千龍網(wǎng)5月6日訊 第四十一屆世界博覽會(huì)5月1日至10月31日在上海舉行。在這個(gè)匯集當(dāng)今世界各國(guó)文化、科技和產(chǎn)業(yè)世界盛典上，國(guó)家電網(wǎng)企業(yè)館以它獨(dú)具的神秘魅力“懸浮魔盒”為看點(diǎn)吸引了公眾的目光。
這座外表猶如波光粼粼湖面的建筑在世博浦西園區(qū)的企業(yè)館中格外引人矚目。建筑外表隨著風(fēng)力大小的改變而發(fā)生變化，非常神奇。這座場(chǎng)館的設(shè)計(jì)者團(tuán)隊(duì)是曾設(shè)計(jì)過國(guó)家游泳中心（水立方）的中建國(guó)際設(shè)計(jì)（CCDI設(shè)計(jì)集團(tuán)）團(tuán)隊(duì)，建筑師們延續(xù)了對(duì)“水立方”的情感，把這座方方正正的場(chǎng)館稱之為“電立方”。
國(guó)家電網(wǎng)館設(shè)計(jì)方CCDI設(shè)計(jì)集團(tuán)（中建國(guó)際設(shè)計(jì)）主創(chuàng)人員向記者揭開本屆世博會(huì)國(guó)家電網(wǎng)館的神秘面紗，詳細(xì)解讀世博會(huì)電網(wǎng)館中所隱藏的建筑、結(jié)構(gòu)、節(jié)能設(shè)計(jì)奧秘。這個(gè)優(yōu)秀的建筑師團(tuán)隊(duì)是在繼北京奧運(yùn)上創(chuàng)造了“水立方”、全運(yùn)會(huì)主場(chǎng)館“東荷西柳”的創(chuàng)意奇跡后又一次在中國(guó)重量級(jí)盛典上華麗亮相。
建筑看點(diǎn)――風(fēng)鈴片鋪滿“電立方”
路過“電立方”的人都會(huì)被它的外立面所吸引。這個(gè)又有著“懸浮魔盒”名字的方形建筑外觀被風(fēng)鈴片鋪滿。微風(fēng)吹過，建筑立面將隨風(fēng)一起舞動(dòng)，宛若平靜的湖面打破成漣漪，顛覆了建筑立面?zhèn)鹘y(tǒng)的厚重感，帶來全新變幻的外觀效果。
風(fēng)鈴片的覆蓋使整個(gè)“電立方”變得輕盈，每時(shí)每刻都會(huì)隨著周邊環(huán)境的不同，變幻出不同神奇外觀效果，所有這些效果都是在自然風(fēng)的吹拂下實(shí)現(xiàn)。
到了晚上，風(fēng)鈴片下的LED屏在夜間閃爍，傳遞了神秘、夢(mèng)幻的視覺效果，加上夜間風(fēng)鈴片同樣也會(huì)隨著自然風(fēng)形成不同的外觀，兩者相疊加，讓所有觀眾在室外就領(lǐng)略到國(guó)家電網(wǎng)館的非凡魅力。
CCDI主任設(shè)計(jì)師、國(guó)家電網(wǎng)館項(xiàng)目設(shè)計(jì)師陳宇告訴記者，國(guó)家電網(wǎng)給人的第一印象就是遍布祖國(guó)各地的高架鐵塔，正是有了這些鐵塔才能將源源不斷的電能從各個(gè)發(fā)電站輸送到了千家萬戶。因此在建筑的其他立面設(shè)計(jì)采用了斜向交叉網(wǎng)格的形式，這種斜交叉的網(wǎng)格形式與高架鐵塔的斜交叉鋼架一脈相承，使人們看到場(chǎng)館就能感受到電網(wǎng)所傳遞的能量與信息，使場(chǎng)館具有了電網(wǎng)特有的企業(yè)形象和特征。
節(jié)能看點(diǎn)――“借光現(xiàn)身”做到極致的外立面照明
談到“電立方”的外立面造型設(shè)計(jì)時(shí)，CCDI機(jī)電副總工程師、國(guó)家電網(wǎng)企業(yè)館機(jī)電總負(fù)責(zé)人毛紅衛(wèi)驕傲地說：“除了好看，‘電立方’更在節(jié)能方面有自己的理念，我們敢說這一點(diǎn)是上海浦西8個(gè)企業(yè)場(chǎng)館中最為特別的一個(gè)。”
