生于自然的展览馆_南京七桥瓮生态湿地公园生态环境科普教育中心设计

1、江苏建筑2010年第4期（总第135期）生于自然的展览馆南京七桥瓮生态湿地公园生态环境科普教育中心设计马莹，余杨(南京金宸建筑设计有限公司,江苏南京摘要210029)位于南京七桥瓮生态湿地公园中的生态环境科普教育中心是一座生态科普类的展览馆。文章从科普教育中心的总体布局、建筑形态、内部空间及技术措施等多方位入手，阐述了源于自然、融于自然的设计思路，从建筑设计的层面展现了自然、建筑、人三者之间相互依存的生态关系。关键词展览；生态；自然；幼虫中图分类号TU242.5文献标识码A文章编号1005-6270（2010）04-0001-03TheNaturalBornExhibitionHallOnth

2、eArchitectureDesignofNanjingEnvironmental,ScienceandEducationCenterMAYingYUYang(NanjingKingdomArchitectureDesignCo.,Ltd,NanjingJiangsu210029China)Abstract：TheEnvironmental,ScienceandEducationCenterlocatedinNanjing“QiQiaoWeng”ecologicalwetlandparkisanexhibitionofecologicalscience.Thispaperelaboratest

3、hedesignconceptfromtheoveralllayoutofthescienceeducationcenter,buildingform,internalspaceandtechnicalmeasureswhichoriginatesfromandblendsintotheNature.Theecologicalrelationshipofinterdependenceamongnature,architectureandhumanbeingswasunveiledthroughtheperspectiveofarchitecturaldesign.Keywords:exhibi

4、tion;ecology;nature;larvae项目背景七桥瓮：位于南京城光华门外的秦淮河上，始建于明永乐年间，距今有600多年的历史，是南京城存留较完整、规模最大、历史最为久远的古桥梁。因桥有七孔半圆形石拱，造型如瓮，人们称之为“七桥瓮”。七桥瓮生态湿地公园：秦淮河在七桥瓮处分流出运粮河，两河交汇形成小岛，经改造成为水陆面积达67万m2的生态湿地公园。七桥瓮生态湿地公园的建设是南京市秦淮河环境整治工程的重要节点工程之一，也是目前南京市唯一的生态湿地公园。它集科普、文化、休闲中心为一体，将成为南京城新的城市绿肺和秦淮河风光带主城段的重要生态旅游基地。生态环境科普教育中心：位于七桥瓮生态湿地

5、公园东西向的生态文化主轴上以及秦淮河、运粮河两个生态绿带之间，是公园内4个核心建筑之一，也是其中最大的一座（图1）。生态环境科普教育中心用地面积为4000m2，总建筑面积6243m2，其中地下部分3647m2，地上部分2596m2。地下1层，地上2至3层为钢结构建筑，最大高度12m。建筑的主要功能是通过文献、实物、多媒体、参与等多种方式展示自然科学的奥秘。图1七桥瓮生态湿地公园总平面2设计思路生态（Eco-）一词源于古希腊语，意指家或者环境。根据现代汉语词典的解释，生态是指“生物在一定的自然环境下生成和发展的状态”。而所谓生态建筑，则是“根据当地的自然生态环境，运用生态学、建筑学和其他科学技术

6、建造的建筑，它与周围环境成为有机的整体，实现自然、建筑与人的和谐统一，符合可持续发展的要求”。生态环境科普教育中心的设计思路就是构筑一座生于自然、融于自然、服务于自然的生态建筑。因此建筑设计的收稿日期2010-05-13作者简介马莹，南京金宸建筑设计有限公司，国家一级注册建筑师。要旨就是处理好自然生态环境、建筑、人这三者之间的相互关系：建筑乃至人都是环境的组成部分；设计师利用环境创造建筑，而建筑最终将幻化在环境中，彼此互融，成为有机的整体，并达到良性循环。江苏建筑2010年第4期（总第135期）性和教育的趣味性。设计手法上充分利用建筑形态的流动性，将“固定展示”与“流动展示”进行排列、组合、穿

7、插、互动，使观者在体验建筑空间序列、享受生态环境的同时自然地感受展览的主题。顺应外部造型“幼虫”变化的趋势，建筑内部展陈空间进行着有序的组织。这里的展陈空间大致分成两类：一类是地下1层及东部地上1、2层的独立展厅，我们称为固定展厅；另一类是建筑西部贯穿地下、地上的坡道式展厅，我们称之为流动展厅。两部分通过中部的共享中庭相联系，既满足展览的连贯性，各部分又具有相对的独立性，从而达到展陈的多元性和灵活性。观众可由东面“幼虫”颈部进入入口大厅，大厅空间呈椭圆形内壁，与外部造型相贴合，给观者带来奇异的第一视觉感受。人流通过楼梯进入地下展厅，观展的序列就此拉开。地下展厅是整栋建筑中最为集中的展示空间。竖

