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BIM技术在敦煌莫高窟数字展示中心的建筑应用

BIM技术在敦煌莫高窟数字展示中心的建筑应用

作者:
大连泰山新实业有限公司
来源:
大连泰山
发布时间:
2019/08/28
浏览量
【摘要】:
2019年8月19日,习近平总书记从北京出发一路向西,行程2300多公里赴甘肃实地考察文物保护和研究等情况,首站来到了敦煌莫高窟。在央视的报道中,由中国建筑设计研究院设计的敦煌莫高窟数字展示中心占据了重要篇幅。

2019年8月19日,习近平总书记从北京出发一路向西,行程2300多公里赴甘肃实地考察文物保护和研究等情况,首站来到了敦煌莫高窟。在央视的报道中,由中国建筑设计研究院设计的敦煌莫高窟数字展示中心占据了重要篇幅。敦煌莫高窟数字展示中心,是莫高窟保护利用工程的核心项目,于2014年开放启用,核心展示内容为“数字敦煌”和“虚拟洞窟”,目的就在于缓解旅游开放与文物保护之间的矛盾,实现敦煌莫高窟“永久保存、永续利用”的目标。

这座由崔愷院士带领团队设计完成的建筑,与苍茫戈壁融为一体,不仅缓解了庞大的游客数量对遗产保护和管理造成的困扰,也在其中综合运用了数字技术(BIM)和绿色技术,并通过形态和材料的合理运用,让建筑具有了独特的敦煌特色。

设计者最初的感动,来自对大自然的敬畏,茫茫戈壁上一座沙丘在夕阳下显现出奇妙的千姿百态;最初的震撼,则来自莫高窟中古代先人巨匠在黑暗的洞窟中描绘出精美绝伦的壮丽壁画和造像艺术。他们把感动和震撼融入了构思之中。

设计草图(崔愷院士 绘)

下面,就让我们跟随习总书记的脚步,来了解一下这座“大漠戈壁上的小沙丘”吧。

敦煌莫高窟是世界文化遗产和全国重点文物保护单位,具有特殊的历史、科学和艺术价值,被誉为“东方艺术宝库”,吸引着世界各地的人们前来参观。近些年来随着旅游业的发展,游客数量急剧增加, 对洞窟壁画和保护区的环境造成了一定的破坏。为加强对历史文化遗产的保护, 经国家发改委批准建设莫高窟游客服务设施,主要功能包括游客接待大厅、多媒体展示、数字影院、球幕影院、办公用房、邮局、银行、餐厅、购物区、厨房和其它设备用房等。

总平面项目选址位于甘肃省敦煌市 314 省道南侧,太阳村东侧 500m 处,距离莫高窟约 15km,占地面积 60 亩。用地周边视野开阔,南侧即为平坦的戈壁滩,可远眺三危山和鸣沙山。用地东侧不远处为敦煌机场,飞机起降时可以在空中俯瞰游客中心。

一、总体布局

如同沙漠中的流沙,如同雅丹地貌中巨舰般的岩体,如同矗立在沙漠中近千年的汉长城,如同莫高窟壁画中飞天飘逸的彩带,整个建筑充满着强烈的流动感。自由曲面的形体相互交错,婉转起伏,巨大的尺度和体量将沙漠地景建筑的特征表达得淋漓尽致。

由于地处沙漠,周边视野开阔,地势平坦,为了强化建筑的体量以适合沙漠的巨大尺度,我们将整个建筑沿用地南侧长向一字排开,如同流沙般的形态从大地中生长出来。近 200m 的体量在沙漠中游走,与大地景观融为一体,其恢宏的气势将给游客留下极其深刻的印象。

二、交通组织

结合这样流畅的形态和空间走向,形成完整的游客参观流程:游客接待 - 参观预展- 数字电影- 球幕电影- 洞窟参观- 餐饮购物 - 参观结束。在建筑中段设置游客的主入口,人们进入建筑后往西侧参观、看数字电影,从建筑的西南角出去, 乘坐专用车辆去往莫高窟;从莫高窟返回的游客在建筑东南角下车,由此进入建筑, 用餐或者购物,从建筑的西北角出去,返回停车场,两股人流没有任何交叉。同时, 在建筑南侧,从莫高窟返回的车辆在下车区卸客之后继续往西到上车区载客,然后掉头前行,形成畅通的流线关系,以及功能和形态的高度统一。