毛紅衛(wèi)說，在做外立面造型設(shè)計(jì)之初，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)意識(shí)到，在世博會(huì)這一爭(zhēng)相斗艷的舞臺(tái)上，各個(gè)企業(yè)所建設(shè)的場(chǎng)館一定是一個(gè)比一個(gè)亮。LWD燈和屏幕的大量使用是再自然不過了。于是，設(shè)計(jì)師們選擇了與眾不同的做法，“借光現(xiàn)身”。
在“電立方”的外表面上，設(shè)計(jì)師們用可以發(fā)生反射的鋁箔來拼接一塊塊金屬板，每一塊金屬板的表面又布滿了風(fēng)鈴片。這樣，整個(gè)建筑物可以通過反射周圍的光線而顯現(xiàn)自己，夜晚看上去，一個(gè)個(gè)發(fā)光的線條，阡陌縱橫地勾勒出“電立方”的外部輪廓，很美卻很內(nèi)斂。
“設(shè)計(jì)理念出來了，實(shí)現(xiàn)它卻不是一件容易的事”，毛紅衛(wèi)談到。設(shè)計(jì)師們擔(dān)心鋁箔的反射率過高，會(huì)影響到建筑物周邊司機(jī)師傅的駕駛。于是就用2米×2米的模型在現(xiàn)場(chǎng)做實(shí)驗(yàn)，對(duì)材料進(jìn)行進(jìn)一步的研究。在鋁箔的背后放上小窟窿，這樣一來就會(huì)發(fā)生漫反射；然后再實(shí)測(cè)行車的安全性能，最后才找了最佳的解決方案。
“當(dāng)然，在外立面的內(nèi)部，我們還是鑲嵌了一些LED燈，當(dāng)周圍沒有燈光可以借到的時(shí)候，自己也要發(fā)一些光。” 毛紅衛(wèi)介紹到，“目前，人們對(duì)‘電力方’外立面設(shè)計(jì)的反響都很好，雖沒有大富大貴的感覺，但達(dá)到了照明的要求，又降低了能耗。”
此外，毛紅衛(wèi)還向記者透露。“在世博會(huì)之后，構(gòu)成‘電立方’的鋼結(jié)構(gòu)、建筑立面采用玻璃及穿孔鋁板的雙層幕墻體系及部分聚碳酸脂板均可實(shí)現(xiàn)回收再利用。”
人性化看點(diǎn)―― 舒適等候區(qū)
在記者看來，在“電力方”中最為稱奇的還要數(shù)設(shè)計(jì)師們對(duì)建筑的人性化設(shè)計(jì)。
國(guó)家電網(wǎng)館的設(shè)計(jì)師們之前分別參加過北京奧運(yùn)場(chǎng)館的設(shè)計(jì)。在奧運(yùn)場(chǎng)館開放期間，設(shè)計(jì)師們發(fā)現(xiàn)在企業(yè)館外面等候排隊(duì)的人要格外的多。特別是在一些企業(yè)館門前，即使驕陽(yáng)似火，小孩子們?yōu)榱诉M(jìn)到里面可以拿到他們喜歡的贈(zèng)品，都樂此不疲地堅(jiān)持。“在上海世博會(huì)上，這種場(chǎng)景不是又要發(fā)生了？而且世博會(huì)的狀況也許要比奧運(yùn)會(huì)更為嚴(yán)重。”因?yàn)閺臍夂蜷L(zhǎng)來講，上海不僅比北京普遍溫度要高很多，而且上海世博會(huì)要從5月展覽到到10月，跨國(guó)了整整一個(gè)夏季，排隊(duì)等候的人群更容易中暑。
在上海夏季的室外，到底有多少小時(shí)就會(huì)讓人感覺不舒服甚至出現(xiàn)中暑等不安全情況呢？
為了搞清這一問題，CCDI 的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)查遍國(guó)內(nèi)所有的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并沒有找到這樣一份能表述全國(guó)各地在何種溫度、風(fēng)速、濕度、熱輻射曲線條件下，人在室外會(huì)感到不舒服的時(shí)間極限。于是，研究人員又把調(diào)查轉(zhuǎn)向國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)。開始，他們找到了一份美國(guó)室外舒適度標(biāo)準(zhǔn)，然而室外踏青、燒烤、吊床休閑等類似的娛樂方式，因?yàn)樾木秤淇?，所以即便人們?cè)趹敉獗窈荛L(zhǎng)的時(shí)間也不會(huì)感到不舒服。然而上海世博會(huì)內(nèi)等待的環(huán)境不會(huì)那么悠閑和舒適，如何界定不安全的等待區(qū)域？于是研究人員又找到了美國(guó)軍人的訓(xùn)練標(biāo)準(zhǔn)，最后確定了一個(gè)比美國(guó)軍人訓(xùn)練標(biāo)準(zhǔn)要高，比美國(guó)戶外舒適標(biāo)準(zhǔn)要低的標(biāo)準(zhǔn)方案。
