云海天舟 / 南大建筑钟华颖工作室

2022.12.12　|　2022年, 中国, 南大建筑钟华颖工作室, 广西, 悬挑, 百色, 观景平台, 钢桁架结构

ArchitectureDaily

作者：南大建筑钟华颖工作室
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喀斯特地貌分布在广西、贵州、重庆等地，其中广西分布最为广泛。喀斯特（KARST）即岩溶，是水对可溶性岩石进行以化学溶蚀作用为主，流水的冲蚀、潜蚀和崩塌等机械作用为辅的地质作用。桂林山水即是喀斯特地形的典型表现。侵蚀形成的溶洞天坑等地理景观。乐业县大石围天坑群是世界上最大的天坑群，被誉为“世界天坑博物馆”。云海天舟项目正是为体验这种大尺度地理奇景。观赏峡谷大尺度地理景观的典型案例，美国亚利桑那州科罗拉多大峡谷观景平台，悬空的甜甜圈造型将建筑的凌空感和旅游动线相结合。山西悬空寺建筑与崖壁融为一体，中国山水画情境的再现。大石围天坑的崖壁距离山顶被植物覆盖，想要体验天坑的凌空感，需要使游客接近或超出崖壁。如果采用甜甜圈造型，后部需要巨大的支座平衡前端重量。

设计师冥思苦想时，收到一位同学送的教师节纪念品，一个不倒翁。这种扁担式的不倒翁造型，立刻启发了他，促使他重新考虑观景平台的选址。无人机地形搜索比较的结果显示，从山脊支点到崖壁24米，必须可以超越这一距离，才能观赏崖壁，体验天坑613米的深度，最终选定34米作为悬挑的设计指标。云海天舟由两条蜿蜒的曲线所组成，分别定义了由山脊向崖壁延伸同时不断降低的观景平台，让人尽可能接近崖壁。下部曲线形成内部的咖啡厅以及结构所需要的高度。V字形的支撑将整个建筑的落地点限定在最小范围内。平台前端的透明玻璃让人在悬挑34米的位置可以体验心跳的感觉。回到咖啡厅向天坑相反的方向眺望则是重峦叠嶂的山景。两种体验的转换让人从临渊心跳到开阔平静，心境的转换与景观一样跌宕起伏。

完成34米的悬挑尺寸仅仅是设计面临的挑战之一，平台的变形度、振幅控制，为了保证安全的心理感受，为设计增加更大的难度。山脊顶部400米长的裂缝是项目最主要的不稳定因素。除了灌浆处理，建筑的支座设计向内倾斜，水平分力提供山脊环抱力，增加场地的稳定性。建筑结构一体化的设计方法，结合结构设计原理，将变形最大的部位向颈部后移，悬挑最前端的变形反而更小。液态阻尼箱的采用进一步控制了振幅与振动频率。减少垂直力对山体的破坏，建筑的自重尽可能减轻到基础开挖的岩石相同的重量。观景平台主体结构采用空间钢桁架结构，前端栏杆作为桁架结构的一部分，使前悬臂尽可能的轻薄。通过增加支柱长度，实现了前悬臂结构的预应力拱形结构，同时对静载和部分活载下的挠度进行补偿，这也保护玻璃免受大的变形。结构系统和构件的布置适应了力的分布，与建筑几何完美对应。

幕墙参数化设计，结构主体两条主要控制曲线并不在同一平面内，侧立面玻璃幕墙的扭转曲面，解析为直纹曲面，幕墙框架布置减少对景观视线的遮挡。构件的连续转折变化用参数化设计方法进行描述，精确定位。

建造过程考虑到喀斯特地形存水困难，当地植被生长缓慢，生态条件脆弱，在山脊非常有限的场地内建造一座80米长，10米宽的观景建筑，三座塔吊接力将预拼装构件吊装至山顶，最终完成建造。云海天舟的设计在自然景观保护与利用的两难之间，从设计理念与技术的角度给出了一种解答。技术的应用不单是为了实现悬挑尺寸的数字指标，应对设计目标技术的内在碰撞与设计理念的契合，自然形成了设计的最优解。让更多的人能够体验到喀斯特地形天坑带来的震撼性体验。建筑以一种高调的姿态谨慎的应对脆弱的地质条件，强烈的视觉形象背后则是谨慎分析之后的理性回应。山谷间实现34米悬挑是建筑结构的一次大胆尝试，放眼整个天坑群，云海天舟仅仅是山间渺小的一叶小舟。