高福聚 刘锡良
     2014青岛世界园艺博览会建设从规划设计、总体布局、设计理念到主要场馆的个性化设计，总体分析了园区主要建筑的建筑结构特点、地区建设的难题与技术关键，用低碳环保的绿色理念，科技创新手段体现了钢结构和玻璃幕墙的优势和强大生命力，场馆建筑仿生造型得到充分体现。
     世界园艺博览会是由国际园艺生产者协会批准举办的专业性国际博览会，被称为园艺文化和园林科学的“奥林匹克”。2014年青岛世界园艺博览会植物馆项目位于李沧区天水路以北，滨海大道以西的百果山森林公园。青岛世园会选址在李沧区百果山森林公园，定于2014年4月25日至10月25日举行，会期184天。建筑用地面积24478平方米，总建筑面积19439平方米整体为地上1层、地下一层，建筑总高度35米。主体采用空间钢结构体系，表面为玻璃幕墙框架，面板采用超白钢化夹胶玻璃，建筑内分为4区，海洋区1200平方米，竹艺区2100平方米，温带区1700平方米，暖温带区4100平方米。青岛世园会园区分为主题区(1640000平方米)、体验区(770000平方米)两部分。其中，主题区体现园区规划创意主题及主要展览展示内容；体验区主要是疏解人流、补充功能、突出地方特色、增加招商招展能力、为后世园发展预留空间。
     该园总体规划创意为“天女散花、天水地池、七彩飘带、四季永驻”，源于浪漫的中国古典神话故事“七仙女下凡”。园区基本空间结构为“两轴十二园”。“两轴”为南北向的“鲜花大道轴”和东西向的“林荫大道轴”，“十二园”包括主题区的中华园、花艺园、草纲园、童梦园、科学园、绿业园、国际园七个园和体验区的茶香园、农艺园、花卉园、百花园、山地园五个园，每个园都有寓意不同、相互补充的主题。园区规划建设主题馆、植物馆、园艺文化中心等七个重要建筑，总建筑面积约106000平方米。其中，主题馆形象取自青岛市花——月季，主要功能包括主题演绎、花卉竞赛、游客服务；植物馆形象取自叶片，设有温带植物、海洋植物和竹藤三个展区。
    园区主要建筑群
     主题馆——位于主题区飞花区南部，东邻童梦园，西邻科学园，建筑形象取自青岛市花——月季，总建筑面积约为28000平方米，作为世园会标志性主体建筑，包括主博览馆，表演厅，会议中心和媒体中心。主要功能包括主题演绎、花艺竞赛、综合服务，是展示青岛世园会“让生活走进自然”的主题和突显大型事件的展览场所。
     为响应世园会“低碳环保”的绿色理念，主题馆在设计和施工过程中采用了一些新的工程技术，包括燃气三联供、光导照明、雨水利用系统等，充分体现了低碳环保的理念。场馆的供水管线中加上了中水处理设施，废水无害化处理后虽然达不到饮用水标准，但可以用来冲洗、浇灌。虽然场馆外观看是乳白色幕墙，但内部的砖却是灰色的炉渣砖。在照明方面，主题馆30%的照明依靠太阳。由于主题馆内空间大，白天也需要一部分照明，工程采用了“光导照明”，采用特制的光导纤维，把外部的阳光“引入”室内，“引进来并不需要太阳能的储存和转化，也不需要灯泡，而是直接将太阳光拿到室内来用，这种照明占总量的30%。此举将大幅度降低场馆的照明耗电量。”“燃气三联供”是指对燃气进行充分利用。目前利用燃气发电，仅仅利用了燃气约40%的能量，通过对尾气等部分充分利用后，燃气的利用率将达到90%以上。
     主题馆为地下混凝土、地上钢结构的建筑结构类型，立面形式为双层幕墙加铝板。主题馆工程工期紧、任务重，过程中遇到较多施工难点，如复杂地基处理、劲型柱与钢筋混凝土梁节点处理等。此外，由于结构造型为双曲面，定位放线操作难度极大，对工期也有较大影响。