為了得到了明確的數(shù)據(jù)，CCDI的機(jī)電團(tuán)隊(duì)查找歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)行了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)分析：世博會(huì)展示期5月1日至10月31日總計(jì)184天，按每日9:00―18:00有太陽(yáng)直射考慮，共計(jì)1840小時(shí)。 通過歷史數(shù)據(jù)分析，設(shè)計(jì)師得出：在世博期間，不滿足舒適小時(shí)將會(huì)達(dá)到901小時(shí)左右，為世博期間小時(shí)數(shù)的20%，不滿足人們安全小時(shí)為203小時(shí)左右，為世博期間小時(shí)數(shù)的5%。這組數(shù)據(jù)是令人擔(dān)憂的，設(shè)計(jì)師們必須在國(guó)家電網(wǎng)館設(shè)計(jì)等候區(qū)的設(shè)計(jì)上使它的數(shù)值減至最低。
為何不在建筑物里設(shè)置等候區(qū)呢？于是設(shè)計(jì)師們把整個(gè)國(guó)家電網(wǎng)館抬了起來，采用“建筑自遮陽(yáng)”，為排隊(duì)等候進(jìn)入場(chǎng)館的參觀者遮陽(yáng)擋雨。被抬高的“盒子”不僅解決了遮陽(yáng)的問題，從視覺上更是讓這個(gè)盒子“漂浮”了起來。
考慮到無風(fēng)期等候區(qū)的通風(fēng)問題，設(shè)計(jì)師們采用了在國(guó)外曾采用過的增強(qiáng)型通風(fēng)系統(tǒng)，也就是太陽(yáng)能集熱器加熱天井內(nèi)空氣，利用熱壓形成自然的太陽(yáng)煙囪拔風(fēng)效果。在太陽(yáng)煙囪作用下，靜風(fēng)期人員等候區(qū)域的風(fēng)速會(huì)達(dá)到0.12米左右/秒，始終保持微風(fēng)習(xí)習(xí)，讓參觀者不必為在悶熱的高溫環(huán)境下排隊(duì)而擔(dān)憂。
此外，國(guó)家電網(wǎng)館還采用了細(xì)水霧降溫系統(tǒng)降溫，使人員等候區(qū)空間的溫度能夠進(jìn)一步下降，特別是相對(duì)濕度較低而氣溫較高的天氣，陽(yáng)光輻射強(qiáng)烈的正午，噴霧降溫所起到的作用更為明顯，可降溫1～2℃。細(xì)水霧降溫加大了通道與天井上部空氣的溫度差，增強(qiáng)了通風(fēng)效果。
“不要小看對(duì)建筑節(jié)能技術(shù)的整合”，毛紅衛(wèi)說道，“就是這套 ‘遮陽(yáng)+自然通風(fēng)+太陽(yáng)煙囪+噴霧降溫’整合在一起的集成設(shè)計(jì)，不僅大大改善了參觀者排隊(duì)等候入場(chǎng)的舒適度，更將節(jié)能環(huán)保理念發(fā)揮到了極致”。這些措施使世博會(huì)期間統(tǒng)計(jì)不滿足舒適小時(shí)數(shù)從901小時(shí)（20%）降至381小時(shí)（9%），不滿足安全小時(shí)數(shù)從203小時(shí)（5%）降至48小時(shí)（1%）。
結(jié)構(gòu)看點(diǎn)――結(jié)構(gòu)建筑相互呼應(yīng)，功能形式完美結(jié)合
建筑的美妙構(gòu)想都會(huì)由結(jié)構(gòu)來幫助實(shí)現(xiàn)，這么一個(gè)奇妙的建筑通過采用許多先進(jìn)的結(jié)構(gòu)技術(shù)使之實(shí)現(xiàn)，也是結(jié)構(gòu)技術(shù)的濃縮。
