在水一方·三体未来学院 | 山水秀建 | 2025 | 中国上海

在水一方·三体未来学院 | 山水秀建 | 2025 | 中国上海

波的意象
中国古代诗词中常见“波”字。波的字源虽有形声（水和皮的古音）、形意（水和坡）、会意（王安石“水之皮”）等不同说法，但波所代表的水之起伏、以及波在自然界中奇妙的动态传导，则一直为文学家所赏识，并通过文学语言不断描绘其更普遍的内涵、更广阔的尺度、以及更抽象的传播意义。“滟滟随波千万里，何处春江无月明”（春江花月夜），张若虚诗中的波仿佛一种媒介，让月之光华传遍江河湖海；“水是眼波横，山是眉峰聚”（卜算子·送鲍浩然之浙东），王观词中的水波与山峰同享起伏之态，联通山水和眉眼，可以传情。

▽视频©苏圣亮

▽在水一方远景©苏圣亮

无论在文学还是科学里，波都是既普遍又神秘的。地球的日常环境中，只有少数可见的连续介质产生波动时才能被观察，比如水波，而身体尺度的体验就更难得，例如只有冲浪者才有机会进入海浪内部。建筑做为一种人造构筑物，由静力学结构形成固定空间，以满足人在平坦空间内活动和休憩的需求，自然很难对波这样的动态系统有所参照，只有类似滑板池这样的固定场所才能让人获得动态的起伏体验。山水秀近年的作品持续聚焦在“庭院聚落”、“家的延伸”、“自由细胞”三个方向，其中的“自由细胞”尝试通过技术和空间体验的融合，探索新的建筑形制。延绵的山水、传统建筑屋顶聚落、细胞的连续繁衍和信息传导都和波有着形态上的关联，我们也一直在思考，波的形态对未来的建筑能否有更多可以借鉴的意义？金海湖畔的“在水一方”给我们提供了一次难得的探索机遇。

▽在水一方南侧鸟瞰©刘国威

折拱之波
在上海五座新城的规划中，奉贤的金海湖是新城的核心景观。“在水一方”的基地近乎正方形，位于湖东的环形半岛上，东西两侧临水，是一座以科幻为主题的多功能文化地标。设计的走向源自选址和功能定位：建筑在景观空间上与环湖绿带取得协调的同时，也需要在内部体验和外部形象上建立自身的独特性。

▽金海湖整体鸟瞰©苏圣亮

▽在水一方鸟瞰©苏圣亮

上海多水少山，奉贤更是一片平川沃野，从地貌出发而别具一格是最自然也最有力量的设计方向，因此人造山丘很早就成为构思的一部分。由此出发，我们希望起伏的形态不仅成为外部形象，更能为内部空间提供独特的体验，给科幻主题带来更多突破性演绎的可能。地景、标志性、空间体验：在这三者的交汇处，我们构思出一种由波状单元构成的聚落，可以在三维空间里无限延展，然后从中提取一个局部用于这座建筑。经过多种尺度比选，最终确定的提取范围是大约80X80X20米，由三层波面构成三重上下叠加的起伏空间，通过三维九宫格定义波的振幅和相位，并给出波单元在上层大空间出现的频率：两个完整单元、四个1/2单元、以及两个1/4单元，形成了振幅约12米，跨度约54米，悬挑约27米的波状巨构。可以说，这是山水秀“自由细胞”系列中最大的细胞聚落了。

▽三层波面的生成©山水秀

▽在水一方东南侧鸟瞰©苏圣亮

在运用正弦曲线得到这个波结构的初步三维模型后，我们邀请结构顾问张准团队开展了结构可行性的研究，并期望波形能够和拱壳的传力原理耦合，推导出可行的结构形式。在讨论中，我们认识到标准的正弦波壳与拱壳相比有完全不同的传力模式，而传统结构意义上的受压拱壳要完成这样尺寸的跨度和悬挑，又需要超出我们预想的矢高和壳体厚度。于是，一种介于壳和波之间、既能受压又能受拉的空间结构形态成为双方共同探索的目标，结构师用简化的折面找到了重力和侧向力的主要传导路径，通过折面到壳面的拓扑变形巧妙地解决了重力、侧向力传导以及悬挑受力的挑战，将钢筋混凝土结构中的受压性能和预应力受拉性能运用到了极致。双方籍由不断的讨论和相互找形，最终一起得到了这个介于拱壳和折面之间的复合结构空间：下部的“绿丘”、中部的“穹洞”、以及上部的“波方”。

