深圳湾文化广场: 浅析石群奇观背后的数字技术应用

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深圳湾文化广场，由位列深圳“新十大文化设施”之一的深圳创意设计馆和深圳科学生活馆组成。MAD建筑事务所的设计方案甫一面世，便因其极具原始感的超现实大地景观圈粉无数。奥雅纳为这座艺术景观综合体提供结构方案设计和咨询服务，让“远古对话未来”这一设计理念完美呈现。

©MAD建筑事务所

这是一个集展览、公共教育、图书馆及配套商业等功能为一身的文化综合体——创意设计馆和生活科学馆，组成了南北展馆建筑群，两馆之间设有架空中轴景观连桥，也可以由此抵达屋顶剧场。项目意欲为深圳这座活力之城打造一个自然与文化交融、供人休憩愉悦的互动空间，为奔忙的都市人群提供创意灵感。

 天然去雕饰

 清水混凝土薄壳结构体现建筑之美

作为深圳“新十大文化设施”之一，深圳创意设计馆足以代表深圳这一创新创意之都塑造独特城市风景线的建筑艺术品味。其炫目外形不由得让人们想要走进其中一探究竟：

它将如何建造而成

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©MAD建筑事务所

该目创造了中国当前清水混凝土曲面薄壳建筑体量之最。作为一个以受压为主的曲面结构，混凝土薄壳因其力与形的完美结合，利用混凝土受压作用更有效的优势，形成有效的结构体系，曾在上世纪五六十年代风靡全球。为实现建筑师MAD对于该项目设计理念的坚持，即艺术与科技天然融合，项目团队经过一系列对当前施工技术的严苛甄别及审查，采用了清水混凝土壳状结构方案。因清水混凝土无须额外的面层装饰，从而能一定程度地降低建筑能耗。

©MAD建筑事务所

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现代化数字工具

 成就建筑美学

奥雅纳运用一系列数字工具使这一复杂异形结构的概念设计得以实现。

当今很多FEA软件能够通过找形分析来解决常规壳形结构在静力平衡状态下的优化拓扑结构。但是，针对本项目这一不规则复杂形态特点，为了最大程度地保持建筑的美学形状，奥雅纳应用了基于数值迭代算法（即响应曲面设计方法）的优化拓扑方法，应用最极限的重力载荷工况优化壳体的结构尺寸。

©奥雅纳

随着现代找形分析的应用，使用节点坐标作为变量“找到合适的建筑和结构形状”成为一种可行的解决方案。为实现建筑师的设计意图，同时提高施工的可行性，团队通过ARSM方法获得更合理的拱肋尺寸，同时通过GRSM方法得到更精确的形状方案，得以最大程度地减少结构低效和混凝土材料拉力的不利影响。

©奥雅纳

此外，借助奥雅纳数字研发团队开发的数字工具Ovabacus及FEA软件GSA，设计团队成功地在3周内成功制作出整个三维有限元模型，其中包含约140,000个有限元单元形成的全曲面结构。同时，在Rhino 3D平台中形成了这个无几何逻辑的自由曲面形成的空间结构的所有框架，这一新型工作方式超越了传统的设计流程，实现与建筑师的设计中的有效沟通。

©奥雅纳

由于项目主要空间由清水混凝土建造，木模板被用来保护清水混凝土表面，因此木模板的数字化建造或将成为不规则壳体形状建筑的探究方向，以加快施工速度并同时保持施工质量。

©MAD建筑事务所

通过呈现深圳湾文化广场这一极具挑战性的项目，数字技术和优化工具彰显了其强大功能，使得不规则形状壳体结构的设计和建造成为可能。奥雅纳藉此思考以更理想和可持续的方式提升数字化技术，以适应当前的设计和施工趋势，而非一味地关注外形的数理逻辑或预制件单元的标准化。同时，更多地应用和研究优化工具，也帮助团队实现多方案以及可能的创造性解决方案，以肯定我们在可持续和可行性设计方面的正确方向。

 项目信息

项目名称：深圳湾文化广场（深圳创意设计馆和深圳科学生活馆）

类型：文化

地点：中国深圳

项目年份：2018-2023

基地面积：约5.1万平方米

总建筑面积：18.2万平方米   

地下总建筑面积：13.7万平方米

地上总建筑面积：4.4万平方米

多功能厅座位：720座

报告厅：300座

北馆高度：52米

南馆高度：31米

建筑师：MAD建筑事务所

建设单位：南山区工务署

代建单位：华润（深圳）有限公司

甲级设计院：华东建筑设计研究总院

结构顾问：奥雅纳工程咨询(上海)有限公司深圳分公司

幕墙顾问：阿法建筑设计咨询（上海）有限公司

室内精装：上海现代建筑装饰环境设计研究院有限公司

灯光设计：北京宁之境照明设计有限责任公司

标识设计：原研哉（北京大思广告有限公司）

声学设计：广东启源建筑工程设计院有限公司

交通咨询：派盟交通咨询(上海)有限公司

交通评估：中国城市发展研究院有限公司

渲染图制作：proloog

多媒体制作：SAN

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