丹麥螺旋觀光塔​Spiraling Observation Tower/EFFEKT+ARUP

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2019年3月31日正式對外開放丹麥的營地探險是一個無障礙的45m高的樹梢觀景塔,由丹麥建築工作室EFFEKT設計,ARUP奧雅納提供結構、岩土、高科技分析、數位化、BIM等專業設計和服務。

觀景塔座落在哥本哈根以南一小時Gisselfeld Klosters Skove森林裡,這片森林以湖泊、小溪和濕地等自然生物群落而得天獨厚,站在觀景塔頂可以欣賞到令人驚嘆的受保護森林景觀。

丹麥螺旋觀光塔​Spiraling Observation Tower/EFFEKT+ARUP

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同樣,通往塔樓的高架木板路背後的想法是讓每個人都能進入這片森林,而不會破壞自然環境——這裡是各種物種的家園。同時,通往觀景台的螺旋形坡道成為一種雕塑元素,使登頂之旅成為一種獨特的體驗,既能轉移親密感,又能讓所有訪客自由出入。

設計的關鍵字是「自然」

無論是建築語言和結構元素,均呈現與自然完美融合。

主要呈現在三個方面:

與自然美景的協調和融合

為了增強訪客與自然環境融為一體的體驗,塔的形狀忽略了典型的圓柱形形狀,而是採用雙曲面彎曲的造型,腰部纖細,底座和塔冠都加大了。這樣可以更好地與穿過塔樓的林冠更好地接觸。也給周圍的樹留出更多空間。此外結構構件採用由耐候鋼和當地產橡樹建造而成。

丹麥螺旋觀光塔​Spiraling Observation Tower/EFFEKT+ARUP

機能與形態自然的結合

通往觀景台的螺旋坡道也得益於雙曲線形狀。在保持一定斜度的情況下,坡道的幾何形狀和間距隨曲率的變化而變化。斜率保持一致,可以滿足行動不方便者登塔要求的坡道。在雙曲拋物面對角結構的邊界內,用複雜的數學方法來創建一個恆定傾角的斜坡,做到機能與形態完美結合。

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結構技術不僅僅為了實現造型

系統、細部構造以及營造廠法自然合理的結合。

結構和土木工程師從概念設計階段就參與其中,45公尺高的螺旋塔的設計將獨特的結構建築與自然環境相結合,使訪客可以欣賞森林樹冠的多種景觀。

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觀光塔結合建築雙曲面效果,採用直線斜交形狀,構造一個Diagrid網狀剛性有效的結構。塔內的懸臂和雙斜柱組成。

該構件有兩個用途,它支撐懸臂坡道走道梁,並為塔柱提供徑向約束。塔架的幾何結構經過最佳化,以實現適合輪椅進入頂部平台層的坡道傾斜度。

設計合作透過非常強大的建築師-工程師協作和採用自動化工作流來交付這種新穎結構的作品。開發的工作流的一個主要優點是它允許花費時間來建立細部,例如複雜的連接,而生成資訊或模型的時間更少。同時在設計過程中也隨時與建造塔架的營造廠協調,完善和開發細部。

施工過程和設計過程一樣,非常注重在不破壞自然環境的情況下將塔體完成。EFFEKT的首席營運官Mikkel Bøgh解釋說:「我們在一家工廠生產和預鑄了整個結構,這樣我們就可以真正地把它放下並建造起來。這樣做是為了儘可能尊重自然環境,當然也為了簡化流程。

結構生成邏輯

1、設計原理

化繁就簡結構整個豎向承重/抗側力構件是透過旋轉直鋼構件而形成的雙曲面形狀。我們知道單葉雙曲面是一個雙直紋曲面,它可以由兩族直線生成。

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@wiki

為了滿足建築腰部纖細,底座和塔冠都加大形體概念,根據單葉雙曲面原理。

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2、邏輯

下圖呈現觀光塔簡單的邏輯-建築和結構概念的支柱形式。

觀光塔採用雙曲面形式斜柱形狀有助於創造一個固有的剛性和有效的結構。

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3、參數化設計

幾何形體研究有四個主要變量定義了diagrid形式和參數來控制坡道和結構形體設計。這個設計是在Grasshopper(可視化編程環境)中使用一個全參數化設計的工作流和一系列可互操作的插件進行的。

在參數化框架中,結構分析、設計和交付的集成度極高。幾何體的放樣和建築師與工程師的協調完全是在代碼中進行。作為一個緊密的建築師工程師團隊,在代碼和開發工作流程方面進行合作,確保所有後續分析模型、建築的描述和BIM交付成果都是準確和完美協調的。

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4、不同提案比選採用參數化設計工具調整直徑、柱變換、柱數量以及塔的高度四個不同參數變化這可以快速生成高,小,瘦,粗壯等不同形式的提案。

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5、提案定型控制—業主預算

採用參數化工具的使用促進了測試設計備選提案的簡便性和速度,重點是確定滿足業主預算要求的選項不同提案。

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6、構件元素

有四個基本結構元素: 斜交網格柱、偏移構件、螺旋狀坡道、懸挑梁

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7、節點

為實現建築「漂浮的坡道」概念,結構創新採用了偏移式節點形式。而不是生硬地採用傳統的剛性連接。

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8、材料

結構構件採用永續發展免維護環保型耐候鋼,符合EN10025-5,等級S355。耐候鋼的表面色澤與森林的顏色和諧融合,避免其他普通鋼材冰冷生硬的感覺。應注意以下事項: -銲接連接應遵循主塔和坡道結構耐候鋼的適當銲接程式 -螺栓連接應詳細說明為自由排水 -作為耐候鋼工藝的一部分,應考量到鋼材腐蝕,以便在厚度損失後達到投標材料中規定的截面厚度和數量。

9、結構分析

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塔的獨特的雙曲面形狀得益於直線結構鋼元素,這些元素被旋轉以創建一個有效率但視覺上引人注目的結構工程師和建築師還致力於最佳化鋼材的使用,採取數位驅動工藝成功地實現了45公尺的最佳高度。

塔的幾何結構也受坡道傾斜度要求的控制,以便所有訪客都能進入觀景平台。footfall建模軟體的使用有助於確保訪客在如此複雜的人行道上的舒適度。

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獲獎

1.Best of Best (Concept) – German Design Council 

2.ICONIC Award 2017 – Visionary Architecture

3.Winner of South Coast Denmark’s Best Tourism Initiative 2018

參考資料

https://www.arup.com/projects/camp-adventure-tower

https://www.arup.com/news-and-events/camp-adventures-iconic-tower-breaks-ground

免責聲明

文章中效果照片均來自EFFEKT,所有結構分析圖均來自ARUP,僅供分享不做任何商業用途,版權歸原作者所有。

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