▽在水一方草图©祝晓峰

▽建筑西立面©苏圣亮

波壳空间
下部的绿丘是从地面隆起的8座混凝土壳，内含展厅、咖啡、餐厅、文创商店、设备用房等。周圈的六座绿丘和两个核心筒一起支撑着上部结构，传导下来的力在丘顶被拆分，其中重力主要由蘑菇柱承担，侧向力则沿丘壳传到地面和地下室顶板；在中间的两座绿丘则与从波方下垂的反壳亲吻在一起，叠合处形成的两个圆洞分别为自动扶梯和升降舞台提供上下贯通的空间。在绿丘的表面，挡土种植格维护住山坡上的种植土，并通过局部的人工照明为暗处的耐阴地被植物补光。在绿丘的内部，兼具排烟和通风功能的圆形天窗将自然光引入洞穴般的空间，增添了柔和神秘的气氛。

▽“绿丘”与“波方”的叠合处的草图©祝晓峰

▽支撑着“波方”的“绿丘”©苏圣亮

▽“绿丘”上的排烟窗©苏圣亮

各自隆起的绿丘是分散的，绿丘之间的空间处于上部“波方”的覆盖下，形成了中部连续的“穹洞”。在外围，架空的半户外场所为人群引入周边的风景，并让环湖步道在建筑下方穿过；在中央，落地玻璃幕墙围合出首层门厅，在绿丘环抱中成为建筑内部动线的枢纽和集散地，其中的两个核心筒上下贯穿了整座建筑，承担结构支撑、上下动线和设备通道的功能。穹洞内连续起伏的天花、以及绿丘之间如溪水般流淌的铺地淡化了室内外的差别，在地表形成了整体开放的公共空间。

▽穿越建筑底层的环湖绿道©苏圣亮

▽绿丘间流淌的铺地©苏圣亮

▽玻璃幕墙围合成的首层门厅©刘国威

架空在“绿丘”和“穹洞”之上的是巨大的“波方”。预应力混凝土浇筑的上壳和下壳构成了“波方”上下对称的界面。顺应波壳单元的起伏秩序，位于8个合拢点的两个核心筒和周圈的六片剪力墙负责支撑和悬挑，营造出约6400平方米、净空在4.5米和12.5米之间连续变化的波形流动场域，成为一座建筑内部的公园。9.1米标高的平面是这座室内公园的水平漫游路径，环绕着8个形态各异的下沉空间，它们按照提取出来的波单元形态分为整圆、1/2圆和1/4圆三种类型，各自与上空的穹窿对应。我们将空调系统布置在下壳和架空地板之间，并采用低区喷淋和高区水炮结合的方式，以更加清晰地呈现波空间的顶部结构。在两个完整波空间的穹顶，分别安置了单孔大天窗和5孔小天窗，在满足排烟通风的同时引入太阳的光辉。在波方的外圈，由外露桁架支撑的玻璃幕墙构成了面向城市的连续通透界面，并形成了一条起伏环绕的空中步道。