8、向交通核心与设备用房集中布置在展厅东部中央，围绕此核心筒及生态中庭，展示空间成环状，尽可能地延长了展线，并保证了展线的连续性。由地下展厅西侧坡道就进入了坡道式展厅区域，经过一圈半的徐徐前进、攀升，展品的序列缓缓铺开，人流也从地下1层到达了地上1层。此处是建筑的次要出入口，观展路线在此稍作停顿。随即人流可跨越生态水池中庭上空的又一缓坡，到达东侧2层的展示区域，或者通过楼、电梯进入西侧2层的固定展区，并最后停留在东侧3层的休息区，至此展线结束。（图4、图5、图6）3建筑形态如何“生于自然”，如何将科普教育中心真正地融入环境？设计师师法自然，构想出这样一幅画面：碧草芊芊、河水盈盈，鸟语花香之中，一只

9、绿色的幼虫蛰伏于河边，蓝天碧水是它的家园。经过多轮方案的修改和深化，这一设计立意被一直延续，并最终得以实施。（图2、图3）图2从湿地廊桥看生态环境科普教育中心图3沿秦淮河畔看生态环境科普教育中心“骨架”建筑独特的“幼虫”形态，使得建筑不适合选用常规的钢筋混凝土结构，故选用了以可塑性较强的钢结构为主的结构形式。结合造型，椭圆形的钢结构承重构件在空间上沿弧形的轨迹进行有序的排列：由东向西22榀骨架的椭圆形长轴渐短，短轴渐长，并逐渐下沉、拉伸，形成了“幼虫”蜷曲、昂首、摆尾态势的自然隐喻。“表皮”设计运用青铜材质表现“幼虫”的背部，采用灰色的清水混凝土饰面表现“幼虫”的腹部。在面向湿地区和中间部位使

10、用了透明玻璃幕墙，可以折射水面和天空的光泽，增加了“幼虫”表皮的质感。而古铜色泽的百叶则体现了“幼虫”身体的经络。这样的表皮覆于椭圆曲线的骨架之上，共同提炼出“幼虫”生动的形态。建筑形态设计力求以天然质感的材料和现代技术手段呼应周边的生态环境，体现现代科技与自然环境的完美结合。以代表现代科技成果的钢结构、铜皮、清水混凝土、节能玻璃幕墙的结合来重现生物的肌理，用建筑词汇展示科普教育中心如音乐般的韵律和质感。图5入口大厅在观展的过程中，人流一直处于自然要素（生态景观中庭）及人为要素（布展空间）之间的反复切换中。而建筑形式的流动与变换、内外生态环境的共融与互动，均给人以步移景异的空间体验。建筑因其外

11、部形态的影响，内部形成高低错落、情境各异的功能空间。人们身临其间，仿佛走入灵动图4空间序列4空间体验作为一栋主题为生态、科普教育的展览建筑，在展线、展陈设计及空间形态组织方面，建筑意图体现展线的流畅江苏建筑2010年第4期（总第135期）图6生态中庭变幻的未来世界和绿色自然的世外桃源。5生态技术生态环境科普教育中心的设计不仅是在建筑形式上融入自然，在建筑功能上发挥科普教育作用，更致力于展馆自身建设的生态节能技术。该建筑使用绿色建材、注重围护结构的保温隔热、采用节电灯具和节水洁具、注重改善内部小气候；将垃圾分类、处理并合理利用建筑废弃物；特别是充分利用太阳能等可再生性能源，进行水资源的循环使用，

12、具有可持续发展和环境保护的长远意义。通过多方位的技术措施，力争使该建筑与未采取节能措施建筑相比，全年采暖、通风、空气调节和照明的总能耗减少65%。图7墙身节点350mm，最小遮阳系数经过计算为0.665。因此设置外遮阳处的遮阳系数达到0.253。（图7）5.3绿色建材的应用铜作为一种古老的材料具有美观、耐蚀、抑菌、加工性好等优点。因其防腐性强能够符合建筑经久耐用的品质要求；因其本身日久而产生的色彩变化可以赋予建筑独特的审美张力；因其生产过程无次生污染及百分百回收特性而焕发出新的生命力，成为名副其实的绿色环保建筑装饰材料。科普教育中心的外围护结构选择预氧化的青铜和古铜做装饰面材，正是基于铜材的环

13、保性和它对建筑意图的完美诠释。源于对铜材的合理利用，该建筑荣获“第一届国际铜在建筑（CopperinArchitectureAwards）奖中国区”三等奖。清水混凝土朴实自然，无须过多的装饰，通过严谨的设计和精细的施工，同样可以充分表达建筑的主题。5.1节地虽然七桥瓮生态湿地公园占地达67万m2，但作为公园的主体建筑，科普教育中心总占地面积仅4000m2，建筑地面覆盖面积仅1782m2，最大限度地节约了建筑占地。整体建筑50%以上的内容设置于地下，上覆景观铺地和绿化。地面部分集中布局，面积尽可能减小，体量上尽可能不超过周边种植树木的高度，使建筑能够掩映于周边环境之中。5.2建筑围护结构节能金属

