設計單位? 清華大學建筑設計研究院素樸工作室、北京清華同衡規劃設計研究院

項目地點? 青海海西

建成時間? 2024年6月

建筑面積? 3997平方米

本文文字由設計單位提供。

概念緣起：

鹽湖上隨風飄動的紅絲巾

茶卡鹽湖被譽為“天空之鏡”，固液并存的鹵水湖形成了自然奇觀，水映天、天接地，人在湖間走，宛如畫中游。項目整體造型來自景區多年來自發形成的標志性打卡形象，鋼結構和膜結構共同形成的自由曲面，仿佛鹽湖上隨風飄動的紅絲巾。

觀光火車軌道延伸到鹽湖深處，游客在站臺停留休憩，也可以步入鹽湖，遠眺水天一色和連綿山脈。“茶卡風”的名字來自景區提升設計項目的系列概念——鹽、霞、風、雪，其中風站是構筑物體量最大的一站，總建筑面積3996.64平方米，如何將矗立在平靜湖面上的巨大鋼構筑物（出于鹽湖生態保護的需求，只能采用鋼結構），做出風的感覺，是個難題，但同時也為設計團隊提供了難得的機會，嘗試將裝置藝術的思路與建筑技術結合?？匆婏L，聽到風，留下風的記憶，就是我們希望這個場所能夠帶給到訪人們的體驗。

站臺分為上下兩層，底層架空在3條軌道之上，結合游人進出站和下湖流線設置步梯和電梯，上層主要為停留觀光和商業售賣的休閑平臺。頂部為整體設計的鋼結構和膜結構復合的自由曲面，從湖面遠觀呈現風中舞動的姿態。走進站臺，紅橙黃三色的懸掛織物伴隨風聲翻揚，帶來近人的風的體驗。

形體建構：

數字化設計輔助多層次的形體生成

整體曲面主要由三個層次構成：主體的鋼結構、頂面兩種不同性能的膜結構，以及底面懸掛的可以隨風飄揚的三種顏色的織物。結合空間、形象和力學的要求，我們在飛舞的紅絲巾的基礎上，又參考了雨滴入湖的水面波動，作為曲面形態生成的概念意向。

主體鋼結構沒有簡單的采用漂浮的曲型屋面加支撐柱的形式，而是作為整體結構落地貫穿到站臺，從而讓形態更加有隨風飄揚之感。建筑鋼結構部分雖為自由曲面，但生成邏輯明確：首先，受制于鐵路的影響，在站臺及東西兩側的平臺上選取三個位置，作為曲面的落地點；在此基礎上，結合初步結構受力分析，設置四個大開花柱進行支撐；通過結構模擬計算殼體局部受力薄弱點位，在不影響曲面形態的前提下，進一步補設三個小開花柱增強整體穩定性。花柱造型取自水滴入湖時水面因張力形成的姿態，通過曲面彈力找型，實現花柱和屋頂曲面的相對平滑銜接。

考慮到施工難度與造價問題，結構采用以直擬曲的形式。在保證結構受力合理的情況下，增設構件使原本約為3米的菱形結構單元模塊轉變約為1.5米邊長的兩個三角形與六邊形的單元模塊，從人視角度得到一個相對近人的劃分尺度。頂面膜結構與鋼結構共同作用，形成受力整體。

設計初期頂面膜結構對比考慮了氣枕膜、鋁板和單面膜三種材質：氣枕膜造價高且工藝相對復雜，無法滿足工期要求，并且遠看絲巾形態不夠順滑；鋁板造價低但比較生硬沉悶，和絲帶的質感相差甚遠；單面膜造價相對適中，并且本身具有一定的延展性，可以使原本以直擬曲的焦點位置平滑過渡，因而成為最終選擇。

此外，考慮到屋面起伏的形態和結構尺寸受風荷載影響較大，最終采用半透的PTFE膜與不透的PTFE加附膜兩種不同的材質，在滿足遮陽擋雨的基本功能同時盡量減少風荷載。膜材質本身的張拉力也對鋼結構本身有一定影響，二者共同作用，形成整體受力。

PTFE加附膜形成的復合材質透光不透雨，為游人提供遮雨區域，懸掛的織物也主要集中在這個區域的下方，避免經常淋雨影響效果。不加附膜的PTFE膜則因其自身材料的特性存在約21%的穿孔率，根據結構模擬，布置在風荷載較大的位置，可以有效減少風力對結構的影響，也可以讓風更流暢地進入站臺內部，吹動懸掛的織物。透過膜結構進入內部的光與風弱化了空間的圍合感，形成了由透到半透到封閉的過渡。兩種膜的分布根據游客在平臺上的主要動線進行劃分，減小游客在平臺上進出站及商業空間受到雨雪天氣的影響。

