机械之轮

葛曼 GE Man

（城市建设研究院，北京 100120）

（China Urban Construction Design&Research Institute，Beijing 100120，China）

机械之轮

葛曼 GE Man

（城市建设研究院，北京 100120）

（China Urban Construction Design&Research Institute，Beijing 100120，China）

青口镇文体中心位于东南汽车城和“戴·克”汽车项目所在地，故设计方向从汽车城整体的具象思维发射，用了鲜明的汽车表象的代表部件——轮，使用具有代表性的新型建筑材料——ETFE膜结构作为主要的表达手段，形成与周围环境为一体的建筑纽带。

机械之美;ETFE膜结构;绿色之轮

建筑就是居住的机器，而机械之美就是设计功能美的最直接和最集中的体现。在青口镇文体中心的设计中我们采用了轮和轴的共用与联系。

轮是人类的重要发明之一，轮的发明不但是交通运输的一项重大突破，更是人类技术的一项重要成就。这种最基本的机器是人类应用技术的起点。在文化中，轮常常用来表示循环及周期反复的事物，在古埃及文化中，轮是用来表示太阳的符号[1]。他贯穿纵古，游行各方。轮与轴组成了机械，这是古典机械的特征，古罗马建筑师维特鲁威（Vitruvii）在其著作《建筑十书》，里提到机械是以多数人工和很大的力量而发生效果的。机械是人类制造的装置，能以一定方式将能量、力从一个地方传到另一个地方。

机械美学注重形式的运动性和逻辑性，青口镇文体中心主体建筑坐落于场地中轴线上，一个个大大小小的“变速齿轮”散落在主体建筑周边。其外立面由数百个“发动机气缸”罗列而成，象征其强劲的动力，给观者带来超感官的体验。形成一个“轨道上的齿轮”。

机械讲究个部分的相互独立，又讲求互相协作，体现出一种理性的机械之美。整体规划的交通体系以一个环形主要交通道路（轨道）与各个环状的交通小广场（齿轮）相结合，形成一个成体系，成整体的理性交通空间。

轨道：9米宽环形景观大道，可同时满足车行、自行车行、步行等交通形式。“轨道”造型的铺装设计，与体育馆建筑语言相呼应，使场馆建筑如同两枚在轨道上飞速旋转的巨大齿轮，极具机械美感。

齿轮：环形景观大道周围分布了9个功能各不相同的齿轮状广场。这些广场具有交通组织、交通集散的功能；也具有休闲游憩、文化展示、活动交流的功能。广场群与环形轨道有机结合，形成顺畅的交通体系。

虽然人们喜欢从最广泛的意义出发，把铁木构架和帆布建成的大棚，甚至以枝条和兽皮搭成的帐篷都纳入膜结构的范围，但从严格的结构受力的定义来说，膜结构始于1970年日本大阪博览会上一座气乘式膜结构的美国馆，但30年来膜结构却经历了巨大的变化，膜结构作为一种现代化的工程结构，显示了当今建筑技术与科学的发展水平，也具有巨大的发展潜力，在新世纪中，膜结构必将在建筑结构中占有重要的地位。膜结构的突出特点之一就是它形状的多样性，曲面存在着无限的可能性，对于气乘式空气膜结构来说，充气之后的曲面主要是圆球面或圆柱面，配以表面彩色各异的颜色，任意变化膜结构的形状的千变万化突出的表现在历年各国举行的博览会上，在这些博览会上，大大小小的展览馆，无不以新颖奇特的造型来吸引观众，而膜结构就能用来达到这样的目的，在众多建筑中膜结构会显的尤为夺目，夜晚通过灯光的反射宛如燃烧的火焰，跳跃的精灵之家，膜结构的变形比一般结构要大一些，他的施工形状是在施工过程中逐步形成的，有一个形状确定的问题，需要各个工程师的参与配合。

膜结构是轻型空间结构的一个重要分支，除丰富多彩的造型外，还有优异的建筑特性、结构特性、和适宜的经济型，因此膜结构的诞生，就迅速在世界各地发展起来。而膜结构建筑主要分为张拉膜结构、骨架膜结构、充气膜结构、索桁架膜结构、张拉整体与索穹顶膜结构。充气膜结构是一个相对密闭的空间结构，与传统空间结构建筑不一样的是，它通过风机向结构内部鼓风送气，使膜结构内外保持一定的压力差，以保证膜结构体系的刚度，维持所设计的形状。传统的承重结构与先进的膜面形成了完美的结合新材料、新形式的不断出现，膜结构具有强大的生命力，必将是21世纪建筑结构发展的主流，它的应用范围不仅限于体育或展览建筑，已向房屋建筑的各个方面扩展，因而具有广阔的发展前景。

膜结构建筑是21世纪最具代表性与充满前途的建筑形式。它打破了纯直线建筑风格的模式，以其独有的优美曲面造型，简洁、明快、刚与柔、力与美的完美组合，呈现给人以耳目一新的感觉，同时给建筑设计师提供了更大的想象和创造空间。