14、屋面和墙面采用100mm厚保温岩棉；局部平屋面采用40mm厚挤塑聚苯乙烯泡沫塑料保温板；上部为室外景观和水面的地下室顶板、建筑底部清水墙面、架空楼板及采暖空调房间与非采暖空调房间的隔墙和楼板粘贴5.4太阳能光伏发电系统太阳能是一种理想的可再生能源，随处可得、取之不尽、安全可靠、无噪声、无污染。科普教育中心在建筑屋顶设置太阳能光伏发电板，与金属屋面一体化设计。通过光伏系统电池控制器、蓄电池和交直流逆变器共同作用，有效地吸收太阳辐射能，使之转换为电能，送往建筑内各用电负荷单位。而多余的能量通过蓄电池组进行储存，当夜间或阴雨天，这部分能量就被释放使用。30mm40mm厚岩棉板，地下室外墙面采用30m

15、m厚挤塑板。外门窗及垂直玻璃幕墙采用8+12A+8Low-E双面钢化玻璃；弧面玻璃幕墙采用61.52PVB6+12A+6Low-E三面钢化夹胶玻璃。外门窗采用隔热金属型材，传热系数2.6W/(m2·K)，玻璃幕墙为隐框构造，取玻璃的传热系数·1.9W/(m2K)。幕墙上因造型需要而外露的钢结构骨架采用5.5水源热泵系统水源热泵是将地球水源所吸收的太阳辐射能量作为3mm厚铝板饰面，内贴40mm厚保温岩棉，传热系数为·1.39W/(m2K)，小于玻璃的传热系数，节能计算时按玻璃的传热系数取值。幕墙上设电动开启窗，幕墙窗开启后可引入自然通风和日光，改善室内环境。外门窗及

16、幕墙采用较低透光的Low-E玻璃，玻璃自身遮阳系数0.38。幕墙设仿木质铝合金水平遮阳板，宽度冷、热源，进行能量转换的一种空调方式。科普教育中心位于秦淮河畔，具备可利用的稳定水源。为不影响河水的生态环境，设计采用抛管式系统，将U型盘管放置于河中，利用水体温度冬季高于环境温度、夏季低于环境温度的特点进行间接换热，获取冬季采暖的热能和夏季空调的冷源。123456江苏建筑2010年第4期（总第135期）地利用适宜性评价中的应用J.系统工程理论与实践,2007,27(6):124-130.78910邱宛华.管理决策与应用熵学M.北京:机械工业出版骆正清,杨善林.层次分析法中几种标度的比较J.系统冯忠铨

17、.经济预测与决策M.北京:中国财政经济出版丁彦慧,王余庆,孙进忠.地震崩滑预测方法及其工程社,2002.工程理论与实践,2004(9):51-60.社,1998.应用研究J.工程地质学报,2000,8(4):475-480.1988.规范S.北京:中国标准出版社,2001.全性评价S.北京:中国标准出版社,2005.大学土木工程系,2005.（上接第3页）水源热泵系统可以充分利用自然水源这一可再生能源，且运行中无燃烧、无排烟、不产生废渣、废水、废气和烟尘。只须设置面积很小的热泵机房，可同时满足供暖和空调的要求，无须设置锅炉房、冷冻机房及冷却水塔等，其运行费用较普通中央空调低50%左右。是一种真

18、正绿色环保、高效节能的空调方式。5.6水资源的循环利用科普教育中心设置中水系统，建筑污水经格栅井调节池JDS处理设备管道混合器等一系列处理后，水质可达到中水回用标准。经清水灌后可流向人工湿地，经砂滤罐过滤后可用于绿化灌溉、道路清洗。另一方面，人工湿地的水通过砂滤罐活性炭过滤罐精密过滤罐超滤装置反渗透装置臭氧发生器等深度处理后，可达到直饮水的标准。水资源的循环利用可使该建筑在全寿命周期内做到零排放。建筑地下室东南角集中布置了太阳能机房、水源热泵机房和水处理机房，通过甲级防火隔音门窗面向地下展厅。在完成设备功能要求的同时，也可以将这些生态技术措施对观众进行展示，达到生态科普教育的目的。图9生态环境科普教育中心横断面到草木的气息。室外，“幼虫”的头部扬起于湿地水面，而尾部掩映于绿树丛中。室内、室外，景观水、湿地水、河水及不同的植物配置穿越建筑空间形成视觉、听觉和嗅觉上的延续和交融。自然采光通风、人工蓄水、绿化种植共同营造出宜人的生态环境，通过水的蒸发作用、植物的光合作用等，形成室内气候缓冲带，调节室内温湿度、净化空气、降低噪音、减缓风速，有效地改善建筑