CCDI結(jié)構(gòu)事業(yè)部副總經(jīng)理、國(guó)家電網(wǎng)企業(yè)館結(jié)構(gòu)總負(fù)責(zé)人趙旭千表示，結(jié)構(gòu)主體采用交叉柱網(wǎng)，與建筑樓屋蓋結(jié)構(gòu)共同形成了空間結(jié)構(gòu)，正交斜放的四邊形空間剛架結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了建筑師對(duì)外立面的構(gòu)想。而且建筑四角沒有設(shè)立角柱，使得外立面的交叉網(wǎng)格更加流暢；主立面沒有常規(guī)建筑的樓層水平構(gòu)件，保證了建筑立面構(gòu)想的完整實(shí)現(xiàn)。
整個(gè)建筑的主體鋼結(jié)構(gòu)外墻采用四邊形正交斜放柱網(wǎng)，樓、屋面跨度較大處采用雙向正交上承式平面桁架，樓、屋面跨度較小處采用實(shí)腹井格梁。桁架上弦為軋制H型鋼，下弦和腹桿均為圓鋼管，井格梁采用焊接H型鋼梁。樓面采用壓型鋼板混凝土組合樓面，屋面采用彩鋼板屋面，屋面滿布水平支撐。樓面、屋面以及正交斜放柱網(wǎng)共同組成一個(gè)空間的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。
支承魔盒的四根鋼柱均采用箱型截面，采用埋入式剛接柱腳；魔盒共6個(gè)面，每個(gè)面均采用雙向雙層正交空腹平面桁架，在魔盒的每個(gè)棱邊均布置支撐對(duì)邊緣構(gòu)件進(jìn)行加強(qiáng)，6個(gè)面的桁架結(jié)構(gòu)以及支撐共同組成一個(gè)空間的剛架結(jié)構(gòu)。由于魔盒采用了空間結(jié)構(gòu)，因此內(nèi)部無支撐構(gòu)件通過，保證了魔盒內(nèi)部空間的完整與開暢。同時(shí)魔盒內(nèi)部有一16m跨度人行天橋，采用平面張弦梁結(jié)構(gòu)，展示了結(jié)構(gòu)的美感。
低碳看點(diǎn)――多項(xiàng)技術(shù)綜合運(yùn)用，綠色環(huán)保低碳節(jié)能
設(shè)計(jì)充分考慮世博其間上海的氣候狀況，結(jié)合場(chǎng)館的實(shí)際需求綜合考慮，采取多種手段實(shí)現(xiàn)低碳節(jié)能的目標(biāo)。
在空調(diào)方面，場(chǎng)館內(nèi)部因人員密集，因此新風(fēng)比例較高，根據(jù)場(chǎng)館內(nèi)實(shí)際情況設(shè)計(jì)了針對(duì)企業(yè)館的氣流組織方式。按照常規(guī)做法，建筑需要設(shè)排風(fēng)系統(tǒng)將室內(nèi)的空氣排出以保證新風(fēng)進(jìn)入，而本設(shè)計(jì)中考慮采用入口門廳敞開方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的排風(fēng)系統(tǒng)，敞開門廳所流出的空氣冷量與排風(fēng)系統(tǒng)帶走的空氣冷量一致，不會(huì)造成多余的能量流失，還能將排風(fēng)系統(tǒng)自身消耗掉的能量節(jié)省下來。同時(shí)采用此方式不僅能滿足新風(fēng)排風(fēng)功能上的需要，也能滿足入口內(nèi)凹門廳人員舒適度的需要：與架空排隊(duì)等候區(qū)不同，入口內(nèi)凹門廳為建筑內(nèi)的灰區(qū)域，為通風(fēng)死角，敞開門廳壓出的大量有一定冷量的空氣剛好保證了這一區(qū)域的舒適性，結(jié)合架空排隊(duì)區(qū)的通風(fēng)系統(tǒng)、細(xì)水霧降溫系統(tǒng)，充分滿足參觀者在電網(wǎng)館等候參觀離館全過程的舒適性。
CCDI電氣副總工程師、國(guó)家電網(wǎng)企業(yè)館綠色照明負(fù)責(zé)人李興林說，建筑主立面“魔盒”的絢麗效果日間也是不需要任何能量完全通過自然風(fēng)實(shí)現(xiàn)的，也夜間效果由于采用的是大間距的LED燈陣因此也將能源消耗降至最低。
