膜结构的空间创造――介绍21世纪斯涂加特火车站创作构思

背景
   德国著名建筑师克里斯多夫・英恩霍文在国际著名结构工程师费赖・奥托配合下设计的斯图加特火车站以其开创性的空间构想在国际投标中获一等奖，德国建筑专业杂志房屋评论：这一革命性的空间创造是继慕尼黑奥林匹克体育场之后最优美的建筑作品。
  “斯图加特火车站”是德国“21世纪斯图加特工程”中的一项，工程总投资约50亿德国马克。其宗旨是：城市通过铁路设施的现代化获取利润，并要求轨道设施在城市开发中得以完善，从而提供便捷，高速的交通服务，以适应现代人的生活方式和节奏。
   占地约 100hm2 ，站台长约 400m（其中200m延伸到城市的中心绿地――宫殿花园）的斯图加特火车站位于老城的边沿及老火车站博拉茨北侧。克里斯多夫・英恩霍文在查看基地后的构想是：保持宫殿花园的完整性。让轨道从地面消失，为城市创造一个绿色环境的未来空间。于是，一个童话般的构想产生了：“我们做一个火车站在地下，加上一个顶，几个洞，几个点”。

创作过程
    建筑的本质在于它具有个性的发展过程。“Work In Progress”这个源于英语的概念意旨：为实现最初目标所进行的一系列分析、推敲及完善工作。
  蛹吐丝形成茧子，最后变成蝴蝶的现象给我们这样的启示：一个自然而精美的形态总是在经过一系列的演变后得以形成的。70年前由建筑师博拉茨设计的老火车站反映了当时的建筑风格和生活状况，21世纪的今天我们尝试一个突破：自然形态与功能的完美组合。寻求一种从内容到形式都有别于常规的新火车站形式――轨道设施移至地下约6米处，以保留一个完整的宫殿花园。为了这个不同寻常的设想，我们进行了各种试验，通过工作模型，电脑模拟，从城市关系，空间形成，能源节约到技术可行性及造价分析，进行了一系列反复的推敲于比较。其论证结果是：这不是一个幻想，可以成为现实。在此，城市建筑、生态与技术得到充分的柔和。这里不只是一个建筑，更是一个艺术品。

城市网络
   火车站犹如城市的窗口，来往的行人都会将此印在记忆里。轨道设施从地面的下移为内城开发及城市的连接提供了一个特殊的机会。这个新的城市部分与已有城市结构的完美结合对于一个持续而有效的城市发展有着决定性的作用。老火车站的塔体及设于四个方向的新火车站的玻璃壳入口，成为火车站及城市的新标志。富有韵律的系列“光眼”构成了一副梦幻般的画面，并作为老城与新城的连接链。这个流畅而开敞的空间使内外连接于一个连续的空间网络，无论从任何角度观看，这一空间都充满令人想象的魁力。

造型与结构
   与结构专家弗赖・奥托及比荣爱博格工程事务所的积极合作是该建筑形式成功的基础。1963年由弗赖・奥托通过肥皂薄膜进行了最小面积受力试验，其结果显示：在没有产生张力的情况下，要形成一个单力支撑的薄膜，必须通过一个孔的组合体方可实现，那就是“光眼”。在火车站的结构构思中，首先想到的便是钢网结构，这一构想要求：“光眼”有一个精确的高度。如同肥皂膜模型所呈现：钢网应与混凝土结合，并形成封闭的骨架，这样构成一个屋顶基础。结构计算的结果是：拉力荷载的悬挂屋顶代替压力荷载的水泥拱顶。这一形状通过模型进行试验，并在悬挂拉力状况下凝固成型。然后旋转180度即成为现在的形态――膜结构“光眼”。这一理想的形状在一连续而适合的边缘条件下发展成型。
  光眼
  梦幻般的“光眼”组合在宫殿花园中形成一种特殊的景象。如同悬挂的模型一样，受力是从边缘到中心，然后沿着边缘口传至支撑柱。“光眼”的边缘在结构中具有剪力的功能，弧形的玻璃边框镶嵌于混凝土边棱上。这个从地面突出的“光眼”构成了支撑体系的真正特征，并成为该原型组合体的结构胚胎。
  光线
  光线在一个富有韵律的空间里扮演着重要角色。斯图加特火车站的设计将成为新一代火车站的标志。当旅客在大厅里停留时，日光通过拱形玻璃壳均匀地进入大厅。即使在阴天也能得到舒适的光线。我们通过一个1：30的模型进行日光测试。结果显示：平均有5％的日光能直接达到内部。其中直接位于光眼下的部分能获得10~15％的日光。在大约400m长的站台上每60 m设有一个“光眼”，外部光线的变化内部也能感觉到。由于两个相邻的站台每隔30m有一个交叉的“光眼”，从而使光线均匀的进入地下站台。当夜幕降临时，位于站台边缘的地面照明通过拱型天顶的反射，也能达到一个明亮的空间效果。
  能源
  由于这种膜结构形式，地道中的全年平均气温可控制在+10度左右。在考虑气流的情况下计算出：夏天的气温很少超过+20度，冬天则很少低于0度。由于高差的原因形成地下站台的壁炉效应。由于自然气候的原因，冬夏季将有不同温度的气流进入地下站台，这种冲击气流通过“光眼”在没有人工换气装置的情况下进入地下，其数据是每小时0.7倍的空气交换量（大约300.000m3/h）。在冬天可通过一个自动装置来阻挡低温气流的进入。

转自：http://www.goobuild.com