建筑奇观——精神建筑

奥雅纳团队突破传统的工作模式，在建筑师的统筹和协调下，与照明、剧场及声学顾问密切合作，完成了结构机电全过程设计，并为建造过程提供了技术支持，是一次”Total Design”设计理念的完整实践。该项目日前赢得WALLPAPER 2021年最佳公共建筑设计大奖以及香港工程师学会颁发的卓越结构嘉许奖。

外形壮观的山谷音乐厅，以可塑性强、耐久性优良的混凝土材料来拟态不规则的自然岩石，承载着建筑师的诸多理念：外观、声效及与自然环境的呼应都据此实现，整个创意和建筑是对音乐空间的重塑：遗世独立，静听风雨，远望长城，共同邀约一场大自然的交响乐。

建筑呈上大下小倒锥形，采用了清水混凝土结构，骨料中掺用了当地的砂石，以12米×14米最小“足迹”接触地面，最大限度减少对周围自然环境的影响。

由于结构的几何复杂性，奥雅纳的结构工程师在早期设计阶段就采用了先进的数字化设计技术，根据建筑师提供的犀牛模型，我们创建了结构参数模型，进行拓扑优化以找到简洁、有效的结构布置，直到计算出完整 3D 设计环境中的所有结构细节。同时，通过结构参数化优化手法，在保证建筑外观表达的前提下，对状如沉积岩的起伏表面进行了调整，以降低结构的应力，减少模板的种类。

半露天剧场和室外舞台为声学设计带来巨大挑战，建筑内壳的形状是建筑师根据声学原理设计，阶梯式结构表面作为声学散射板反射声音。在设计过程中，建筑师、声学顾问和结构工程师共同合作，对几何形状进行了多次调整。通过在屋顶和墙壁上巧妙设置开洞位置，以及调整台阶和混凝土内壳层叠转折的形状，在无需附加装饰和声学材料的情况下，控制混响效果。开口与天空和周围景观浑然天成，营造了一种特殊的自然氛围：光与雨、虫鸣与鸟语，轻盈地洒满整个音乐厅，呈现出清水混凝土的原始诗意。

对自然的尊重不仅体现在项目与其环境的独特关系中，还体现在其在可持续性方面的努力。该项目的另一个目的是采用被动设计策略来适应当地气候。项目所在地的山地环境，可能出现极端的自然和环境条件，这对建筑的热舒适和被动可持续性提出颇高的要求。

机电工程师因此进行了计算流体动力学 (CFD) 分析，以优化自然通风性能，并提议创建交叉通风开口。温度场分析证实，在夏季没有空调的情况下，音乐厅的温度不会太高。结构顶部的开洞，带来阳光的同时亦会带来雨水。建筑师结合建筑构造，设计了精密的排水方案。机电工程师根据业主提供的山地水文气象条件，对排水系统进行了计算分析。

在建筑师的统筹下，设计和协调工作是在统一的数字模型中进行。建筑师的 3D 扫描手工模型导入Grasshopper 和 Rhino 3D软件平台后，建筑、结构、机电、声学和照明工程师的设计信息亦以数字输入，最终从数字模型生成了 2D 施工图纸。这一高效的协调工作流程显著减少了设计阶段所需的资源和成本，得以确保在现场施工之前，完成所有机电系统路由和结构详图的设计。

项目正式施工前，选取了建筑具有代表性的区域进行了实体样板试验，一方面为观察建筑最终建成效果，另一方面是对项目的施工难度进行研究、项目施工工法进行审核完善，预判后续施工过程中可能会发生的质量安全隐患。

为了达到建筑师希望的深色混凝土效果，作为施工前测试的一部分，施工单位和设计团队选择了当地的岩石骨料以及多种外加剂进行多轮混凝土配合比试验，最终找到了合适的配合比和外加剂掺量，实现了预想的建筑效果。

结构工程师向施工单位提供了所有模板面板及钢筋节点的坐标，同时，参数化生成了全部11,350根钢筋，构成内外壳体的钢筋骨架，并提供了钢筋展开二维放样图，用于钢筋的现场加工、捆扎和安装，提高模板测量的准确性。我们也运用了 3D 打印模型，以研究各种可行的施工方法及其影响。

山谷音乐厅使用当地材料及砂石骨料，采用被动设计，没有任何装饰材料，其设计旨在最大限度地减少对周围环境的影响。用于浇筑混凝土的木材模板也由当地家具工厂回收利用，彰显了设计团队对自然与地球的关注，也充分符合国家双碳目标和联合国可持续发展目标的要求。

巨石洞穴别具一格的建筑风格，营造出静谧氛围，将自然山谷景色和艺术氛围完美融合，打造成社区之舞台、精神之筑所。山谷音乐厅旨在吸引游客以及居民，促进当地经济发展。北京向北，一座山谷音乐厅，坐拥山谷，远望长城，静待聆听。