▽上下对称的混凝土壳体©苏圣亮

▽论坛活动中的下沉空间©风语筑

▽论坛活动中的下沉空间©刘国威

▽“波方”空间起伏的吊顶©刘国威

力流挑战
将正弦波的数学纯粹性拟合并转化为真实的力学承载，是本项目在设计和施工阶段面临的最大挑战。在这个三重波壳面上下叠加的复合空间结构里，力流的传递路径结合了垂直和斜向两种模式，而在建筑的呈现上，波壳形态所代表的斜向力流是我们表达的重心，核心筒与蘑菇柱的垂直传导则被有意消解：实际上，在纯粹波形的内部集结了高密度的结构体系。在施工现场，一整套多系统强耦合的复杂节点也需要精心的组织：环绕核心筒的空间曲线预应力筋、边缘收束的钢骨梁、剪力墙内的型钢骨架，以及密集的预埋机电管线。为了确保这些要素在有限的截面内“互不干涉”，设计方和施工方通过BIM模型的深化进行空间校核，实现了钢筋网对多源构件的精密包裹。

▽建筑外观©苏圣亮

复杂的空间定位与异形模板的精度控制是另一大技术壁垒。基于造价控制原因，项目没有采纳使用三维打印模板浇筑混凝土的施工方案。为了精确还原起伏的波状界面，采用了600mm×600mm（局部300mm×300mm）的高密度脚手架网格作为现浇模板支撑体系。针对模板找型圆钢管在受力状态下易发生空间位移的难题，施工方研发了一种定制的自适应限位构件（抓手），将找型钢管准确锁定在脚手架立杆的中心轴线上。这一工艺的创新，有效地抑制了混凝土浇筑过程中的模板形变，最终确保了波浪型空间曲面的高精度几何还原，也从施工节点设计这一微观角度，维护了这座建筑在受力逻辑上极高的整体性：在结构尚未闭合前，它如同蛋壳般脆弱，需依赖密集的脚手架支撑体系与局部临时支撑维持稳定，直到混凝土浇筑封顶预应力张拉完成，结构完成“合龙”，各构件瞬时各司其职——犹如插上电源，应力流在内部流转贯通，整个“蛋壳”由此获得结构刚度。当模板与支架卸下，素混凝土的真实肌理随起伏的曲面在光影中流动，建筑的生命力随之显现。

▽拆卸中的密集脚手架和逐渐呈现的形态©苏圣亮

▽起伏的曲面空间©苏圣亮

在建筑的东北角和西南角，27米的大尺度悬挑还带来了严苛的形变挑战。从屋面覆土加载初期的即时下沉到随后一年内趋于稳定的缓慢沉降，混凝土的徐变特性使建筑处于动态变化中。为确保裂缝宽度受控并满足幕墙顶部套管的位移限值，悬挑端部设置了两根仅承担竖向力的格构钢柱。为达成视觉统一，钢柱采用了幕墙龙骨的尺度与构图，使异质体系在外观上消隐为整体。监测数据显示，最终沉降量精确落于设计控制值内。

▽承担竖向力的角柱与幕墙©刘国威

除玻璃幕墙和草坡外，整座建筑在室内外均尽量呈现现浇混凝土结构的表面肌理，仅通过细节上的微差来表达不同空间的氛围。波方的外立面、周圈剪力墙、以及核心筒都采用了半透明的混凝土保护剂；上壳用深灰色保护涂料统一喷涂在壳底和设备管线表面，浮现出银白色铝管构成的流纹天花；在下壳底面，我们采用了一种需要多道工序完成的幻彩保护涂料，借用壳底连续曲面的反射，给偏暗的穹洞带来光影的变化。

▽银白色铝管吊顶©苏圣亮

▽光影变化的“穹洞”©苏圣亮

沉浸体验
空间的运营方案在多方磨合中三易其稿，最终达成各方共识。二层空间被划分为三大区块：东北是核心“暗区”，作为沉浸式展陈的“黑匣子”，以全封闭形态承载三体科幻主题的深度叙事；西侧的“亮区”面朝金海湖，开放给公共活动；暗区和亮区均由风语筑主理运营，南侧则作为弹性的空间储备，预留未来展览的可能。

