概念碰撞现实，深圳自然博物馆落地的故事

鸟瞰效果图

透过缥缈的雾气，依稀看到河滩之上屹立一座起伏的“山脉”，像是从布满水域的平原中生长出来。

深圳自然博物馆，因其蜿蜒迂回的曲线形态融于山水，又与周边线条强硬的城市建筑群形成反差。作为深圳市“新时代十大文化设施”之一、粤港澳大湾区首座大型综合类自然博物馆，建成后将为使用者带来新奇的游览体验和丰富文化休闲空间。

深圳自然博物馆的规划面积达到10万平米，如此宏大体量的曲面建筑从概念到落地，如何实现？

不着痕迹地解决问题

筑博设计团队作为设计联合体之一主要负责深化设计工作，过程中既要让方案中的各类功能落地，也需保持最初的概念设计不偏移。在概念与现实的平衡之中，团队需要“不着痕迹”地解决各类技术问题。

侧视效果图

为保持建筑外形的平滑曲线，我们综合结构、覆土以及机电管线布置需求，最大限度地将建筑坡度控制在合理范围内，满足必要空间体验的同时避免形体“失控”。

而这种复杂的曲面也为团队沟通带来困难，筑博与主创团队采用Rhino模型为主、CAD为辅进行工作。在设计初始阶段便明确结构定位逻辑等关键要素，据此搭建模型框架，建立参数化控制体系，从而使后期修改直观可控。

参数化建模 ©筑博设计

 Rhino结构模型©筑博设计

以空间换取安全，化繁为简的消防设计

建筑消防设计关乎生命财产安全。深圳自然博物馆的展陈要求是空间高、尺度大，而消防设计难度更大。

我们根据馆内功能不同，分类限制展陈内容及装修材料，争取更大的防火分区面积，同时辅以性能化模拟来论证其安全性。

例如，将火灾危险性较低的以生命起源为主题的展厅设置在地下，展厅的展品及装修材料采用难燃烧或不燃烧材料，并充分利用下沉广场提升疏散的安全性。

B2展区“地表之下” 

建筑的公共区域因为石材幕墙交替倾斜，无法设置防火卷帘。我们采用“扩大防火分区、提升安全等级”的解决原则，将公共前厅区域从预设中的开放式展廊调整为非展览区域，通过降低火灾风险换取较为宽松的防火分区条件。

倾斜的公共空间

二层公共防火分区示意图 ©筑博设计

经过论证，公共区域功能的改变对整个观展体验的影响较弱，且该区域优越的自然采光及观景条件作为休息区更加合适。理性分析后简化严苛的消防措施，使空间效果得以落地，这是设计深入思考后的一个重要平衡。 

见缝插针，空间优化精打细算

公共区域的功能调整为消防设计增益，但整个自然博物馆的功能分布也存在非常大的弊端。设计之初大量展览功能区被置于地下来保持建筑平缓低矮的外形，这直接导致地下室开挖成本直线上升，与设计出发点不符。

经过反复对比功能分区与流线组织，我们提出保持地上形体不变、缩减地下室层数的方案，通过紧凑式空间排布，寻得形体、功能与造价三者的重要平衡。例如在B1空间布局中，充分利用库房、车库与展厅对层高的需求的差异，将三者“强排”到一个12米的地库内。

B1空间布局 ©筑博设计

除了具备展览功能的主要空间，馆内还有许多易被忽视但十分重要的空间——辅助用房，诸如疏散楼梯、设备间、卫生间等。如何让游客顺畅游览的同时，还能照顾到辅助用房的排布呢？

答案是创造一个“辅助空间环”。深圳自然博物馆内部有五个相互连接的筒体，团队巧妙利用这五个筒体的厚度打造“辅助空间环”，解决辅助用房问题。

建筑空间轴测图

为将“辅助空间环”的“实用率”发挥到极致，我们梳理楼梯、卫生间、空调机房等主要的功能模块，确认其平面尺寸和净高要求，将它们“填充”到恰当位置。

辅助空间环所容纳的标准模块 ©筑博设计

顺应筒体倾斜的形体星体特殊性，将疏散楼梯见缝插针般穿插在“辅助空间环”。在空间内转换落地位置、避让结构主体，最大限度降低疏散楼梯的存在感。

“见缝插针”的疏散楼梯 ©筑博设计

整体疏散楼梯布局 ©筑博设计

结构量身定做，实现“举重若轻”

前面提到五个大跨度“筒体”+“筒”间连接是项目的基本结构逻辑，但结构落地之前有不少亟待解决的难题。

其中最大难点来自于2号筒体。与其他筒体不同，2号筒体包含一个开阔通透的公共入口，南北两端有约40米跨度的柱子无法落地。博物馆主门厅和球幕影院也都位于该筒体内，对结构净高有很大的挑战。

2#筒体入口区域效果图

经过与主创团队的反复讨论，我们决定采用“斜交网格”和“立体拱桁架”的组合结构。将2号筒体2-4层结构设计成一个巨大的“编织网”，利用三层的高度搭建出整体性极佳的多层圆形桁架，而底部则用类似桥梁结构的立体拱托住上部。

这种量身定做的结构仅需极少的落地柱位，就可以相对均匀合理地把荷载传到地下，为首层宽敞的公共通道的实现提供条件，达到“举重若轻”的效果。

2#筒体结构体系 ©筑博设计

2#筒体结构力的传导分析 ©筑博设计

结构的另一个难点来自于公共空间的立柱设计。深圳自然博物馆立面的以实墙为主，石材表皮的尺寸在公共区域逐渐收缩形成缝隙，得以引入自然光线及户外景观到室内。

但这种立面设计令结构的立柱难以隐藏，我们协助主创团队对表皮分布及结构设计进行建模分析及计算的对比，最终提供一种结构与石材表皮结合隐藏的设计方案。

幕墙与结构融合的公共空间

深圳自然博物馆目前已经通过初步设计评审工作，进入桩基施工阶段，预计2025年底建成。随着设计工作向后延伸，筑博设计将继续以专业性和全局观把控好概念与落地的平衡，确保项目建设顺利推进。

效果图

项目名称 | 深圳自然博物馆

项目地点 | 广东  深圳

建筑面积 | 105,300平方米（规划）

占地面积 | 42,000平方米

预计建成时间 | 2025年底

业主单位 | 深圳市文化广电旅游体育局

建设单位 | 深圳市建筑工务署

设计单位 | B+H、3XN、筑博设计

项目负责人 | 冯果川、王琦

项目经理 | 龚晓文、管彤

方案团队 | 尹亦鹏、黄海、李梦瑶、谢瑶、王忠恕、康健彰、黄子贤

建筑团队 | 丁婷、肖思娜、马洁芳、李双

结构团队 | 李斌、蒋传浩、许博、王真、辛健、何宝华

暖通团队 | 徐峥、吴建华、左文昭、于鹏飞、贺肖杰

电气团队 | 陈伟、林先林、乐观、李敬、郭静

给排水团队 | 邵秀丽、黄金莲、白孔军、魏朝阳、曾骞、吕龙

智能化团队 | 周祖寿、刘宇辉、罗士坚、周小建

BIM团队 | 周云凯、王韫、黄泽群、林滇

装配式建筑团队 | 许丰、陈立民、罗昌兴、罗庆

绿色建筑团队 | 林超楠、陈春燕、姚蕾、钟程、谢文斌

          

效果图及视频号动画 | 3XN

专业指导 | 龚晓文 李斌 管彤 

编辑 | 张彩琦

视觉 | 关俊贤

统筹 | 李晓地