在建筑材料方面，結(jié)構(gòu)體系采用了鋼結(jié)構(gòu)形式，建筑立面采用玻璃及穿孔鋁板的雙層幕墻體系及部分聚碳酸脂板，所有這些材料都是可回收再利用的。
同時(shí)建筑采用了多種新技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，建筑立面將太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)結(jié)合其中，不僅形成了機(jī)具科技感現(xiàn)代感的建筑立面效果，而且總面積約800平方米的太陽(yáng)能系統(tǒng)為建筑提供了部分所需的電力。光導(dǎo)照明將陽(yáng)光利用光導(dǎo)纖維引入室內(nèi)，在VIP區(qū)域和展示區(qū)內(nèi)演示其效果，向參觀人員推廣生態(tài)環(huán)保的理念。
項(xiàng)目管理看點(diǎn)――跨專業(yè)多領(lǐng)域配合
由于世博會(huì)的特殊性，項(xiàng)目注定是一個(gè)不同以往的跨行業(yè)多領(lǐng)域配合的綜合性項(xiàng)目。CCDI的設(shè)計(jì)師們更是在這個(gè)與傳統(tǒng)建筑項(xiàng)目不同的項(xiàng)目中加入了更多與策劃、展示、運(yùn)營(yíng)方的溝通。
CCDI國(guó)際業(yè)務(wù)室負(fù)責(zé)人、國(guó)家電網(wǎng)企業(yè)館項(xiàng)目經(jīng)理閻立新告訴記者，首先設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)采用了一種新的建筑設(shè)計(jì)技術(shù)――BIM來解決建筑專業(yè)內(nèi)部的各種碰撞問題。BIM是Building Information Model的英文縮寫，即建筑信息模型，通過參數(shù)化的建筑模型將建筑實(shí)際的各個(gè)階段、系統(tǒng)、細(xì)節(jié)等體現(xiàn)出來。BIM技術(shù)的使用很好的將原來二維的圖紙變成了三維的模型，各個(gè)專業(yè)的信息更加清晰、一目了然、減少了碰撞，而且在與業(yè)主溝通和現(xiàn)場(chǎng)施工的過程中，可視化的模型使溝通更有效率。
在基本解決了建筑內(nèi)部的功能問題后，及時(shí)有效的將最新的建筑部分資料提交給展示、運(yùn)營(yíng)方，同時(shí)組織多次溝通，聽取反饋意見，在遵循建筑法規(guī)要求的前提下調(diào)整圖紙，以保證場(chǎng)館建筑能滿足各方面的使用需要。
綜合了各方意見要求的圖紙交付現(xiàn)場(chǎng)施工單位后，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)考慮到項(xiàng)目的特殊性，根據(jù)實(shí)際要求安排人員定期到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行施工配合，由于項(xiàng)目的多專業(yè)跨領(lǐng)域性，同時(shí)采用了大量的新技術(shù)，因此現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)任務(wù)繁多，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)克服配合時(shí)間周期長(zhǎng)、技術(shù)難度大創(chuàng)新度高等各方面困難，在業(yè)主方的協(xié)調(diào)保障、果斷判斷、全力支持下，保證了場(chǎng)館建設(shè)在預(yù)定的建設(shè)周期內(nèi)高質(zhì)量的完成。
專題：2010年上海世博會(huì)
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