     天水地池服务区——位于园区中心位置，主题为“凝聚编织梦想”，为整个世园会核心园区之一，承接南北东西。天水地池之间设置了主题景观广场，连接天水地池。该广场是园区内公共开放空间最重要的组成部分，也是世园会重要的公共活动中心和世园会文化展示区。该工程为框架结构，外墙采用高强度岩棉板，玻璃幕墙采用成熟的铝合金明框与隐框结合的幕墙系统，横竖龙骨全部采用铝合金隐框结构，横向与竖向明框采用形成插件改变其整体结构截面来实现明框效果，玻璃采用中空钢化夹胶玻璃。
     植物馆区——位于世园会花艺园北部天水路以北，北邻草纲园，建筑形象取自叶片，构思源于种子和植物生长，占地面积24400平方米，总建筑面积22749平方米。其中，地上建筑面积13522平方米，地下建筑面积9227平方米，是亚洲最大的钢结构植物馆之一，工程总造价为2.93亿元。其主要功能包括海洋植物展区、竹藤植物展区、温带植物展区。植物馆地上地下高度≥40米，建筑结构为地上一层钢结构、地下一层混凝土结构。地下部分为办公管理区域，地上部分分为A馆——暖温带植物展区、B馆——竹艺展区、C馆——温带植物展区、D馆——海洋展区。海洋展区建成后，将是世界唯一一座把海洋展区建在山区的建筑物。整个工程采用虹吸雨水回收利用、超白钢化玻璃拼接等多项技术。植物馆工程地上分A、B、C、D四个单体结构，各单体形态、体量、高度差异较大；单体之间设弱连接，四个单体结构形式相同，均为彩钢结构空间网格结构，主要受力构件为拱形三角管桁架，桁架之间彩单层网壳结构连接，形成一个稳定的空间受力结构。植物馆工程的一大亮点——玻璃幕墙，玻璃幕墙彩双层夹胶超白钢化玻璃，可见光透过率高，通透性好，节能环保；中间的空气夹层使其保温效果良好，与外界温差再大也不会形成水雾。玻璃幕墙还特别设计了一部分自动开启扇，当室内温度、湿度、空气流通程需要调节时，部分玻璃幕墙会自动开启翻转，与外界交换空气，使植物一直生长在最理想的温湿状态。
     鲜花大道区——位于贯穿2014青岛世园会展区的中轴，总占地面积为212900平方米，由以世园大道分割的南北两个地块组成，北区面积约为158570平方米。鲜花大道区的高架人行步道将成为连接园区2号口与鲜花大道区的重要交通枢纽，方便游客入园，并与园区的水系、花卉、桥梁融为一体，共同组成世园会的游览通道体系。1号至9号人行步道596米，由194根钢柱、1400多根钢梁、3万多颗高强螺栓组成一幅神奇的画卷。钢柱顶天立地，钢梁飞架八方，错落有致，蔚为壮观。将来游客可在凌空步道上漫步花海，俯瞰美景。该工程为单层钢框架工程，建筑总面积11173.1平方米，最高处距地面11.14米。鲜花大道区人行步道工程地基与基础采用机械成孔混凝土灌注桩及现浇钢筋混凝土桩帽承台，主体钢结构采用钢框架形式。
     园艺文化中心——位于世园会中华园中心区域，建筑用地面积约10000平方米，内有缓坡，地貌多变复杂。园艺文化中心建筑面积约7130平方米，整个建筑形体依地形而建，蜇伏在周围的地形起伏之间，以星云的气韵为势，浑然天成，灵动而不失庄严，厚重而不失飘逸。从地上形体角度将建筑物分为圆形跟月牙形两部分。这两部分各有两层，两部分通过地下部分相连。主体彩钢框架结构形式，幕墙系统形式有圆锥面隐框玻璃幕墙、月牙形隐框玻璃幕墙、双曲面装饰格栅表皮、圆形采光顶、月牙形采光顶、石材系统。
     梦幻科技馆——作为整个主题区的重要建筑物之一，也是科学园的综合服务中心，采用当代国内外盛外的参数化设计，其建筑造型更国体现科技创新，视觉效果与“科技梦幻”主题相呼应。
    世园会建筑特点与技术难题
     世园会场馆的建筑特点。2014年青岛世园会建筑特点完全遵从了其主题思想——“让生活走进自然”。所有场馆的造型都来自于自然。如主题馆的造型像月季花(青岛市花)；植物馆像树叶，源自于种子和植物生长；天水和地池是利用山坡上自然形成的两个水塘略加修饰，中间是主题景观广场，道路和花卉区组成了散花天女的彩带；园艺中心的平面是太阳和月亮的组合。总的来说，青岛世园会会馆的造型设计，总体上可以概括为三个字——“新、奇、特”。
