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傅科擺的實驗原理 傅科擺原理

原理傅科

傅科擺原理(傅科擺的實驗原理)
孫湛
如何用建筑學空的語言表達天文概念？
不規則的造型如何通過現代建筑技術實現？
三大“天體”中隱藏著哪些奧秘？
……
2021年7月13日 ， 本報采訪人員孫湛走進世界上最大的天文館——上海天文館 ， 幫你一一解答這些疑問 。
上海天文館主樓由兩個相互重疊交錯的橢圓組成 。本文圖片除署名外 ， 均為該報采訪人員孫湛的圖片 。
上海天文館位于上海浦東新區臨港新城 。由華建集團上海建筑設計研究院聯合設計 ， 包括主展館、公眾觀測臺、神奇太陽塔、青少年觀測基地等建筑單元 。作為世界上最大的天文館 ， 上海天文館是“上海設計”在文化建筑領域的又一重大突破 。復雜的“三體”結構和BIM技術在全生命周期的應用 ， 使得上海天文館非常時尚和具有未來感 。
建筑中無處不在的天文現象
上海天文館已成為臨港新城的標志性建筑 ， 為自貿區這片沃土打造了一張耀眼的文化名片 。
上海天文館的設計出發點是用建筑語言表達天文概念 ， 通過軌跡、球體、曲線、懸掛等方式創造獨特的建筑形式和空房間 。 ， 讓人們可以繞著大樓走一圈 ， 到處體驗天象 。設計團隊通過與天文學密切相關的獨特創意、全新建筑文脈的表達、高完成度的全過程解讀 ， 向人們展示了這座建筑的學術使命和社會使命 。
設計所遵循的天文學原理的概念包含在總平面布局、游客流線、室外場地活動和主體建筑這三個“天體”中 。從臨港新城空鳥瞰上海天文館 ， 整個建筑群呈星形空分布在地球上 ， 既獨立又有機 ， 構成了這些建筑與場地和城市整體規劃的關系 。設計團隊巧妙地調整了天象儀球體與滴水湖的比例 ， 恰好映射了“太陽”與“地球”的關系 ， 意為天象始終存在于城市空 。這些軌道的動態能量也激發了整個建筑的活力 。
這座建筑本身就是一個“天文儀器”
從空可以俯瞰上海天文館的“圓形天窗”、“倒穹頂”和“懸穹頂” 。人民視覺地圖
上海天文館主樓由兩個重疊交錯的橢圓組成 。這種形狀極其不規則的建筑 ， 無論是設計還是施工 ， 都給結構工程師帶來了極大的挑戰 。從空俯瞰建筑 ， 有三個明顯的圓形部分 ， 即這個博物館最復雜的建筑結構 ， 即圓孔天窗、倒置穹頂和懸掛穹頂 。這種“三體”結構使建筑成為精密的“天文儀器” 。
上海天文館的結構設計有很多難點 。大懸臂跨度、復雜體系和特殊形狀都帶來了巨大的挑戰 。通過設計師的不懈努力 ， 最終達到震撼的建筑效果 。在這里 ， 建筑挑戰技術 ， 技術成就建筑 。
圓形天窗-日晷
【傅科擺的實驗原理 傅科擺原理】圓形天窗
一進博物館 ， 抬頭就是“三體”之一:圓孔天窗 。這是目前中國最大的挑檐之一 。倒置式穹頂采用網殼結構 ， 懸掛式穹頂采用BIM模擬 。
漂浮的“圓孔”見證了時間與空的互動 。圓孔的傾斜角度對應太陽的高度角 。穿過圓孔的陽光在下方的廣場形成一個光點 。隨著時間的推移 ， 光點在廣場和倒影池中移動 ， 讓游客感受到時間的光影變化 。實際上 ， 一個簡單的日晷是由圓孔天窗和特殊的地面鋪裝組成的 ， 實現了建筑本身作為天文觀測裝置的設計初衷 。
圓形天窗上海建筑設計研究院供圖
帶圓孔天窗的懸挑結構是主展廳的二層展廳 。40多米的懸臂距離 ， 60多米的跨度 ， 沒有柱子或其他支撐結構 ， 相當于4個標準籃球場 。
倒置圓頂
倒置圓頂
進入主樓 ， 首先映入眼簾的是中庭頂部的倒置穹頂——直徑約45米的鋁合金單層網殼結構 。陽光透過倒穹頂頂部的天窗照進中庭 ， 證明地球自轉的經典科學裝置?？聰[從倒穹頂底部垂下 ， 一個形似天體軌道的螺旋坡道在中庭繞著?？聰[盤旋向上 。
在上海天文館隨處可以體驗到天象 。
倒穹頂屋頂有一個觀星平臺 ， 可容納多人同時觀測 。設計團隊利用倒圓頂的高度差來消除外界影響 ， 創造了一個新的視界 ， 讓天文愛好者可以在不受周圍建筑干擾的情況下觀察到恒星的移動 。
關興平臺上海建筑設計研究院供圖

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