1.2 上海天文馆项目

1.2.1 项目背景

上海天文馆（上海科技馆分馆）位于浦东新区的临港新城（图 1-1），总建筑面积38 163.9m ² ，包括地上面积 25 762.1m ² 和地下室面积 12 401.8m ² 。基地内有两组建筑，主体建筑面积 35 253.2m ² ，魔力太阳塔、青少年观测基地、厨房（餐厅）和大众天文台四者的合计面积是 2 910.7m ² （图 1-2）。地面建筑不超过三层，其中主体建筑地面以上三层，地下一层，总高度 23.950m；青少年观测基地地上一层，总高 4.67m；厨房（餐厅）地上一层，总高度 6.65m；魔力太阳塔地上两层，总高度 22.50m；大众天文台地上三层，总高度 20.45m。

1.2.2 设计思路及建筑要求

上海天文馆肩负四重使命：提高公众的科学素养，普及天文知识，宣传科学理念，激励公众对探索宇宙和未知世界的兴趣。通过展品和建筑，上海天文馆将人与人以及人与广袤的宇宙联系起来；它宣传最新的科学知识，引导年轻人能对宇宙和人类所处位置有基本的了解；最重要的是，它应该孕育人文精神。

建筑设计策略提供了一个平台，借此让人们体验这些自然现象，将其作为一种隐喻，创造建筑的形式与体验，向人们展示这个建筑的学术使命。轨道运动和引力不仅影响着建筑的外观，还影响游客体验这栋建筑的方式：在这些流线系统内，穿过仿佛无重量的悬浮的球体天象厅，走过因太阳的运转而改变光线的时光通道。如同古代文明的结构，该建筑的设计不仅展现了天文学的现象，而且紧密地与它们的周期相连。设计把握了最基本的天文原则，即引力、天文的尺度和轨道力学，并以此为基础将多个基本天文概念融入其中（图 1-3）。

轨道的概念构成了这个建筑及其与场地的关系。场地的弧线源自多种“引力”的相互作用：城市总体规划、周边环境、访客的路径、室外展览和天文馆主建筑内的三个“天体”（图 1-4 和图 1-5）。轨道起始于临港新城的环形总体规划，侧向连接附近的环形路。场地弧形将天文馆及其三个“天体”锁定在较大的城市结构之中，不仅将此建筑立于绿色区域，还与市中心的滴水湖的几何形体相连。一个极具隐喻色彩的向内螺旋从城市中延续至场地区域，最终抵达天文馆建筑的中心，这些轨道的动态能量激发了整个建筑的活力。

从影响场地的弧线始发，一系列像轨道一样的螺旋带状物围绕着整个建筑，并在博物馆的顶部达到高潮。螺旋上升的带状表皮唤起一种动态之感，从地面升起，旋转入空中。受一个三体轨道的复杂路径影响，带状表皮与曲线轨迹完美结合，建筑内三个“天体”的引力对曲线轨迹产生影响：圆洞天窗、倒转穹顶和球体。每个主要元素作为一个天文仪器，跟踪太阳、月亮和星星，并提醒人们时间概念起源于遥远的天体。该建筑的外观、功能和流线进一步结合轨道运动，令参观者穿过展厅，体验三个中心天体。

圆孔天窗是入口体验的核心元素：尽管它位于博物馆展厅的悬挑体量上，但却属于公共区域的一部分。博物馆入口广场可作为节庆场地，“圆孔天窗”的核心位置极为瞩目。永久性展厅在倒转穹顶处达到顶峰，游客从室内前往体验这个空间的磅礴气势，仰望天空。三层高的中庭位于倒转穹顶的下面，所有展厅以它为中心环绕布置，因此它也是游客的必经通道。多层中庭内的螺旋坡道延伸至倒转穹顶的下方，既可用于从博物馆顶层下楼的通道，也可用于楼层之间的垂直交通。中庭位于博物馆中央。球体包括天文馆入口、预览和天象展，这是博物馆内一个重要的标志和游客的参照点，也是博物馆不可或缺的永久性标志。

建筑与地平线和天空的相对关系经过精心设计，无论白天黑夜，人们都可以从多个有利位置观赏天文馆极具雕塑感的形体，赋予市民强烈的自豪感和认同感。将轨道形式和建筑的三个天体元素相结合，创造出“宏伟”的环境，让游客在逐步探索的过程中，体验博物馆（图 1-6）。

球幕影院（球体）：球体包含剧院的半球形银幕，其外形不仅源自设计需要，还展示出最原始的天体轮廓（图 1-7）。球体悬浮于地面之上，由屋顶结构支撑，可以让游客从下面体验它的失重感。支撑球体的屋顶也可作为一个名副其实的地平线，提供了一个上升或下降的天体景观。球形外观作为展览的一个部分进一步得到生动展示，例如，可作为一个行星等级的展示（其大小相对于地球，如同滴水湖相对于太阳）。球体被游客视为一个永久的参照点（如太阳）。球体周围环绕的天窗让阳光直射进入，射到博物馆地面上的光的移动标志着时间的推移。当人们看到完整的光环形状的光时，就宣告着夏至正午时分的到来。

大悬挑圆洞天窗：“圆洞”悬挂在博物馆主入口上端，通过穿过它而到达入口广场和倒影池的太阳光环显示时间推移（图 1-8）。圆洞的倾斜角度与太阳在一年中的日照角相对应而设计，透过“圆洞”的日光在“圆洞”下面的广场上形成的光影，向人们指明一天和一年的光图。实际上，“圆洞”成为建筑上的一个日晷，它还能在整个农历的重要节假日期间表明月相。

倒转穹顶：通过改变地平线的角度，限制周边景观的干扰，无论白天和黑夜，人们在倒转穹顶上都可以不受干扰地观察天空（图 1-9）。倒转穹顶令游客关注天空，与室内的虚拟星空天象展相得益彰，游客在天文馆可尽情体验天空与宇宙之旅。作为一次印象深刻的空间体验，倒转穹顶是游客参观博物馆展览的巅峰体验。入口位于正北，切入倒转穹顶，每天午时，人们在穹顶下的中庭可清晰看到直射的日光透过入口通道的玻璃洒向室内。

上海天文馆日历：这个图形日历图表显示了由天文馆的三个“天体”在不同的时间增量中对时间的测量：一天、一季和一年（图 1-10）。它结合了现代日历和中国传统的时间记录，包括阴历和二十四节气，即基于地球相对于太阳的位置对历年进行等分。该建筑作为一个天文仪器，跟踪地球、月球和太阳在天空的运动路径。中国元宵节、中秋节、冬至、夏至等特殊节日以多种方式在建筑内外进行展示：特定的光影与地面的标记重合，宣告特殊时刻或日子的到来；月相的变化透过建筑反映在反射池中；特定的时间日光通过精心设计的光槽直射入建筑。设计的成果是该建筑通过三个建筑元素，反映时间的变化。由此创建的博物馆与所在位置、周边环境和母体文化传统紧密相连。