     新：所有场馆造型新颖，与原始生态地貌融洽自然；而且世界园艺博览会上要展出来自世界的特别植物，对气候条件要求很高，所以在场馆室内气候模拟技术方面使用了玻璃与钢结构相结合，满足场馆造型、自然采光与室内保温、保湿的要求。奇：为了满足世界各地的园艺文化，各场馆建筑造型各有特色。建筑造型的千变万化，造成了主要骨架构件的千奇百怪，构件形状、尺寸单一，没有批量的标准件。特：大部分场馆的选址和设计结合原始地势，很多构造空间一部分在地下，一部分在地上，与自然紧密融为一体，是本次场馆布局和设计的一大特色。但造型奇特，也带来了构件和连接节点形式多样化和单一性。
     技术难题。节点形式复杂，没有标准件。为了满足各个场馆奇特的建筑造型，梁柱以及其他构件的节点很少有常规横平竖直的连接，绝大多数节点的样式千奇百怪，更谈不上有无标准件的问题。节点单一性强，导致材料的利用率低。其实有多情形下的造型曲面是可展的。完全可以按照展开曲面划分网络，使得构件和节点标准化。
     构件和节点制作安装困难，现场拼接安装困难。有些场馆为适应造型，立柱和横染加工均需三维放样后才能加工。因为立柱和横梁大部分都是倾斜的，梁柱连接节点加工时甚至横梁连接孔左右两边需高低错位。横梁与立柱连接的角码每个都需根据连接角度单独加工。横梁端面切割需根据与立柱的连接角度进行加工，甚至需加工成双面角。由于网格划分不规则，幕墙的玻璃面板大部分是异形的，没有共同的形状和尺寸，材料利用率低。顶部收口铝板均是异形的，加工困难，材料利用率也极低。
     建筑施工进度控制难度大。园区工程场地大，需建馆区多，专业施工单位多，互不统属，工期要求紧张。同一场馆工地可能有两三个不同专业、隶属的施工单位共同施工，各个单位之间的业务联络、和相互配合难度大，施工进度的控制难度大。由于场地、道路、水源、电源等的利用，经常有矛盾和磨擦，因此也耗费了管理人员很多的精力和时间，甚至窝工。
     质量控制困难。由于场馆造型奇特，道路和场地高低起伏，施工误差控制没有严格的定量标准，在施工过程中以及竣工后的最终误差难以控制，施工质量难以保证。最为突出的问题表现为以下三个方面：其一，施工放线难。立柱连接角码、幕墙立柱、幕墙面板的安装均需按放线的坐标点定位，放线工作贯穿了整个施工安装过程。幕墙安装施工中最难和最先干的就是放线，找到幕墙各组件的安装点，才能把各幕墙部件安装到位。其二，安装到位难。园艺中心幕墙的立柱都需向圆心布置，为了满足奇特的建筑造型，往往一个场馆就有几个就位圆心。相应立柱的竖向中心线延长后需汇交到一点，立柱安装时就需按照放样线和坐标点安装，安装完成后的立柱向两个方向倾斜，这就造成与立柱相对应的立柱角码也需向两个方向倾斜安装。这给立柱的就位安装以及后续的幕墙龙骨系统安装定位带来了很大难度。其三，幕墙收口困难。奇特的建筑造型导致了幕墙形状的复杂，最终导致幕墙与主体结构的收口关系复杂多样，尤其是室内收口更加困难。
     通过广大工程技术人员的密切配合和艰苦努力，2014年青岛世界园艺博览会各场馆、展区正在如期建设，所遇到的问题也逐步得到解决，体现了钢结构和玻璃幕墙的强大生命力。现今，玻璃幕墙和钢结构的使用越来越普及，从小型低层住宅到大型高层公共建筑、地标性建筑的都有着它们的身影。其透亮的外观、开阔的视野能更好地诠释建筑师的设计理念，更能适应多数人对空间的要求。随着科技的日益更新与进步，钢结构和玻璃幕墙必将在土木建筑工程和更多的领域发挥越来越重要的作用。