创新创优｜程泰宁：西交大创新港之“眼”——工程博物馆与多功能阅览中心设计（建筑设计二等奖）
项目区位及概况
设计关键点
工程博物馆与多功能阅览中心位于整个创新港南北中轴和东西方向绿带交汇处两侧，用地南北两侧分别是体量巨大的综合大楼和二、三号“巨构”组团，每个组团建筑面积均超过10万m2，而工程博物馆与多功能阅览中心地上建筑面积分别只有1.2万m2左右。业主为这两个建筑先后征集了近20个方案，其中既有延续简欧式风格的方案，也有极具未来感的复杂曲面方案，还有柱廊和院落组合的新中式方案，丰富多彩的形式可谓当下建筑设计行业的缩影。体量不大的两个建筑如何切入整个校园的空间格局，从而起到画龙点睛的效果，是设计的关键。
设计策略
工程博物馆与多功能阅览中心不仅是满足既定使用功能的两栋房子，还处在如校园“双眼”一样的重要位置，首先应该担负起建构校园秩序、营造精神场所的使命。面对所处环境的巨大尺度，设计通过对重要角度进行视线分析，最终将两个建筑平面外廓界定在75m左右见方，将具体使用功能分解为大小、高低不同的方正体块，以同构的手法进行组合，彼此形成互文关系，从而有效地回应了场地的尺度问题。建筑体块围绕中庭呈风车状均衡布置，形体之间适当拉开的间隙朝不同方向打开和渗透，很好地处理了聚合与开放的关系，两个建筑体量虽然不大，但却具有很强的向心性与分量感，形成了校园精神场所的“焦点”。
工程博物馆与多功能阅览中心的主要出入口都是以桥的形式来组织，桥缝合起了被下沉庭院分隔的建筑与广场，使得入口颇具仪式感。在桥一侧分别设置了通往下沉庭院的室外大楼梯，方便地上与地下功能的联系。工程博物馆立面的圆洞将室外楼梯作为“展品”呈现出来，增强了动感与趣味性；而多功能阅览中心“月亮门”入口灰空间内的大楼梯，既兼具消防疏散的作用，又方便日常使用，也为此空间注入了活力。两个建筑的外墙虽然均采用铝板，但是通过对材料表面色彩和虚实的不同处理，使得工程博物馆的厚重刚毅与多功能阅览中心的轻盈通透相映成趣，彼此之间和而不同。两个同构的建筑通过地上与地下的功能、形式以及交通等关联互动，形成整体感极强的“场”，从而成为整个校园之“眼”。
▲ 多功能阅览中心室外楼梯
面对整个校园建筑“风格化”倾向强烈的环境背景，工程博物馆与多功能阅览中心设计本着以简驭繁的原则，摒弃了符号化的风格标签和形式手法。简洁纯粹的方形体量错落组合既是对外部环境的回应，也是功能组织、结构形式以及材料构造内在逻辑的自然呈现。两个建筑的形式跳出了创新港建筑简欧式的风格，在所处环境中既相互协调又不失自我，并且形成了强烈的中心感，为整个校园赋予了超越时代和风格的精神气质。项目落成，业主反映说这两个建筑形似传统活字印刷的“字模”，让他们联想起了西交大老校区“四大发明广场”上的印刷术雕塑，建筑体块之间的狭缝则有老西安巷子的感觉。
▲ 多功能阅览中心高低错落的体量关系
经过对不同材料的肌理、施工工艺和造价反复比选，工程博物馆外立面最终采用干挂辊涂工艺的暗红色锈蚀铝板。设计人员在工厂反复调试蚀刻肌理的大小与颜色，并且进行挂样比选，最终确定的锈蚀铝板既与南侧“巨构”单体外墙的砖红色陶板相呼应，又使得博物馆体积感和工业风十足。外墙的锈蚀铝板延续进室内的中庭与狭缝，与室内的清水混凝土墙面以及自流平地面形成对比与对话，为后期机械制造主题的展陈营造了良好的氛围。
多功能阅览中心外立面则采用了“玻璃幕墙+穿孔铝板”双层幕墙系统。穿孔铝板的浅灰色与综合大楼的淡黄色石材相协调。经过对穿孔率的反复试验对比，最终确定穿孔率为36%，既保证了室内空间具有良好的透光性，又能避免阳光直射，并且还强化了建筑的体积感。穿孔图案则来自对传统清水砖墙肌理的提取与转译，使得现代简约的铝板幕墙具有了一定的文化韵味。浅灰色的半透明穿孔铝板与室内的木饰面板搭配，使得阅览空间光线柔和而富有趣味性，非常契合多功能阅览中心开放共享、多元创新的调性。
