全球第一！上海又一地标火了：仿佛拥有整个宇宙……
全球最大的天文馆——上海天文馆
将在本周末（7月18日）对公众开放，
在这里，你会感到：
仿佛拥有整个宇宙……
不仅可以体验“VR月球漫步”，
还可以走进模拟的
中国空间站天和核心舱，
体验航天员如何在太空
睡觉、吃饭、上厕所，
实现我们每个人的航天梦！
近日，青年报记者跟随天文馆设计师，在实地走访中揭秘天文馆背后的建筑巧思。
漫步其中，处处有宇宙
看到上海天文馆，第一感觉就是，这儿的建筑体现出了一种“未来感”。曲线、悬浮、轨迹、球体，这些都是天文学的概念，如今，却被“有形化”，形成了天文馆独特的空间形态。
“我们的设计出发点就是
以建筑语言来表达天文学概念，
让人漫步其中，处处有宇宙。”
走在上海天文馆的天庭中，华建集团上海建筑设计研究院总建筑师、天文馆项目中方设计总负责人刘恩芳环顾四周，这样表示。
刘慈欣的“三体”被巧妙地呈现出来。
从空中俯瞰建筑，
可以看到三个明显的圆形部分，
就是“圆洞天窗”“倒转穹顶”“悬浮球幕”，
它们是独立的，又是一体的——
这三个特色设计让建筑化身为一台天文仪器。
主入口的“圆洞天窗”，让穿射而过的日光在下方广场上投射出光斑。
每一天从早到晚，
光斑会随着阳光移动，
静静看一天，就能感受到时间的变幻，
正如中国人古时测时的日晷。
进入主体建筑，显示地球自转的经典科学装置傅科摆悬吊在中庭，顶端的倒穹顶同样“收集”着阳光，而整个中庭在视觉上没有任何柱体，空旷如苍穹，被周围的螺旋坡道环绕，有如天体轨道。
利用倒穹顶的高差，在顶部重新创造了一个地平线，成为一个可以容纳40人的观星平台，人们可以不受任何周围建筑物的干扰来观察斗转星移。
“悬浮”的上海天文馆球幕影院，
宛如失重一般。
悬浮球体与壳体之间的圆环，
“漏入”了日光，
在室内的地面上形成了一道“日蚀”。
光影迁移，圆月逐渐变新月。
天文探索从不囿于一方，而是存在于更广泛的空间。据刘恩芳透露，这也是设计团队的巧思——若是从上空鸟瞰上海天文馆，能看到——天文馆的球体好似地球，在精密的计算下，与滴水湖的大小比例，正与太阳和地球的大小比例相符，而草坪绿化带成为了月亮绕地球的轨道。
非常规结构
非常规的设计，挑战当然很大。1700多天的建设，基本每周必开一次例会，随时解决建造中遇到的问题。
“入口处的圆洞天窗，悬挑距离超过40米，跨度超过60米，难度在于跨度大，是目前全国最大的悬挑之一，最大处约为36米，悬挑的楼面面积相当于4个标准篮球场，没有一根外露的柱子，是靠弧形桁架在起作用。”华建集团上海建筑设计研究院结构总工程师、空间结构院院长李亚明告诉记者。
结构还要保证安全和舒适性。悬挑的上面是个二层楼面，观众时常要经过，为了不让结构带给人群明显的振动感，经过精密的计算，结构工程师在这里安装了10个1吨的质量调谐阻尼器，现场调校、同频共振，“吸走”主结构的振动能量，确保展厅使用的舒适性。建筑挑战了技术，技术也成就了建筑。
又如球幕影院的悬浮感，这个直径约30米的球体，如何营造出失去重力的感觉？工程师们在球体侧面，仅靠6个支撑点与下方的混凝土壳体相连，由混凝土厚壳支撑起了钢结构单层网格。
“中庭要求不能有任何柱梁，我们设计了3个巨型混凝土柱，在椎体顶部和中部设置两道环梁，形成了一个稳定的倒锥台，结构稳定安全，但视觉上完全看不出来。”李亚明说。
“我们的建筑设计从2014年、2015年就开始了。”刘恩芳告诉记者。16项授权发明专利、18项实用新型专利、7项软件著作权助力团队最终顺利实现了建筑结构、功能与形态的完美融合。正如上海天文馆内的展示策划也曾修易十几稿，每个布局、每条动线、每个展项概念都经过无数次头脑风暴，形成近5000页的设计方案。创意与科学、精心与精密的结合，才能共同让上海天文馆呈现出最佳的宇宙沉浸感。
对话
Q1
记者：从结构专业的角度来看，上海天文馆项目的难度体现在哪些方面？
李亚明：从空中俯瞰建筑，天文馆由3大圆形建筑构成，象征了我们熟悉的三体——太阳、地球和月亮。由此产生三个主要区域：（1）大厅及观星平台；（2）球幕影院；（3）圆洞天窗。这类形体极为不规则的建筑，跨度大、悬挑大，在设计上如何选择结构体系、结构材料都给结构工程师们带来极大的挑战。
Q2
记者：进入主体建筑，首先映入眼帘的是带有三个倾斜巨柱的中庭和顶部的倒置穹顶，这部分结构有何特别之处？
李亚明：天文馆的结构设计是非常有特点的，包含多种不同材料构成的结构体系，如钢筋混凝土结构、钢结构、铝合金结构等。建筑师为创建新的地平线，顶部设计了一个倒置穹顶作为观测天体的观景台。我们结构设计了3个巨型混凝土柱，倒锥形布置，在锥体顶部和中部设置两道环梁，形成了一个稳定的倒锥台，再在顶部设置一个倒置的铝合金网壳穹顶结构。
Q3
记者：悬浮的球幕影院也是上海天文馆的一大亮点。在实现过程中，结构方面都做了哪些技术支撑？
李亚明：为了体现建筑师构想，将球幕影院表现为悬浮空中的球体，我们将球体设计为钢网壳。在球体水平位置通过6个支撑点支撑混凝土壳体上方，形成球体与周边建筑脱开，在视觉上使人在球体下方有一种失重感。而球体与壳体之间，形成了一道透光圆环，日光可以从圆环处洒向室内，在室内的地面上形成“日蚀”。随着太阳位置的变化，光影也随之改变，从完整的圆环变换到新月形。身处其中，如同置身于天体之中，充满了戏剧性和神秘感。
上海天文馆
地址：上海市浦东新区南汇新城镇临港大道380号
交通：上海16号线-滴水湖站，步行15分钟
门票：30元/张
作者：青年报记者 刘晶晶、冷梅
图片：上海天文馆官网
编辑：林荟萃
审稿：梁文静
