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膜结构的空间创造——介绍21世纪斯涂加特火车站创作构思 |
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背景 |
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城市网络 火车站犹如城市的窗口,来往的行人都会将此印在记忆里。轨道设施从地面的下移为内城开发及 城市的连接提供了一个特殊的机会。这个新的城市 部分与已有城市结构的完美结合对 造型与结构 与结构专家弗赖·奥托及比荣爱博格工程事务所的积极合作是该建筑形式成功的基础。1963年由弗赖·奥托通过肥皂薄膜进行了最小面积受力试验,其结果显示:在没有产生张力的情况下,要形成一个单力支撑的薄膜,必须通过一个孔的组合体方可实现,那就是“光眼”。在火车站的结构构思中,首先想到的便是钢网结构,这一构想要求:“光眼”有一个精确的高度。如同肥皂膜模型所呈现:钢网应与混凝土结合,并形成封闭的骨架,这样构成一个屋顶基础。结构计算的结果是:拉力荷载的悬挂屋顶代替压力荷载的水泥拱顶。这一形状通过模型进行试验,并在悬挂拉力状况下凝固成型。然后旋转180度即成为现在的形态——膜结构“光眼”。这一理想的形状在一连续而适合的边缘条件下发展成型。 光眼 梦幻般的“光眼”组合在宫殿花园中形成一种特殊的景象。如同悬挂的模型一样,受力是从边缘到中心,然后沿着边缘口传至支撑柱。“光眼”的边缘在结构中具有剪力的功能,弧形的玻璃边框镶嵌于混凝土边棱上。这个从地面突出的“ 光线 光线在一个富有韵律的空间里扮演着重要角色。斯图加特火车站的设计将成为新一代火车站的标志。当旅客在大厅里停留时,日光通过拱形玻璃壳均匀地进入大厅。即使在阴天也能得到舒适的光线。我们通过一个1:30的模型进行日光测试。结果显示:平均有5%的日光能直接达到内部。其中直接位于光眼下的部分能获得10~15%的日光。在大约400m长的站台上每60 m设有一个“光眼”,外部光线的变化内部也能感觉到。由于两个相邻的站台每隔30m有一个交叉的“光眼”,从而使光线均匀的进入地下站台。当夜幕降临时,位于站台边缘的地面照明通过拱型天顶的反射,也能达到一个明亮的空间效果。 能源 由于这种膜结构形式,地道中的全年平均气温可控制在+10度左右。在考虑气流的情况下计算出:夏天的气温很少超过+20度,冬天则很少低于0度。由于高差的原因形成地下站台的壁炉效应。由于自然气候的原因,冬夏季将有不同温度的气流进入地下站台,这种冲击气流通过“光眼”在没有人工换气装置的情况下进入地下,其数据是每小时0.7倍的空气交换量(大约300.000m3/h)。在冬天可通过一个自动装置来阻挡低温气流的进入。 |