底面懸掛織物的設計，將大花柱作為漣漪中心，模擬形成類波紋狀曲線組，投影至屋面形成織物的整體分布。三色織物隨風飄動，白天陽光的變幻和夜間的呼吸式照明設計進一步加強了水波漣漪的感覺。

茶卡冬季漫長風力強勁，鹽湖區域濕度高腐蝕性強，普通的織物耐久性無法滿足要求，因而我們選用了一種室外遮陽簾材質，耐候性更好?？椢镌谠O計之初選用同屋頂一樣的全紅配色，模擬發現，因為與屋頂顏色完全融合，使得遠觀時絲帶的飄逸感不足。結合當地文化傳統，我們選取了經典色彩中的黃色與橙色，與紅色搭配。三色膜形成的圈帶從開花柱與屋頂連接過渡處的紅色起始，隨漣漪趨勢向外逐層漸變。

受限于定制膜材質可選顏色相對固定，無法做到多色的相對柔和漸變，因此轉換思路改用馬賽克形式，將完整的漣漪環單元化通過調整設定離散隨機值做到顏色逐步過渡，再通過微調局部單元色塊，得到更加多樣的顏色變化，使得整體吊掛織物的層次感更加豐富。

建構優化：

結構深化找形與細部構造性能化設計

茶卡風形似飄帶曲面靈動，采用單層網殼結構形式。網殼在承受豎向重力荷載的工況下，需要有幾個豎向支點，如何將形態美和力學美充分結合是建筑師和結構師的追求目標。

在經過多次模型迭代優化之后，結構確定用4個大開花柱和3個小開花柱作為主要豎向承重構件，其中大的開花柱不僅承擔豎向受力，還承擔水平地震力和水平風力，而小的開花柱主要承擔豎向力，保證豎向變形豎向剛度滿足要求，通過對線性屈曲模態的分析尋找薄殼空間剛度的薄弱點，并對局部采取加強措施。

由于本單體造型較為復雜，對風荷載作用的響應較難通過規范體型系數確定，設計中我們委托北京交通大學對本單體進行了風洞測壓試驗。

除了整體的結構優化找形，4個大開花柱也針對頂部的雪荷載進行了特殊設計。大開花柱形態成漏斗狀，天然形成匯聚作用，一旦雪荷載積壓將會對主體結構產生極大影響。頂面膜結構對隨柱體曲面的下降高度進行了控制，減少了積雪高度，并連接到花柱中心的一個類似放大的雨水管的鋼板裝置。裝置上部為漏斗狀收集雨雪，下部連接接直徑0.6米的管道。膜結構與裝置連接處設置電伴熱可以起到加速雪的溶解，進一步減小雪的堆積。

建造落地：

精確的工業化預制與容差的手工藝處理

在數字設計工具和智能建造體系的輔助下，主體鋼結構最終分解為1292個網格單元，2350塊形狀尺寸各不相同的鋼構件，經過工廠的數控加工后，再進行了現場拼裝。現代鋼結構的工業化預制保證了大型曲面結構從概念方案到落地的精確建造，并且極大縮短了現場施工時間：主體鋼結構及膜結構現場施工共計64天，盡量減少了對鹽湖生態環境的影響。

在整體形態的控制上，項目得益于現代工業化和數字化發展的結構精確控制。另外，在游人可以近距離接觸的內部，懸掛織物在設計環節同樣借助數字化工具，但是在建造環節采取了一種容差的手工藝控制策略。

織物的加工和現場人工固定操作，不像鋼結構制造般的精確。在控制織物的水波效果的基礎上，局部的色彩拼接并沒有嚴格要求工人精準定位，而是可以在參考設計方案的同時，根據現場的拼接情況進行一定的調整。織物施工的幾天內，設計團隊在現場與工人一起配合，對整體效果進行把控，及時進行局部的調整。最終，在近人和遠觀的角度，通過這種傳統的懸掛手工藝感，建筑在堅實的鋼結構骨架上實現了柔和放松的效果，與景區大自然的氛圍融為一體。

設計圖紙 ▽

完整項目信息

項目名稱：茶卡風——茶卡鹽湖觀光火車站

項目地點：青海省海西州烏蘭縣

建筑面積：3997平方米

占地面積：5000平方米

設計時間：2023年11月—2024年3月

建成時間：2024年6月

建設單位：青海茶卡鹽湖文化旅游發展股份有限公司

設計單位：清華大學建筑設計研究院素樸工作室、北京清華同衡規劃設計研究院

主持建筑師：宋曄皓、陳曉娟

工程主持建筑師：解丹

建筑設計人員：俞海躍、石磊

專業工程師：張勁、劉召軍、舒濤（結構）；馮亦（電氣）；陳晨（總工）；于亮（審定）

茶卡鹽湖景區整體設計項目總負責：沈丹

景觀設計：北京清華同衡規劃設計研究院風景園林一所

照明設計：清華大學建筑設計研究院同原照明工作室

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