南通植物园温室

发布于：2022-07-27 08:42:27 来自：建筑设计/公共建筑设计 1 15 [复制转发]

项目背景

南通植物园位于狼山风景区内,温室是植物园的核心景观名片和游览节点，承载着地域植物和特色植物的收集展示、游览互动、科普教育等功能。

△ 区位分析

国外建设温室的历史悠久，现存最早的铸铁玻璃温室——巴黎植物园，始建于1626年。我国温室起步较晚，进入21世纪后，以中科院华南植物园温室为代表的一大批大型展览温室，随着各地植物园的建设应运而生。近年来，主题温室逐渐成为“微度假”空间，商业、办公空间的跨界新宠。

△ 展览温室发展历史

项目难点

作为植物园中最瞩目的建筑，造型上需具有一定的昭示性。同时建筑要满足科普展示的需求以及植物生长对物理空间高度、温度、湿度的需求。如何在满足结构和空间合理性的基础上，同时满足人们对审美的追求，打造不一样的观赏体验，成为设计团队重点关注的问题，并希望通过设计反映出南通特有的城市气质，绘制出“江海联动，千帆竞发”的生态蓝图。

△ 鸟瞰图

设计概念

狼山风景区坐落于长江边，唐代高僧鉴真第三次东渡日本曾在狼山停留避风。简和建筑以“轻舟”为设计切入点，建筑造型中间低，两头高，在中间划出一道完美的弧线，恰似一叶扁舟；“渔网”般的表皮，将结构框架编织在一起，近看让人联想到渔翁的“斗笠”和张开的“渔网”，远观结构消隐了，只看到鱼鳞般的表皮在水面的倒影下闪闪发光。

△ 造型简图

场地与造型

温室坐落于植物园东北角，南面是人工湖和迎宾广场。建筑周边低矮空旷，与湖面的对话关系是场地设计主要考虑的展示面，建筑平行于湖面展开，与水面中心呈对称关系。亲水广场是温室的第一站，经常有大巴车带着游客在广场上下落客，驻足打卡。温室配套的能源中心以半地下的形式隐藏于温室北侧的景观绿化中。

△ 生成分析图

温室面积只有3200平方米，规模较小。然而与常规单个温室只摆放一个气候区植物不同的是，本温室需要同时容纳热带雨林区、鲜花展示区、沙生、多肉植物展示区。如果进一步划分空间则每个馆面积过小，在同一个空间则难以同时满足不同植物对湿度的要求。

△ 平面分区图

为回应以上问题，设计团队采用 “马鞍”型屋顶，两端高起的是气候差异较大的雨林区和沙生植物区，中间较矮的部分是作为过渡的四季花卉区。通过屋顶的变化，减少不同湿度空气的流动，起到隐性的“屏障”作用。

△ 气候分区图

建筑屋顶最低点高度为3米，屋脊中线高度16米，最高点20米，在这个高度区间内，既能满足大部分植物的生长空间，也不会因为屋面太高造成暖空气聚集，能源浪费。

△ 实景图

屋脊线是一段正圆弧，沿四边形对角线的方向展开。在内部空间的设计上，建筑师采用 “螺旋线“主题创造 “螺旋变化”的空间体验——屋顶沿着屋脊线发生“扭转”，逐渐从屋面过渡到立面，空间的维度被这种扭转打破，正如生命从简到繁不断生长的过程。

△ 螺旋线生物-建筑剖面的扭转线条

流线与空间

室内流线借 “峰回路转”的造园手法，通过人造山体打造室内地形。地面的主园路和二层的次园路立体贯通，空间张弛有度，丰富了游览空间，延长了游览路径，打造丰富多维的观赏体验。

△ 景观分析图

建筑整体为门式框架结构。由南北跨度30米，东西向间距6米的17品框架扭转形成3200㎡的无柱空间，保证视线最大程度的开放性。在三维扭转面上，幕墙龙骨“嵌入”到结构框架龙骨中，形成“合力”共同承受自重及其他荷载。