三、立面造型——流沙与飞天

用地的周边环境特点决定了本建筑的形态特征。如同沙漠中的流沙,如同雅丹地貌中巨舰般的岩体,如同矗立在沙漠中近千年的汉长城, 如同莫高窟壁画中飞天飘逸的彩带,整个建筑充满着强烈的流动感,若干条自由曲面的形体相互交错,婉转起伏,巨大的尺度和体量将沙漠地景建筑的特征表达得淋漓尽致。形体在水平和高差交错过程中自然地产生出光缝和光井,将光线引到室内。球幕剧场的圆球体量直接暴露在外,就像从流沙中显露出来的石头一样,光彩熠熠。

整个建筑外观厚重,开窗较少。开窗的形式借鉴莫高窟洞窟的开洞立面构成方式,错落有致。外墙采用水洗石工艺,以质朴的材料和色彩表现敦煌的自然和地域文化特点。

立面

四、室内空间

充满动感的语言特征从室外延续到室内。所有的公共空间, 包括接待大厅、数字展示、公共通道、休息区均为开放空间。顺应外部形态的变化,室内空间的高度也随之变化。结构支撑体的形态用“墙”的概念,将不同功能、不同高度的空间进行划分,界面清晰,空间明确。完整的墙面和天花板可以作为数字投影的背景,为将来的数字展陈设计提供充分发挥的余地;在墙体中间根据立面的构成需要及空间的对景关系设置内凹的龛,作为展示空间;连续的弧形墙面与屋面板之间留出光槽,透出神秘的光源,既勾勒出空间的轮廓, 又给每一位游客带来一种全新的体验。屋面板在接待大厅和数字影院出入口区域部分采用井字梁格,将结构暴露,在梁格中局部设置灯具,辅以照明。

除数字影院和球幕影院外,所有公共区域尽可能不做吊顶,直接在屋面结构板上做简单的喷砂处理,以质朴的材料表现敦煌的地域文化特点,同时节省投资。

五、绿色设计

考虑敦煌地域特点,采用低技术策略的“绿色设计”概念—尽量少使用特殊的设施、设备、能源来调整室内气温和通风采光等要求,在设计中通过对空间、材料、外墙面积的良好控制,充分利用自然条件,尽量减低能耗和运行成本以及对自然生态环境的破坏。

1、采用地道沟自然通风系统。过渡季节尽量利用自然的通风,夏季炎热时段利用地道沟系统对空气降温,配合空调系统,以减少能源消耗。

2、采用地源热泵系统。它具有很多优点:清洁环保,长期运营成本比电制冷空调系统低,冷热源同时解决,省去燃气锅炉房的投资,热泵机组运行效率高、可靠、稳定。

3、建筑的屋面:采用架空通风屋面, 夏季减少辐射热,冬天保温。屋面结构板局部做双层空心大板,中间层在施工时填充泡沫聚苯板,达到高效的保温隔热性。

4、建筑的外墙 500mm 厚,内、外两侧均为 200mm 厚轻质混凝土砌块, 中间根据需要填充泡沫材料及多孔聚合物保温板,夏天能阻挡热辐射,保证室内凉爽的适宜温度;冬天减少室内的热损失,有利于储备热量。

5、局部采用雨水收集系统,经过中水处理,用以灌溉绿化。

结语

我们希望这座建筑是谦和低调的,它应该就是大漠戈壁上的一座小沙丘;我们希望这座建筑是简朴的,只用空间语汇说话,去掉不必要的浮华雕饰;我们希望这座建筑是宜人的,它应该为游人提供舒适的服务和展映功能;我们希望这座建筑是生态的,它的自然采光通风、遮阳、隔热、地道降温等一系列适用节能技术会大大降低运营成本,减少对环境的影响;我们更希望这座建筑是有文化特色和艺术品位的,不需要过多的说明和解释,就能让人们从中解读出自然的美学和人文的精神,过目不忘。

—— 崔愷院士于2014年项目落成开幕式发言