实例探讨大跨度建筑空间设计的技术应用

范照耀（湖南省建筑设计院，湖南 长沙410000）

实例探讨大跨度建筑空间设计的技术应用

范照耀（湖南省建筑设计院，湖南 长沙410000）

随着我国经济的快速发展和人们精神文化需求的日益增长，社会对于的城市的集中会展空间环境的尺度要素、功能要素以及精神要素要求越来越高，于是大批现代超大空间会展建筑在全国各地快速发展建设起来，一座座地标会展中心应运而生。相应的建筑技术作为工程设计支撑逐渐受到人们广泛的关注。本文首先浅谈了大跨度建筑空间设计的内容，然后结合实际项目详细探究了建筑艺术空间创造融合结构美学设计、数字化技术、消防安全设计、建筑节能技术等在超大空间建筑设计中的应用。

空间艺术；结构美学；数字化设计；消防疏散；建筑节能

1 引言

城市在扩大，城市功能在集中。人们需要超大尺度的空间场所来容纳日益频繁的各种城市贸易展销、文化推广和交流展示活动。而这些活动往往会集中在城市核心地段，因此对于城市会展中心的使用功能、人员安全及空间艺术属性要求越发苛刻。这激发了建筑师对于大跨度空间设计的创造性和动力，而相应的建筑技术发展让这一切成为可能。

2 建筑结构美学体现原创建筑空间

大跨度建筑空间是指横向尺度跨越60m以上空间的各类结构形式的建筑。如体育场、会展中心、展览馆、机场建筑等。根据各种建筑使用空间和造型艺术要求来选择不同的结构形式。常见的大跨度结构形式有：钢网架结构、悬索结构、壳体结构、折板结构、充气结构等；其中钢网架屋顶结构是实际使用比较普遍的一种大跨度屋顶结构。这种结构整体性强，稳定性好，空间刚度大，防震性能好。网构架高度较小，能利用较小杆形构件拼装成大跨度的建筑，能满足建筑形体复杂多变的空间要求。

3 数字化设计在现代建筑设计中的应用

数字化设计辅助建筑设计延伸拓展了空间设计思维，帮助设计师更加得心应手地表达设计思路；数字化软件技术的应用让建筑施工表达更加清晰直观，局部空间非线性数据更加准确无误；专业消防数字化模拟技术帮助实现超大空间尺度建筑消防安全的论证，确保建筑的安全使用；数字化建筑节能计算辅助建筑材料选择，让未来的建筑更加降低能耗，绿色环保。

4 工程实例

下文以笔者参与主要施工图设计的郴州国际会展中心建筑为例，实践探讨大跨度建筑空间设计的技术应用。

4.1 工程概况

郴州市会展中心基地位于该市新城区白水组团内，由相水路、前营大道、郴资桂大道、学院路围合，总用地面积133731m2，整个基地呈“L”型，地理位置优越，交通便捷。

4.2 总平面布置及交通设计

本项目总平面布置及交通设计遵循功能明确、流线顺畅、人车分列、动静结合、疏散快捷的原则，通过内部环形车道将各个出入口紧密联系起来。

车行主入口临相水路设置，并在南面及东面设置次要车行入口，形成环道；在南面及北面，结合主体建筑设置主要人流集散广场；西面、东面设置次要人流集散广场；主要货流通过东西两侧中部的次要出入口进入展厅，同时也可直接到达地下室，利用电梯通达各个展厅。规划在基地外围西面及北面车行主入口附近设置大型集中停车场；在各个建筑单体出入口附近，分散布置小型的地面集中车位和残疾人车位；同时在基地北端、南端和东面结合市民文化广场及绿化休闲广场的空地设置临时停车位。

会展中心由展览中心及附属用房组成。会展中心布置于基地中央，南北两端形成主要市民活动广场。主要出入口布置于建筑南北两面，面临市民活动广场，在建筑东面、西面设置次要入口及货运入口。会展中心一层面临北面市民活动广场，布置有柱展览空间；二层面临南面市民广场，布置大型无柱展览空间。

各层展厅及同层展厅之间，通过“十”字形交通廊道相连，交通廊道集中布置电梯、自动扶梯和疏散楼梯，“十”字形交通廊道的东、西，南、北各头与东、西，南、北广场相连，广场开阔，既方便了建筑与室外空间的联系，又使得各展览空间可分可合，能灵活机动的满足各类展览要求。

4.3 功能流线

一层布置有一号展厅、二号展厅、常用展厅、“T”字形交通廊道及消防控制室、库房、机房及卫生间、储藏室等。参观人流从北面市民广场直接进入中央门厅，向西进入一号展厅，向东及东南进入常年展厅、二号展厅；也可从西面次要出入口直接进入一号展厅，或从东面次入口进入后，向北进入常年展厅，向南进入二号展厅。“T”字形交通廊道进入和联系各个展厅的主要通道，又是会展中心空间最为丰富的场所。主要货流从东西两头的次要门厅进入，通过卸货平台到达一层展厅。办公及布展工作人员也从东西两头的门厅进入，到达设置在东西两头的附属用房。

