商业建筑中庭空间单层网壳结构效果分析——以湖南长沙中海环宇城为例

赵 晔 （中南林业科技大学，湖南 长沙 410000）

1 商业建筑中的中庭

1.1 中庭的发展历史

建筑中的中庭主要是指由建筑围合或者半围合的内部空间，它不仅仅是一个建筑中空出的部分，同时也起着采光通风的作用。

追溯到西方历史，中庭雏形可见于罗马建筑，在罗马建筑的中心庭院或者半公共空间都类似于如今的中庭空间，后来在十九世纪初的欧洲，在中庭加上透明的玻璃盖，由此便将温室和中庭相结合，形成了一个可以用园林植物来装饰的封闭空间。而在中国的历史中，中庭多见于传统民居，无论是北方的北京四合院民居，还是南方的天井，都可以看到中庭空间的影子。

而商业建筑中的中庭设计来源，大多人认为是1967年波特曼提出的共享空间的思想，假如在一个空间中你从一个区域外看的时候能觉察到其它人的活动，它将给你一种精神上的自由的感觉，这正是中庭想要给人的直观感受。

1.2 商业建筑对中庭的要求

商业建筑中的中庭便相当于商业环境中非营业的开放空间，这种室内开放空间不仅可以解决交通疏散问题，还能为人们提供休息交往的空间，同时还能随时随地向人们发出商业的信息与动态，对于提高人们购物活动的效率和欲望，以及开发商业价值有重要意义。

商业建筑中的中庭有讲求文化品味、具有文化气氛、要有交通枢纽特性等要求，同时在热环境、光环境、声环境等方面也提出了要求。热环境方面可以通过空调系统控制冷风和风速，达到热舒适要求；光环境方面通过调节自然采光设施和人工照明设施，使光环境处于舒适、节能的状态；声环境方面可以通过控制音质和噪音来形成良好的声环境。

2 商业建筑中的单层网壳结构

网壳结构即为网状的壳体结构，或者说是曲面状的网架结构，其外形为壳，其形成网格状，是格构化的壳体，也是壳形的网架，它兼具杆系结构和壳体结构的性质，与平面网架不同，它的承载力特点为沿确定的曲面薄膜传力，属于杆系类空间结构，是不同于一般平面结构的多次超静定空间结构体系。

网壳结构图

由于网壳结构可以采用各种壳体结构的曲面形式，因而在外观上可以与薄壳结构一样有丰富的造型，网壳结构可以给设计人员以充分的设计自由和想象空间，于是现在多被运用于大型体育场馆、大型会议展览中心等，尤其在商业建筑的中庭应用居多。

2.1 单层网壳结构的发展历史

网壳结构由来已久，在古时的人们便能借用仿生学的原理，例如用树枝为骨架搭建的空间来创造良好的生活场所，成为了穹顶。随着社会的发展，建筑构建的工业化和电子科学技术的进步，都更加促进了网壳结构的应用和发展。

2.2 商业建筑的单层网壳结构实例——北京银河SOHO椭圆形玻璃采光顶

银河SOHO项目位于北京市东城区朝阳门，其中包括4栋建筑。该项目包括玻璃幕墙、铝板幕墙、玻璃采光顶等多种工程。其中采光顶面层和网壳支撑系统的设计都是以设计造型为主，系统为小单元隐框结构形式，面层玻璃为LOW-E中空夹胶钢化玻璃，主支撑体系便为单层网壳结构体系，其采光顶为空间结构体系，采用单层网壳体系，由6根钢梁通过独立钢柱连接而成。

3 商业建筑中的单层网壳结构实例分析——长沙中海环宇城中庭

3.1 项目概况

长沙环宇城位于天心区芙蓉南路与环保路交汇处，占地7.6万m2，建筑面积约13万m2，共有180多个商铺。长沙环宇城购物中心以儿童亲子业态为主，业态线涵盖儿童零售、儿童游乐、儿童职教体验、巨幕影院、精品超市、人气餐饮等，致力打造长沙儿童特色主题购物中心，也旨在为人们创造一个便捷易达而多元丰富的消费、休闲、娱乐空间，成为引领都市人群生活方式的综合购物中心。其特色是103m的星空天幕，被誉为亚洲最大的单层网壳穹顶，全景式玻璃穹顶，让顾客可以在购物的同时观赏到四季的变化，能和自然亲密地接触。

3.2 中庭空间

3.2.1 环宇城中间天幕中庭

中海环宇城最主要的中庭也是其商业空间中最具有特点的空间，地面蜿蜒行进的流线与颜色变幻的穹顶相得映彰，摆放的艺术品也作为点缀镶嵌其中，整体格局将商业与艺术有机融合。中庭的穹顶作为亚洲最大的星空天幕，同时也是亚洲最大的单层网壳穹顶，它整体跨度长达103.8m。

由图可看出其穹顶是由许多菱形的单体组成，因为在规范中屋顶透明部分的面积不应大于建筑屋顶总面积的20%，所以它采取了适宜的遮阳措施，玻璃顶和随机点缀的遮挡，让建筑的穹顶更富有变换，有光影效果。白天阳光可以透过天幕直接洒满整个中庭，晚上通过变幻的灯光也能给客户带来不同的体验。同时也合理组织自然通风，阻挡了阳光直射，提高了中庭空间光环境和热环境舒适度。减少的玻璃面积也为室内空间热环境提供了可能，冬季在这样空旷的空间中却并不觉得寒冷。中间的建筑单体，其顶上的斜撑支撑着整个顶，是固定刚接支座，在其形成的巨大空间下面可以看到零星布置的商位。

3.2.2 环宇城入口和扶梯中庭

环宇城中艺术元素融入商业空间不仅仅体现在天幕中庭，其入口中庭也是吸引人进入商场的一个手段。在犹如有点点繁星点缀的星空之下，运用的艺术灯具增加了视觉冲击力，灯具上的玻璃钢网壳，不仅用结构提升了中庭的通高，还引入了自然采光，提高了热环境舒适度。这样一个小面积的穹顶，也在一定程度上也减少了周围噪音的干扰，让顾客进入商场后宛若进入了另一个世界。

而扶梯上的中庭，是以一个类似烟囱状的造型出现，曲面上升，口径由大到小，其结构是一个肋环形球面网壳，节点为刚性节点。与它下方纵横交错的扶梯有机结合，造型奇特美观。当人乘坐中庭下面的扶梯时，抬头便可看到外面的风景，让顾客能在不同高度品味其空间韵律。

4 小结

文章主要针对商业建筑中庭空间进行了研究，同时针对单层网壳结构进行了进一步的分析。在探讨了单层网壳结构的历史并以北京银河SOHO椭圆形玻璃采光顶举例后，以实地调研的商业综合体——中海环宇城项目为研究对象，介绍了对单层网壳结构在其中不同中庭空间体验分析后，得出结构方面的理解，以及对其舒适度方面的研究结论。中海环宇城利用单层网壳结构为媒介，将艺术与商业空间相结合的方式为其它商业空间的设计提供了较好的指导作用，并且也让顾客在其中有了丰富的体验感。