具有良好的环保性、透光性、自清洁性，膜材表面采用PVDF（聚偏二氟乙烯）涂层、或二氧化钛涂层，具有较好的隔热效果，对太阳热能可反射掉70%，膜材本身吸收了17%，传热13%，而透光率却在20%以上，经过10年的太阳光直接照射，其辉度仍能保留70%。膜结构建筑有着轻质、透光的特点，极具表现力的雕塑感建筑形态。并拥有良好的安全性和较快的建造速度及经济的建设成本。

青口文体中心外立面4.5m标高以上包覆双层ETFE气枕，其中外层为白色ETFE，内层为透明ETFE，为B1级阻燃物质，且这种材料厚度仅在0.2mm左右，质量非常小（每平米重量在175～450g之间），在发生火灾时这是一个非常大的优势，使火灾的危害可以降到最小。

膜结构建筑作为一种建筑体系、其所具有的特性主要取决于其独特的形态及膜材本身的性能。恰由于此，用膜结构可以创造出传统建筑体系无法实现的设计方案。

膜结构建筑有着轻质、透光的特点，极具表现力的雕塑感建筑形态。其拥有良好的安全性能、较快捷的建造速度，并可以有效的控制工程成本。膜光滑白色的表面也可做为一个显示面，利用科技手段将事实比赛状况反应到表面上。

在建筑学发展的历史上，技术与艺术是一个长久为人们所关注的问题，在当今技术发展日新月异的时代，这一问题的重要性尤为突出，以计算机为核心的信息技术无疑是代表性的技术之一，体育中心借助丰富多彩的外部图像，形似披上了一层数字化外衣，利用外部表皮上的虚拟化信息符号反应出外界城市及建筑特色，展现城市空间，创新城市文化。建筑内部表皮变幻闪烁的数字化影像信息带给人们信息时代的无限沟通。

青口文体中心的建筑表皮我们运用了科技手段，让其成为信息的载体，建筑表皮不在只是材料堆积的一堵墙或者真假难辨的外立面，而是数字技术贯穿其中可以传达认知信息的表皮。从高科技材料到未来元素的配搭，无疑像人们展示了信息时代的巨大变化。

早期的房屋建筑，当太阳光直射之后，室内外温度急剧升高，大部分建筑采用的解决办法是使用空调对室内进行强制降温，如此便形成了一个严重的恶性循环：空调的降温效果有限且浪费大量的能源，室内空气由于流通不够导致空气质量较差，而空调的过度使用又加剧了全球气候变暖。青口镇文体中心为大型公共服务性建筑，在节能减排中也要发挥重要的作用，我们根据当地气候和现阶段国际运用较多且低成本的节能方式，用最基本的节能环保方式达到最好的效果。

自然风已经以其独特的优势成为建筑节能中普遍采用的一项重要手段，自然通风可在不消耗不可再生能源情况下降低室内温度，带走潮湿污浊的空气，改善室内热环境。二是可提供新鲜、清洁的自然空气，有利于人体的生理和心理健康。

体育馆最外层维护结构为PTFE膜结构的维护结构，膜结构本身的材料是环保的，可以制作环保袋，不仅表面材料可以回收利用，建筑本身也可以灵活拆分，从而可以实现回收再利用。而内侧维护为通高玻璃幕墙，两层维护结构由一条检修栅格相联系，从而形成了双层维护结构，双层维护结构是当今生态建筑中所普遍采用的一项先进技术，被誉为“可呼吸的皮肤”。在冬季，空气夹层和百页可以形成一个利用太阳能加热空气的装置，提高建筑外墙表面温度，有利于建筑的保温采暖；在夏季，则可以利用热压原理将热空气不断从夹层上部排出，达到降温的目的。直接对外开窗容易造成紊流，不易控制，而双层维护结构则能够很好的解决这一问题，而廊道不仅作为检修作用还起到了通风竖井的作用，利用建筑内部空气的热压差，即通常讲的“烟囱效应”——来实现建筑的部分自然通风。

地源热泵是一种利用土壤所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的供暖制冷空调系统，地源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。地表土壤和水体是一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳辐射能量，比人类每年利用的500倍还多（地下的水体是通过土壤间接的接受太阳辐射能量）；它又是一个巨大的动态能量平衡系统，地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散相对的平衡，地源热泵技术的成功使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为现实。

地源热泵不消耗水不污染水，不需要堆放燃料废物的场地，可以制冷也可以供暖，并且维护费低无人值守，夏天把室内的热量排到地下，冬天把地下的热量取出来供室内用，向环境排放更少的能量，维持环境的平衡。

[1]Alexander Gasser.World's Oldest Wheel Found in Slovenia.Government Communication Office of the Republic of Slovenia.2003，March[19 August 2010].

[2]当代膜结构发展概述索膜建筑蓝天.

[3]王凯，陈务军，宋浩.ETFE气枕与ETFE薄膜性能高温环境试验研究[J].空间结构，2011(03).

On the Wheel of Machine

The sports center of Qingkou town is located in the southeast automobile city and Day ke car project location,so the design direction comes from the overall figurative thinking of car city,with distinctive car image representative components:wheel,and use the new building material:the ETFE membrane structure material,thus forms a bond between surrounding environment and construction.

the beauty of machine；the ETFE membrane structure；green wheel

葛曼（1985-），女，辽宁丹东人，本科，初级职称。

TU2

A

1006-4311（2014）11-0145-02