總策劃·總設(shè)計師? 佐藤大

建筑設(shè)計及展覽內(nèi)裝設(shè)計（基本設(shè)計?實施設(shè)計）? 株式會社日建設(shè)計

項目地點? 日本大阪市夢洲

竣工時間? 2025年2月

建筑面積 約11,000平方米

本文文字由日建設(shè)計提供。

2025年日本世界博覽會（大阪·關(guān)西世博會）日本館以“生命與生命之間”為展覽理念，建筑采用雁行排列的CLT（正交膠合木）重復(fù)構(gòu)成無數(shù)個圓環(huán)，以建筑的形式表現(xiàn)“生命的接力”與“生命的循環(huán)”。

森林般的展館

樹木（或木材）是一種象征生命循環(huán)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的材料。其中，CLT是一種提高木材利用可能性的新工藝：將小徑木切割成薄片，再疊放膠合成實木板材。本次使用的部分CLT將在世博會結(jié)束后拆解歸還給借出方“一般社團(tuán)法人日本CLT協(xié)會”，并再次用于新的建筑。

因此，CLT非常適合用于體現(xiàn)“循環(huán)”理念的該建筑。展館設(shè)計在CLT板之間留有縫隙，使視線得以穿透，試圖以此在“外部與內(nèi)部”“展覽與建筑”之間建立連續(xù)的連接，同時讓人聯(lián)想到另一個不同于循環(huán)的“間隙（之間）”。

木材形成的堅固結(jié)構(gòu)

外貼CLT的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

展館采用最大約3×12米的CLT沿建筑圓周方向呈雁行布置，以方形板構(gòu)成圓形建筑。為了突出大規(guī)格（日本產(chǎn)CLT的制造極限）面材直接構(gòu)成的簡單結(jié)構(gòu)，建筑采用鋼框架骨架，并用2張CLT從內(nèi)外兩側(cè)夾住墻體骨架，以象征性地展示CLT。

考慮到CLT再利用的使用方式

展館所用CLT將在世博會結(jié)束后拆除、歸還并再次利用。因此，設(shè)計時盡可能減少加工，僅在局部進(jìn)行開槽、修邊和鉆孔，以便最大化保留CLT的完整性?？紤]到拆卸的便利性及拆卸后的再利用，CLT不使用任何粘著劑，僅通過干式連接與鋼結(jié)構(gòu)骨架緊密結(jié)合。通過使用結(jié)構(gòu)螺釘和單邊螺栓，即使在封閉部分，也能方便施工并輕松實現(xiàn)牢固連接。

在設(shè)計過程中，我們進(jìn)行了結(jié)構(gòu)性能試驗，以驗證連接部位的強(qiáng)度和剛度，同時還使用試樣對施工性及可拆卸性進(jìn)行了確認(rèn)。面板在內(nèi)墻側(cè)采用3層3板結(jié)構(gòu)，外墻側(cè)加設(shè)保護(hù)層，為3層4板結(jié)構(gòu)。保護(hù)層部分經(jīng)過開槽加工，以便于直接安裝玻璃，形成了突出CLT的簡潔外裝。整個建筑共使用約1600立方米的CLT。

圓環(huán)狀的建筑結(jié)構(gòu)

為了實現(xiàn)高度靈活的展覽空間，并展現(xiàn)CLT的象征意義，建筑主骨架采用鋼結(jié)構(gòu)架，CLT作為抗震構(gòu)件，以形成張弛有度的結(jié)構(gòu)。中小截面鋼構(gòu)件組成的框架單元以均等間距呈輻射狀排列，圓周方向上僅通過次梁連接各個框架，從而以簡潔結(jié)構(gòu)合理構(gòu)建出圓形平面。同時，CLT抗震墻布置在平面的外周、中間和內(nèi)周部分，形成均衡的抗震結(jié)構(gòu)。

各面CLT抗震墻呈雁行排列，且雁行方向在外周、中間和內(nèi)周的圓周上相互反向布置。這一設(shè)計解決了該建筑由于內(nèi)部展覽規(guī)劃導(dǎo)致的地面（水平結(jié)構(gòu)面）位置不連續(xù)的問題，同時合理確保了建筑在圓形平面各區(qū)域都具有適當(dāng)?shù)呐まD(zhuǎn)剛度。CLT抗震墻同時承擔(dān)展覽空間區(qū)域劃分、建筑物的內(nèi)外墻、抗震構(gòu)件這三大功能，實現(xiàn)了展覽、建筑外觀與結(jié)構(gòu)的一體化設(shè)計。

刻意呈現(xiàn)出簡潔的建筑細(xì)節(jié)