▽三体未来学院主入口©苏圣亮

建筑的三层波壳构成了立体场域，给科幻主题的宏大叙事和多元场景提供了不断开合变化、深邃神秘的空间体验。这座“三体未来学院”的主入口位于东北角的悬挑壳面之下，从被“绿丘”包裹的玻璃幕墙来到首层大厅，能够感受到内外绿丘的相互延伸。进入铺满软沙的丘洞，或经由卵形的筒体，搭乘自动扶梯穿过一段黑暗的甬道——仿佛经过科幻小说里的“虫洞跃迁”，从现实世界进入另一重三体世界。在这里，行走即是漫游：远近不一的星球、悬空的“自然选择号“飞船、面壁计划、深空之战、末日登陆车、球幕影院等场景零散分布在穹顶之下，让参观者在这个连绵起伏的暗空间里自由探索。在钵状的水滴剧场内外，环形缝水平贯穿，给整个演出空间提供了一道无垠的视界。从暗区穿越一道门，又来到亮区的的世界：巨大的星体、科幻种子库、以及供阅读休闲和论坛使用的两个下沉空间接踵而至，它们由一条带状的开放漫游道串联起来，面对金海湖的粼粼波光，让人仿若置身降临异星的飞船内部，向外窥视地球的景色。

▽贯通的自动扶梯©苏圣亮

▽水滴剧场外围贯穿的水平缝©刘国威

▽水滴剧场外围贯穿的水平缝©苏圣亮

▽水滴剧场©苏圣亮

▽暗区游戏空间©刘国威

▽球幕影院©苏圣亮

▽阅读休闲下沉区©苏圣亮

在三重波壳之上，覆盖着随波起伏的草地和野花，成为屋顶的“波上草原”。为了兼顾结构减重和观景需要，我们设定了一条动线固定的8字形环状步道，局部放大可供停留和眺望。沿着步道行走，山丘草坡和四周的风景交替出现，给参观者带来了缓步攀登和景深不尽的身心体验，也使“在水一方”在重重起伏中化身为湖畔的一方绿色波浪。

▽“波上草原”©苏圣亮

▽屋顶的环状步道©苏圣亮

▽局部放大的观景台©苏圣亮

▽沿着步道漫游©苏圣亮

▽总平面图©山水秀

▽首层平面图©山水秀

▽二层平面图©山水秀

▽剖面图©山水秀

▽剖面图©山水秀

▽细部详图©山水秀

项目概况
项目名称：在水一方
项目地点：奉贤新城金海湖东岸
项目功能：科幻主题体验馆
建筑面积：29700平方米
建筑高度：19.8米
设计/建成：2020/2025
业主：上海奉贤新城建设发展有限公司
施工单位：上海建工集团股份有限公司
主持建筑师：祝晓峰
主持结构师：张准
建筑/室内设计：山水秀建筑事务所
项目经理：李启同
设计团队：张璇（项目建筑师）、宋奕璇、陈宣湘、苏凯强、孙嘉浓、朱小叶、耿瑀桐、胡思媛、沈紫微、张弛
实习生：胡成海、陈曦、徐友璐、孙弋涵、李
合作设计院：同济大学建筑设计研究院
建筑：黄建明、聂非、高云等；结构：张锦骁等；暖通：李伟江等；给排水：赵时光等；电气：徐超群等；照明：杨秀等
结构顾问：和作结构建筑研究所 蔡研明，潘俊
结构系统：叠置预应力混凝土壳+核心筒
景观设计：格吾景观设计工程（上海）有限公司
运营/室内策划：上海风语筑文化科技股份有限公司
主要材料：
墙面：钢筋及钢骨混凝土、中灰色和深灰色混凝土保护剂、夹胶中空超白玻璃（首层三玻一腔，二层四玻两腔）、深灰色T型钢幕墙框（首层）、浅青灰色桁架幕墙框（二层）、不锈钢及夹胶超白玻璃栏杆系统
地面：分色混凝土硬化地坪、分色花岗石块、分色PC砖（首层），分色PVC地坪（二层）
天花：幻彩保护涂料（首层）、深灰色保护涂料（二层）
摄影：苏圣亮，刘国威，风语筑
文：祝晓峰、张璇

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