径山花海帐亭 / 浙江农林大学园林设计院 + 杭州东维建筑

2023.07.13　|　2020年,中国,帐亭,曲面钢格栅,杭州,杭州东维建筑,浙江,浙江农林大学园林设计院

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ArchitectureDaily

作者：杭州东维建筑
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花海帐亭位于杭州余杭径山，以禅茶和山林闻名，其设计的出发点正是思考人与自然的原始关系，因此初始意向是简单且开放的。为了塑造一种原始的空间感，花海帐亭选择悬垂屋面的形式，舒展的骨架和表皮形式自然而然的产生，正如径山的茶山上随处可见的茶叶遮阳棚一样简单而直接。

杭州冬冷夏热，冬夏两季既难于室外游走，花海也无花可赏，因此帐亭的使用时段基本是春秋两季。花海帐亭除了提供简餐、茶饮和咖啡的功能以外，同时也是孩子们植物认知类研学课程的开放课堂。基于这样的季节气候特征和灵活、综合的使用需求，建筑并没有设置硬性的气候边界，而是做了一个类似“亭”的开放空间，如帐篷或者吊床一样轻轻被撑起、划过花海的地面。

整个帐亭以6×6、6×3m的平面模数区分活动区和后勤区。四组条状廊亭错落分布，围合出一片小空间，可以举行仪式或是小型演出。模块化的设计便于结构单元的控制并简化了屋面的加工。多重悬垂屋面呈现出错落漂浮的状态。嵌入屋面阴角处的柱子没有直接暴露交接节点，隐没于悬垂屋面中，创造出屋面无限延绵的空间感。柱子看似随机的错落分布于木制“帷幔”之下，穿行其间恰似漫步于林中。晨间微暮时，承托屋面的细柱自上而下地逐渐消隐，原生于自然的形式为游者静静擎起一片天地。

对于“刚性悬垂屋面”的实现，方案最初的想法是从类似吊桥的悬垂角度出发，即以钢索穿过木方条后悬垂于两端的门式钢架之上，通过后张拉的方法使屋面固定。但深化中面临诸多问题，如木材抗压能力较弱、连续曲面的高空后张拉难以操作等不利因素，因此在屋面深化设计中采用了柔性钢木组合形式组成曲面结构顶棚。木材预制的筒壳单元放置于每两榀门式钢架之间悬挂的4~6条悬链钢带之上。曲面筒壳在体系中忽略其面外刚度仅考虑其面内刚度，作为弹性膜传递屋面载荷；所有顶棚系统的自重及外力(风,雪)荷载藉由木板壳施加于钢板带，并传递至屋脊处的横梁。屋脊横梁的形式结合了屋脊的尖顶形态，其坡面的夹角也使该组桁架形成具有抗弯剪刚度的折面刚架。

花海帐亭为开敞式的单层弱屋盖系统，单一的细钢柱为类悬臂的柔性杆，通常难以承担较大的压力和侧向力，而单跨的结构也缺少冗余度而具有天然的安全隐患。因此我们将关键部位的柱子根数加密，邻近的3~4根细柱顶部通过屋脊的立体钢架组成强抗侧单元，形成具有制衡顶棚荷载能力的门架系统，同时也与建筑空间追求的看似随机分布的钢柱形成的“丛林感”相契合。

对于中间跨，跨间钢板带的拉力基本可实现自平衡，但对于边跨，末端的斜向檐始终承受着不平衡的单边拉力，且不不具备中间跨屋脊的双坡条件，无法形成檐口处横梁的折面刚度，对于角柱亦是如此。针对边跨端部的不平衡力，结构通过在边跨跨中增加钢柱，并统一对边跨的柱子设置一定的反向朝外倾角，使得屋面斜拉力更多的转化为微斜柱的轴向力。类似于古建筑常见的外圈柱子柱脚向外的“侧脚”，花海屋面边跨柱子的顶部外倾同样是对于结构力学的转译和应对。

“意外的反复”——因造价限制，之前预想的胶合木材质只能替换为常规的柳桉木。虽然木制屋面的原设计构造厚度达到100mm，但屋面6m×6m的全木制筒壳尺度仍然会导致其难以在吊装过程中承担自重。因此，施工阶段决定调整为采用定制曲面格栅轻钢龙骨代替木龙骨，这一改变遂即将悬链曲面的柔性钢板带+木制筒壳体系变更为具有一定刚性的曲面钢格栅+木制蒙皮，钢格栅和直纹方向铺设的通长木板形成稳定的面内结构，壳面的面内外刚度均得到提高。额外的，原木筒壳下部的钢板带也得以因钢格栅龙骨的替代而被取消，没有了钢带的遮挡，木制悬幕的内表面空间的呈现也变得更为纯粹。