結(jié)構(gòu)CLT直接裝配玻璃幕墻

玻璃幕墻采用了兩項獨(dú)特工藝：

1）CLT在風(fēng)壓作用下的變形追隨方式：本項目中作為玻璃框的墻體單元的變形較為復(fù)雜，我們通過繪制精細(xì)的變形示意圖，驗證了玻璃在應(yīng)對這種復(fù)雜變形時是如何一邊滑動或搖動一邊追隨變形的，從而確認(rèn)了變形追隨的可能性。此外，由于CLT 作為木材的特性，不可避免地會發(fā)生翹曲和收縮等變形，我們還通過有限元法（FEM）分析確認(rèn)了CLT與玻璃接觸時玻璃的應(yīng)力集中情況。

2）玻璃未使用金屬框，直接裝配到墻體單元的CLT上：由于對密封材料與木材兼容性的經(jīng)驗有限，我們事先進(jìn)行了粘合力和抗污性能測試，以確認(rèn)其合理性。這種玻璃幕墻拓展了木材與玻璃組合的可能性，同時有助于減少構(gòu)件及降低成本，為臨時建筑理想的外裝材料提供了解決思路。

展覽與建筑的融合

傳統(tǒng)博覽會的展館通常與展覽內(nèi)容無關(guān)，被建造成所謂的“白色立方體”。本次項目的挑戰(zhàn)在于，如何通過一體化地推進(jìn)展覽規(guī)劃與建筑設(shè)計，使展覽與建筑融為一體。

根據(jù)展覽內(nèi)容的不同，我們從室內(nèi)外、光線明暗和室內(nèi)空氣總量大小等方面入手打造各種“展覽環(huán)境”：通過膜屋頂導(dǎo)入自然光，形成明亮開放的挑空空間；CLT在頂光的照射下，形成光線柔和的空間；低矮的天花板和昏暗的光線，形成使注意力集中于展覽的空間；帶有中央水景的象征性外部空間等。我們的目標(biāo)是建造一個讓參觀者能夠通過五種感官切身體驗展覽內(nèi)容的展館。

為了使展館與展覽融為一體，建筑設(shè)計負(fù)責(zé)人承擔(dān)了協(xié)調(diào)展覽規(guī)劃和統(tǒng)籌日本館項目的職責(zé)，整個施工圖設(shè)計過程中均使用BIM，并在建筑設(shè)計師、展覽設(shè)計師和施工現(xiàn)場人員等眾多相關(guān)人員間建立完善了可進(jìn)行視覺溝通的設(shè)計體制。

消化利用垃圾的展館

作為象征性展示生命循環(huán)的展覽的一環(huán)，建筑中安裝了生物氣體設(shè)備。通過回收世博會場產(chǎn)生的廚余垃圾，利用微生物發(fā)酵分解產(chǎn)生的生物氣體在展館區(qū)域內(nèi)發(fā)電。展覽空間提升到2層，1層則規(guī)劃為設(shè)備區(qū)。二者在斷面上明確分離，通過挑空空間展示運(yùn)轉(zhuǎn)中的機(jī)器設(shè)備作為展覽的一環(huán)，形成可立體觀展的展覽空間。

任何人都可以共享相同體驗的立體觀展空間

2層展廳周圍環(huán)繞著由地面平緩延伸上來的室外回廊，旨在打造一個健康和殘障人士都能通過相同路徑進(jìn)入并共享相同體驗的無障礙觀展空間。室外回廊不僅是可分別進(jìn)入3個獨(dú)立區(qū)域的入口空間，也可在緊急情況下作為殘障人士的安全疏散通道。我們還為此舉辦了殘障人士和專家共同參與的研討會，并將關(guān)于實際坡度、材料質(zhì)感、色彩和指引方法等細(xì)節(jié)的意見反映到了設(shè)計中。

自然力量打造出舒適的室外回廊

回廊上的藤架遮擋著直射陽光，透過一排排木板間的縫隙可隱約看到展廳內(nèi)外，檐廊在怡人海風(fēng)的吹拂下，松散地連接著內(nèi)外空間。在展覽樓層，各種高度的展覽空間像隆起的地形一般鋪陳開來，通過各種大小不一的挑空和坡道，形成了一個能夠從不同視角立體體驗展覽的空間構(gòu)成。

臨時建筑的時限性帶來的挑戰(zhàn)

本項目充分考慮到臨時建筑的使用期限，選擇在內(nèi)外兩側(cè)均暴露CLT，以實現(xiàn)獨(dú)特的建筑表達(dá)。設(shè)計時，考慮到結(jié)構(gòu)耐力節(jié)點及室外應(yīng)用條件，CLT主要采用3層3板（內(nèi)墻側(cè)）和3層4板（外墻側(cè)）的規(guī)格。

