万科东莞热带雨林馆位于东莞松山湖科技产业园万科建筑研究中心内，基地内的建筑如万科零碳中心、PC构件实验室、住宅设备检测塔都是万科具有开创性的实验性建筑。

本项目作为万科植物景观地产前期探索的一个试点项目，带有很强的实验性，在项目团队的选择上，既要求设计概念别出心裁，又要求技术细节尽善尽美。经业主综合考察，最终由英国JMP和奥意建筑共同组成的设计团队成功入选。

项目用地呈三角形，总用地面积为8114平方米，总建筑面积3213平方米，建筑高度23米，建成后主要用于热带植物的种植和栽培，建筑包括地下一层（设备房）、地上一层（植物园）。

设计理念：

设计以一个椭圆形的壳体作为设计的起点，结合地形对形状进行了调整，中间的凹口不仅退让了主入口空间，也使得原本单调的立面富于变化。

网壳以一种自然的态度和地面相接顺延到地面，地面与建筑的边界被弱化，削弱了建筑的巨大体量对场地的压迫感，地面的向上延伸也把巨大的壳体拉回到了地面，弱化了巨大尺度给人带来的疏远感。

整个壳体以横竖相交的钢网架进行自然分割，形成了井字架和ETFE膜填充的立面机理；设计从建筑形体到景观都以自然的曲线为基本元素，试图去营造一个自然又具有动感的雨林馆。

工程特点与难点：

1. 异形结构

本项目为单层网壳结构，其中上半部分为大跨度三维双曲面单层钢结构网壳体结构，总体尺寸84.68mX44.4mX20m，造型复杂；下半部分采用了沿项目外轮廓的环形钢筋砼结构以抵抗不均匀沉降及上半部分钢架环梁传递的支座推力，各结构构件随着结构标高的变化而变化。建筑内部功能要求极高，水、暖、电、景观等多专业在建筑中的应用均有特殊要求，结构专业需要协调考虑各方条件。

【剖面】

2. 场地地势起伏变化大，结构、机电设计须严密融入复杂场地及建筑条件，极富挑战。

为体现自然环境，更符合热带雨林的自然景观，园区内外布置了山体、水体以及各种植被，丰富了立体景观的同时也导致园区内部地形起伏变化大。园区内、外机电管线大部分埋设于地下，需根据地势的起伏变化进行布置，除此之外还要考虑场地地基土质较差、地下结构承重、土壤沉降等问题。地下可用空间狭小，机电各专业间配合协调困难。

【土建BIM模型】

3. 顶部ETFE膜结构，性能模拟分析

设计创造性地采用ETFE膜作为项目屋面的主要材料，解决了传统的异形屋面必须被优化成三角面以解决接缝问题的困境，同时柔软的薄膜充气形成的曲面能很好地切合主体的异形曲面结构。由于项目内部主要为热带雨林植被，要求常年温度保持在5~35℃之间，东莞当地夏季高温高湿，冬季特殊时段天气温度也达不到设计要求，这就要求设计夏季ETEF膜能尽量开启，室内自然通风以至温度不至于过高，冬季ETFE膜能完全关闭形成温度效应保证室内有合适的温度。可问题在于，窗开多大？开在哪里？什么样的开启形式？

1）开多大？开启比例研究

测试参数：根据参考样本及东莞夏热冬暖气候特点，取围护结构ETFE双层膜结构，传热系数2.94，遮阳系数0.9。 室外设计参数取临近地区全年8760小时逐时气候数据，采用网络节点发进行室内热环境，以及夏季与过渡季自然通风效果性能化分析。测试通风开口面积占总围护结构面积比例包括5%、8%、10%、20%、30%。 

【通风开口面积变化对自然通风与室内热环境的影响】

初步结论：增大通风开口面积可以有效地改善温室内的降温与通风效果，开口达到20%以上后，这种改善效果与20%相比增加的并不明显，因此建议通风开口面积在20%左右为宜，相比整体而言顶部通风口可以适当加大，有利于加强顶部排风。

2）入口、出口在哪？开启位置研究

测试参数：根据以上风向和风频，重点分析了夏季与过渡季南向、东向、东北偏东向下的建筑表面压力。 

【不同季节下表面风压对比】

初步结论：温室屋顶蓝色区域为适合的排风开口位置，建筑中低部一周适合均匀开窗，但南向、东北向与东向可适当加大开口进风。

3）上悬？平开还是？开启方式研究

测试参数：以风力阻力与风向适应性两个角度来综合衡量以下三种形式的通风开口形式。

【不同开口形式对通风效果的影响】

初步结论：基于以下分析结果，在结构体系与建筑外观允许的条件下，建议顶部采用抬升开口排风，底部与中部采用上悬形开口进风。而上悬方形开口与三角形开口在通风效果方面没有明显区别。

夏季室内过热，一方面要尽量开窗，通过自然通风带走室内热量，更重要的是要通过外遮阳，阻止太阳辐射进入室内，项目通过ECOTECT遮阳模拟，在不同的遮阳率以及不同位置的遮阳设计下，计算建筑表面太阳累计日照强度，探讨遮阳是否可减少太阳辐射对植被的灼伤及其它相关影响。

测试参数：综合遮阳系数0.9、0.5、0.4，20%通风开口面积的自然通风工况

【不同遮阳程度对室内度的影响】

初步结论：整体而言，在自然通风很好的情况下，背景遮阳对室内最高温度没有明显的影响，也就是说多出来的太阳得热可以被自然通风带走，室内最高温度接近室外空气·温度。遮阳系数的设定更应该根据太阳辐射对植物表面的热灼伤角度来考虑。取西双版纳作为热带雨林气候的代表，植物热灼伤应发生在直射太阳辐射最强的时候，东莞与西双版纳相比全年最强太阳辐射（6月、7月、8月）平均大1.5倍，说明如果模拟西双版纳的天气，本项目温室的背景遮阳系数应该在0.6~0.7之间，前提是自然通风很好。

综合而言，通过对于遮阳、通风方面的性能模拟，为项目提供了重要的的设计依据，正是有了这些宝贵的数据，才让设计有了支撑。

BIM应用：

基于本项目的工程特点与难点，为让项目顺利实施，设计团队2013年从一开始就全面利用“BIM“技术进行全过程、全专业设计，并将模型顺利传导到施工总包、业主。在项目伊始，奥意建筑项目团队与业主、施工总包一起制定了BIM统一技术标准及建模精度标准。标准有效地规范BIM模型的内容、深度、建模方法，明确了项目技术要求、成果标准，便于项目的整体管控。另外本项目参与配合的单位也比较多，奥意建筑作为初设及施工图阶段的主导方，有效利用BIM新技术协助业主统筹项目的顺利推进。

【网架BIM模型】

【通风管末端BIM断面1】

【通风管末端BIM断面2】

【全专业BIM模型及管线管网局部节点】