近20m。這是一個(gè)超靜定的體系，即便是局部桿件受損，結(jié)構(gòu)完整性也不至于破壞。有利于安全性，也有利于桿件的維修和更換?；コ薪Y(jié)構(gòu)體系大大減弱了整個(gè)結(jié)構(gòu)對(duì)節(jié)點(diǎn)連接剛度的敏感性和構(gòu)件加工精度要求以及施工難度。木結(jié)構(gòu)后續(xù)需要進(jìn)一步落實(shí)的問題還有節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、施工模擬以及干濕交替下的穩(wěn)定性評(píng)估等。后期我們還會(huì)通過一些大比尺模型實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步排除技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

另外，我們也同步在優(yōu)化幕墻設(shè)計(jì)，力爭(zhēng)使建筑復(fù)雜形態(tài)的表皮能有完美的呈現(xiàn)。同時(shí)，通過表皮的更輕量化，留出更大的荷載余地。

WA：場(chǎng)地東南角預(yù)留了一塊未來發(fā)展水域，請(qǐng)您分享一下后續(xù)可能的計(jì)劃。

任飛：這部分是設(shè)計(jì)考慮的彈性預(yù)留，定位是陳列展廳，為未來更多展品和不同主題的陳列預(yù)留發(fā)展空間。

WA：博物館預(yù)計(jì)何時(shí)開放？

任飛：預(yù)計(jì)2020 年內(nèi)完成施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)并開工，具體開放時(shí)間歡迎隨時(shí)關(guān)注博物館方面官方消息?！?/p>

3 雨林溫室中舉行婚禮的場(chǎng)景效果

6 國(guó)際會(huì)議中心多情景使用模式圖

4 國(guó)際報(bào)告廳組織博物館之夜活動(dòng)時(shí)的場(chǎng)景效果