由于建筑位于填埋地，地基較為松軟，為降低建筑重量，展覽空間的地面采用了一種干式合成地板系統(tǒng)，通過螺釘將結(jié)構(gòu)用膠合板與波紋鋼板緊密結(jié)合。結(jié)構(gòu)用膠合板與波紋鋼板的一體化不僅提升了步行體驗，還能加快地板施工進(jìn)度。為了便于后期拆卸，波紋鋼板與鋼梁之間未采用焊接，而是使用自攻鉆孔螺釘進(jìn)行干式連接。同時，通過全尺寸試驗，我們也對步行舒適度及振動性能進(jìn)行了驗證。

另外，我們還根據(jù)設(shè)備設(shè)計對地板系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整。冷氣可在鋼板與膠合板之間的空隙內(nèi)循環(huán)，借此來實現(xiàn)空調(diào)效果。這種集成式地板系統(tǒng)主要用于展覽空間，約占施工地板面積的70%，從而大幅減少了混凝土的使用量。

可靈活應(yīng)對地面沉降的基礎(chǔ)方案

（基礎(chǔ)桁架＋土方平衡）

地塊位于填埋區(qū)，主要需應(yīng)對粘性土層的固結(jié)沉降。因此，我們采用了直接地基（土方平衡地基），從地表向下開挖約2.5米，以確保土壤重量和建筑重量的平衡。同時，為了應(yīng)對柱軸力不均勻時的局部沉降，我們采用剛度高且變形追隨性能好的鋼桁架基礎(chǔ)梁來分散柱軸力，從而拉平沉降差。

另外，地塊東西兩側(cè)因填埋時間不同而具有不同的特點，因此導(dǎo)致了兩側(cè)沉降差異過大的風(fēng)險。為了應(yīng)對施工過程中可能出現(xiàn)的不均勻沉降，我們在地基部分設(shè)置頂升空間，以便進(jìn)行標(biāo)高調(diào)整；并且，在測量沉降和設(shè)定頂升閾值的基礎(chǔ)上，我們在開展事前分析的同時，穩(wěn)步推進(jìn)工程。

展示“背面”的真實展館

本屆世博會的主題是“設(shè)計讓生命綻放光彩的未來社會”，其中包含了“萬事萬物的存在都需要相互聯(lián)系和相互支撐”的概念，而展館的建筑設(shè)計也將這一理念融入了進(jìn)來。

構(gòu)成建筑的鋼結(jié)構(gòu)骨架、CLT和玻璃都采用了相互支撐的設(shè)計。鋼骨架支撐著CLT，CLT則可抑制鋼骨架在水平力作用下的變形。CLT支撐著玻璃，玻璃則可抑制CLT因風(fēng)壓而產(chǎn)生的變形。我們的想法是盡可能減少表面元素，以這種相互支撐的結(jié)構(gòu)本身進(jìn)行設(shè)計。

與此同時，我們將通?？床坏降摹氨趁妗?，即支撐建筑運(yùn)轉(zhuǎn)的所有設(shè)備可視化。游客們將一邊感受這種平時意識不到的“支撐”，一邊在實際空間的真實關(guān)系中不知不覺地體驗?zāi)静南銡狻囟燃巴獠抗饩€變化等，并將其深深地鐫刻在記憶中。我們認(rèn)為，這種體驗不同于膚淺的虛擬世界，它成就的是一個符合本屆世博會主題的觀展空間。

完整項目信息

項目名稱：關(guān)西·大阪世博會 日本館

用途：展覽廳

所在地：日本大阪市夢洲

用地面積：約12,950平方米

建筑面積：約11,000平方米

層數(shù)：地上2層

檐口高度/最高高度：約13.2米

主體結(jié)構(gòu)：鋼結(jié)構(gòu)（CLT與鋼結(jié)構(gòu)的復(fù)合結(jié)構(gòu)）

CLT單元數(shù)（張數(shù)）：280組、560張（其中借用：熊本縣產(chǎn)）

室外回廊護(hù)墻板面板：233組、鹿兒島縣產(chǎn)杉木約170平方米

竣工年月：2025年2月

發(fā)包方：經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)?。ㄕ褂[·沼氣廠建設(shè)）、國土交通省近畿地方整備局（建筑主體工程）

設(shè)計：

總策劃·總設(shè)計師：佐藤大

建筑設(shè)計及展覽內(nèi)裝設(shè)計（基本設(shè)計?實施設(shè)計）：株式會社日建設(shè)計

施工：清水建設(shè)株式會社

照片來源：日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省

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