图1

4.4 结构美学实现建筑空间创意

建筑方案设计为笔者导师，著名建筑设计大师杨瑛博士精心创作。造型波澜起伏，通过对郴州独特地理特征的挖潜，汲取当地传统文化，将郴州山形水势大胆抽象再现，塑造了极具雕塑感与地域特色的建筑形象，使之成为视觉印象强烈的郴州新地标。整个建筑群体连绵起伏，通过金属材质的实墙面回环围绕，与横向遮阳条窗穿插融和，即体现了郴州山峦叠翠，水网交融的地理特征；又象征着郴州百舸争流、海纳百川的宏大气魄；起伏的屋顶与玻璃幕墙融和交汇、扎根大地，体现了郴州根基稳健、厚德载物的拼搏精神；横向条窗的遮阳百页层层叠放，犹如一棵棵长成的大树，在这个承载郴州历史与文化的建筑群体上，留下它独特的烙印。而大跨度钢网架结构的应用，为如此波澜壮阔的建筑空间创意提供了技术保障。横纵多榀钢桁架的交织穿插，编制铸就了建筑内部超大尺度会展空间，结构美学与建筑空间创意高度融合的经典案例。

图2

入口的设计赋予了建筑鲜明灵动的个性。富有视觉导向性的踏步，层次分明的台地绿化，通过与环境的完美结合，自然的将人流引入位于建筑二层的入口广场。

建筑外装饰采用外挂铝板，蓝银灰色玻璃，讲究现代技术的精美，利用精致工整而不失华丽的细部，使建筑外观精致现代。

4.5 建筑技术应用

参数化设计软件Revit设计为提供了设计师一个开放的图形式系统，让您能够自由地构思设计、创建外型，并以逐步细化的方式来表达设计意图。让建筑师项目设计流程前期探究最新颖的设计概念和外观，并能在整个施工文档中忠实传达设计理念。本项目从前期方案阶段便全面应用Revit参与设计。它面向建筑信息模型（BIM）而构建，支持可持续设计、碰撞检测、施工规划和建造，同时帮助与工程师、承包商与业主更好地沟通协作。

消防安全性能化分析：本建筑一二层防火分区面积均超过了规范允许的每个防火分区4000m2的要求，由于会展建筑的特殊性，经过提请消防性能化设计，通过设置10m宽防火隔离带，将展厅划分为多个面积小于4000m2的防火单元，起到有效阻止火势蔓延的作用。在本项目中引入“防火单元”概念，即除去展位部分，将其他功能用房按照“防火单元”进行设计，以避免火灾时这些功能用房与展厅之间的相互影响。设备房采用耐火极限不低于2.00h的隔墙，1.50h的楼板和甲级防火门与其它部位隔开，不再单独设置防火分区。专业的消防安全性能化分析为现代超大建筑空间的消防安全提供了数字模拟技术支持。

本工程设计以“低能耗、绿色环保”为出发点，充分考虑地域气候、建筑级别、经济效益等多种因素的影响，通过绿色建筑节能软件计算分析，最终选择最为合理的相关的绿色建筑技术。本工程严格按设计和图审节能要求采用节能材料和设备，运用了节能材料、器具、设备系统如下：

（1）墙体节能：预拌混凝土、加气砌块、页岩多孔砖；

（2）幕墙节能：10+12A+10mm中空双银LOW-E钢化玻璃、建筑用隔热铝合金型材；

（3）屋面节能：100mm厚离心玻璃保温棉；

（4）门窗节能：不锈钢中空钢化玻璃门；

（5）通风与空气调节节能：组合式空调机组、吊挂式空气处理机组；

（6）空调与采暖系统的冷热源及管网节能：溴化锂冷水机组、冷却塔、高效排烟风机、橡塑保温棉；

（7）配电与照明节能：LED COB筒灯；

（8）监测与控制节能：采用了供配电的监测系统。

图3

5 结束语

建筑空间的使用要求和精神诉求是不断提高的，因此建筑设计理念和建筑技术发展要不断满足建筑空间发展的要求；这要求建筑设计人员不断革新传统的设计思路和观念方法，不断研究新技术，解决新的空间设计难题。

[1]樊振和．建筑结构体系及选型.中国建筑工业出版社，2011，7.

[2]杨茂川，等.建筑空间创意与表达（第1版）.湖南科学技术出版社，2010，9.

[3]（英）绍拉帕耶.当代建筑与数字化设计.中国建筑工业出版社，2007，01.

TU318

A

2095-2066（2016）22-0181-02

2016-5-15

范照耀（1982-），男，建筑工程师，本科，主要从事工业与民用建筑设计工作。