由于两个建筑处在高层综合大楼前面，屋面的处理就变得尤为重要。屋顶利用混凝土梁柱与铝合金格栅组合成具有“篆书印章”意味的肌理，既遮挡了屋顶大量的设备机组，又为户外展览及活动场地提供了别致的灰空间，形成了别致的第五立面。
工程博物馆和多功能阅览中心总建筑面积虽然不大，但是功能繁杂，设计进行了高度整合。其中工程博物馆地上一层主要功能为通史展厅、贵宾接待厅、临时展厅、临时库房，二层功能为专题展厅和校史馆，三层功能为文化艺术展厅和科技成果展厅，地下一层主要功能为工程教育展厅、藏品库房及设备用房等。多功能阅览中心地上一层主要功能为1000人多功能厅、咖啡厅、VIP休息厅、简餐自习区与备餐等，二层功能为阅览区、简餐自习区、包间与备餐，三层为简餐自习区与多功能用房等，地下一层主要功能为游泳馆、中央厨房、后勤办公、洗消中心、设备机房等。
两个建筑还对屋顶与地下空间都进行了充分利用。屋顶不同标高的露台可作为户外展场、健身活动等功能使用。建筑地下室分别与整个校园的大地库相连通，并且利用下沉庭院来组织通风采光，既解决了停车问题，又方便了广大师生在风雨天的使用。
工程博物馆结构具有楼板开大洞、高大悬臂墙(最高达12.5m)、大悬挑(最大楼层悬挑8.4m)、大跨度(最大跨度21.0m)的特点，并且抗震要按9度设防。针对上述难点结构采取如下措施：洞口周边楼板定义为弹性板并进行有限元分析，将楼板加厚，并对钢筋进行加强；对于高大悬臂墙，采用层间梁形成框架，墙体砌筑在框架梁之间，解决墙体的稳定性；对于大悬挑，采用整层高桁架，上下弦采用钢筋混凝土梁，斜向腹杆采用承载型屈曲约束支撑，竖腹杆采用钢筋混凝土柱；对于大跨度梁，适当加强梁底筋，验算梁的挠度和裂缝满足规范要求。除在大悬挑位置采用承载型屈曲约束支撑外，在其他合适位置还设置了耗能型屈曲约束支撑，既能减弱大震对主体结构的损坏，又能减小柱截面，更好地满足建筑需求。多功能阅览中心因为设在地下室的游泳池上方不能落柱，结构设计采用两层高桁架对33.6m跨度的结构进行转化，桁架弦杆采用型钢混凝土梁，斜向腹杆采用承载型屈曲约束支撑，竖腹杆采用型钢混凝土柱，并且在合适位置也设置了耗能型屈曲约束支撑，有效提升结构的整体刚度。
工程博物馆与多功能阅览中心采用了全方位的节能降耗措施。值得一提的是供暖采用了无干扰干热岩技术，其原理是通过钻机向地下2000多米深处的高温层钻孔，在钻孔中安装密闭的金属换热器将地下热能导出来，然后通过水循环设备向地面建筑物供热，与传统供热相比，对节能减排、治污减霾具有重要意义。
（6）泛光照明
工程博物馆与多功能阅览中心在白天体积感强烈，光影变化丰富，设计针对夜间的泛光照明也进行了精心考虑，并通过合理的构造处理做到了“见光不见灯”，采用不同的照明方式和色温来营造环境氛围和强化建筑气质。工程博物馆采用较低色温的洗墙灯向上投射照明，使得暗红色的锈板墙面色彩饱和，玻璃狭缝之间的内透光让建筑的虚实对比更加强烈，光影效果很好地凸显了博物馆的厚重感；多功能阅览中心的照明灯具设置在双通道幕墙之间，建筑宛若灯笼一般被点亮，穿孔铝板显得更加轻盈通透，加之内部阅览、活动室等功能房间的内透光将建筑的结构体系和人的活动场景朦胧地呈现了出来，整个建筑显得活力十足，与博物馆相映成趣。
结语
工程博物馆与多功能阅览中心创作是对整体与局部、传承与创新、形体与表皮、空间与光影、功能与形式、技术与艺术等彼此关系的恰当把握与往复互动，最终使得两个建筑的设计达到了“不期工而自工”的状态。“胸怀大局”与“弘扬传统”是交大“西迁精神”的核心思想，这也是设计者为之追究的精神，它们也是西交大创新港之“眼”的灵魂。
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项目信息
摄影版权：筑境设计
主创建筑师简介
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