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傅科摆的实验原理 傅科摆原理

原理傅科

傅科摆原理(傅科摆的实验原理)
孙湛
如何用建筑学空的语言表达天文概念？
不规则的造型如何通过现代建筑技术实现？
三大“天体”中隐藏着哪些奥秘？
……
2021年7月13日 ， 本报采访人员孙湛走进世界上最大的天文馆——上海天文馆 ， 帮你一一解答这些疑问 。
上海天文馆主楼由两个相互重叠交错的椭圆组成 。本文图片除署名外 ， 均为该报采访人员孙湛的图片 。
上海天文馆位于上海浦东新区临港新城 。由华建集团上海建筑设计研究院联合设计 ， 包括主展馆、公众观测台、神奇太阳塔、青少年观测基地等建筑单元 。作为世界上最大的天文馆 ， 上海天文馆是“上海设计”在文化建筑领域的又一重大突破 。复杂的“三体”结构和BIM技术在全生命周期的应用 ， 使得上海天文馆非常时尚和具有未来感 。
建筑中无处不在的天文现象
上海天文馆已成为临港新城的标志性建筑 ， 为自贸区这片沃土打造了一张耀眼的文化名片 。
上海天文馆的设计出发点是用建筑语言表达天文概念 ， 通过轨迹、球体、曲线、悬挂等方式创造独特的建筑形式和空房间 。 ， 让人们可以绕着大楼走一圈 ， 到处体验天象 。设计团队通过与天文学密切相关的独特创意、全新建筑文脉的表达、高完成度的全过程解读 ， 向人们展示了这座建筑的学术使命和社会使命 。
设计所遵循的天文学原理的概念包含在总平面布局、游客流线、室外场地活动和主体建筑这三个“天体”中 。从临港新城空鸟瞰上海天文馆 ， 整个建筑群呈星形空分布在地球上 ， 既独立又有机 ， 构成了这些建筑与场地和城市整体规划的关系 。设计团队巧妙地调整了天象仪球体与滴水湖的比例 ， 恰好映射了“太阳”与“地球”的关系 ， 意为天象始终存在于城市空 。这些轨道的动态能量也激发了整个建筑的活力 。
这座建筑本身就是一个“天文仪器”
从空可以俯瞰上海天文馆的“圆形天窗”、“倒穹顶”和“悬穹顶” 。人民视觉地图
上海天文馆主楼由两个重叠交错的椭圆组成 。这种形状极其不规则的建筑 ， 无论是设计还是施工 ， 都给结构工程师带来了极大的挑战 。从空俯瞰建筑 ， 有三个明显的圆形部分 ， 即这个博物馆最复杂的建筑结构 ， 即圆孔天窗、倒置穹顶和悬挂穹顶 。这种“三体”结构使建筑成为精密的“天文仪器” 。
上海天文馆的结构设计有很多难点 。大悬臂跨度、复杂体系和特殊形状都带来了巨大的挑战 。通过设计师的不懈努力 ， 最终达到震撼的建筑效果 。在这里 ， 建筑挑战技术 ， 技术成就建筑 。
圆形天窗-日晷
【傅科摆的实验原理 傅科摆原理】圆形天窗
一进博物馆 ， 抬头就是“三体”之一:圆孔天窗 。这是目前中国最大的挑檐之一 。倒置式穹顶采用网壳结构 ， 悬挂式穹顶采用BIM模拟 。
漂浮的“圆孔”见证了时间与空的互动 。圆孔的倾斜角度对应太阳的高度角 。穿过圆孔的阳光在下方的广场形成一个光点 。随着时间的推移 ， 光点在广场和倒影池中移动 ， 让游客感受到时间的光影变化 。实际上 ， 一个简单的日晷是由圆孔天窗和特殊的地面铺装组成的 ， 实现了建筑本身作为天文观测装置的设计初衷 。
圆形天窗上海建筑设计研究院供图
带圆孔天窗的悬挑结构是主展厅的二层展厅 。40多米的悬臂距离 ， 60多米的跨度 ， 没有柱子或其他支撑结构 ， 相当于4个标准篮球场 。
倒置圆顶
倒置圆顶
进入主楼 ， 首先映入眼帘的是中庭顶部的倒置穹顶——直径约45米的铝合金单层网壳结构 。阳光透过倒穹顶顶部的天窗照进中庭 ， 证明地球自转的经典科学装置福柯摆从倒穹顶底部垂下 ， 一个形似天体轨道的螺旋坡道在中庭绕着福柯摆盘旋向上 。
在上海天文馆随处可以体验到天象 。
倒穹顶屋顶有一个观星平台 ， 可容纳多人同时观测 。设计团队利用倒圆顶的高度差来消除外界影响 ， 创造了一个新的视界 ， 让天文爱好者可以在不受周围建筑干扰的情况下观察到恒星的移动 。
关兴平台上海建筑设计研究院供图

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