这种方式既有利于结构计算，又减少了主次龙骨之间的层次，使结构更轻盈，室内外视线更通透。山墙面两个倾斜面是“反重力”的，张开的造型强化了视觉的“延伸感”，有利于打造“轻盈”的感受。

△室内效果

工程化思维优化幕墙设计

植物园温室中采用透光率很高的双片超白夹胶玻璃，尽可能减少对阳光的过滤。首先通过对三维扭转面曲率的分析，考虑到玻璃自爆和替换的可能性，选择用三角面平板玻璃拟合的方式实现玻璃扭转效果。

△ 幕墙体系图

在玻璃划分的控制上，最初的想法是沿形体长边为法线，均分短边，用近似等边三角形划分玻璃。这种方式的好处是玻璃切割简单，块面较美观，缺点是玻璃面积会差异较大，且玻璃划分的逻辑不能遵循幕墙线条的走向，会出现一些被“截断”的小块。

△ 玻璃划分控制

设计团队调整了思路，改为沿立面竖向线条方向为法线分隔玻璃，采用45°近似等腰三角形的方式划分玻璃，尽可能地延续立面原有的幕墙线条，减少了小玻璃的产生，并且大部分玻璃都可以控制在2.5㎡以内，满足规范对顶面玻璃面积的要求，通过标准化的控制减小了施工难度。

不同场景下的开窗排烟设计

温室立面开窗的设置，既要满足不同气候模式下通风换气的需求，又要满足消防对排烟面积和开启角度的要求。设计师发现温室最大的问题不是不够热，而是在夏季由于通风不利带来的“过热”。

△ 幕墙窗扇示意图

在本项目中，设计师在立面不同位置设置了不同的开启方式来应对：低区立面上的开启扇为平行四边形，采用特殊铰链的上悬窗，主要满足平日进风的要求，空气进入后通过屋顶的开窗产生气压差，空气自然上升送走顶部的热气；山墙倾斜面上长方形窗顺应热空气流动的方向，采用双排下悬的开启方式，使排烟通风效果最大化。顶部的三角玻璃，外开形成韵律感的“鳞片”，在满足功能需求的同时兼具美感。

消防与疏散大有文章

温室在设计规范中属于工业建筑范畴，但展览温室在消防上参照公共建筑中的展厅进行设计。为实现室内天幕的纯净效果，一方面不设喷淋和火灾报警系统，而采用消火栓和排烟窗的形式，另一方面，通过与当地消防部门的沟通以及《建筑设计防火规范》中关于展厅防火分区的相关规定，使整个温室属于同一防火分区。

△ 消防与疏散

隐藏之处的匠心设计

温室的核心功能是冬季保温。温室后面附属机房楼里的锅炉在冬季提供循环的热水，通过沿立面一圈的散热器形成“保温衣”。这些散热片藏在幕墙内侧的管沟中，被植物遮挡，难以察觉。

除了冬季保温，夏季也需要通过空调系统调节温度，本项目采用舒适度更高的地送风。

△ 管沟位置示意图

夏季温室除了要考虑通风，还要考虑遮阳。温室电动遮阳帘的位置正好避让开每跨中间一排开启扇，避免风雨可能带来的损耗。

细节设计实现整体美观度

温室立面采用竖明横隐玻璃幕墙系统，屋面的扭转面采用隐框式幕墙系统。由于规范不允许设置全隐框幕墙，幕墙设计时候在六块玻璃交汇的点上设置了直径仅100mm的银色扣盖，这样既满足了规范的要求，视觉上给人全隐框幕墙的感觉，又可以通过扣盖减少6块玻璃交接的时候带来的施工误差。

△ 仿隐框式幕墙

同样的思路也被应用在钢结构的交接上。三角玻璃面内侧的龙骨在交接的时候，6根工字钢焊接在一个点，难以实现施工现场的可控和视觉的美感。设计团队在交接的地方设计了一个小“转盘”，圆盘与其中两根钢梁焊接，并预留四个耳板，其余四根工字钢依次跟这个耳板铆接。这样既解决了施工误差的问题，给系统一定的“冗余度”，也让这个交点视觉上更美观。