螺旋建筑設計原理是一種獨特的建筑設計理念,它通過將建筑物的外觀設計成類似螺旋形狀,創(chuàng)造出獨特的視覺效果。這種設計通常用于大型公共設施和標志性建筑,如體育場、音樂廳、展覽館等。螺旋建筑設計原理的主要特點是其流暢的線條和動態(tài)的形狀,給人一種動感和力量感。螺旋建筑還具有很高的靈活性和可擴展性,可以根據(jù)需要進行不同的結(jié)構(gòu)和功能劃分。
一、螺旋建筑設計原理的相關(guān)方面
(一)結(jié)構(gòu)方面
- 風載與穩(wěn)定性
- 在螺旋建筑設計中,螺旋的外形有助于風載平緩通過。例如瑞士再保險總部大廈,綽號“小黃瓜”,其結(jié)構(gòu)形式為鋼框筒外加螺旋網(wǎng)格,螺旋外形使風載對建筑的影響減小,相較于矩形平面,有效降低了風阻及振動,減少了在建筑底層周邊產(chǎn)生的強烈下旋氣流和強風,緩解高大建筑下路過行人的不適,同時其六角形節(jié)點板連接各向網(wǎng)格以及樓面梁,增加結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
- 結(jié)構(gòu)承載與應力分布
- 以倫敦動物園的企鵝池為例,結(jié)構(gòu)設計理念類似旋轉(zhuǎn)鋼樓梯,把螺旋的內(nèi)側(cè)做強,因為傳力路徑短,效率較高,有點懸挑的意思。沿著坡道方向布置主筋,內(nèi)圈及外圈加密,沿著斜向布置交叉斜筋,順應了主應力的方向,這樣的設計能讓螺旋結(jié)構(gòu)更好地承載重量和壓力。
(二)空間與功能方面
- 空間感知
- 螺旋建筑中視角被迫不斷變化,與正交建筑直來直去的感覺不同,更能讓人感知周圍被界定出的空間。例如絲帶教堂,兩條反向螺旋樓梯像極了飄逸的絲帶,從不同位置開始上升環(huán)繞,在15.3m高的屋頂平臺連成一體,人們在這個空間內(nèi)走動時,會有獨特的空間體驗。
- 功能布局
- 在一些建筑中,螺旋結(jié)構(gòu)可用于實現(xiàn)特殊的功能布局。比如在建筑內(nèi)部垂直方向上,螺旋體可以通過組合、疊加等方式形成樓梯間、電梯井等功能空間;在水平方向上,螺旋體可以通過組合、切割等方式形成辦公室、會議室等功能區(qū)域,起到空間劃分與組合的作用,同時螺旋結(jié)構(gòu)也可用于實現(xiàn)建筑的自然通風功能,像瑞士再保險總部大廈通過網(wǎng)格之間的開窗,幫助室內(nèi)實現(xiàn)自然通風。
(三)美學與視覺效果方面
- 獨特的外觀
- 螺旋形態(tài)具有獨特的美感,從生活中的彈簧、貝殼到浩瀚的星系都有螺旋形態(tài)的存在,這種形態(tài)能激發(fā)建筑師的創(chuàng)作靈感,使建筑在外觀上更具吸引力和獨特性,如瑞典馬爾摩市的螺旋形扭轉(zhuǎn)大樓,富有創(chuàng)意的螺旋外形使其在眾多建筑中脫穎而出。
螺旋建筑的自然通風設計
螺旋結(jié)構(gòu)在地震中的表現(xiàn)
螺旋建筑設計的未來趨勢
螺旋建筑的歷史演變過程