2025大阪世博會日本館：生命的迴圈

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2025年日本世界博覽會（大阪・關西世博會）日本館以"生命與生命之間"為展覽理念，建築採用雁行排列的CLT（正交膠合木）重複構成無數個圓環，以建築的形式表現"生命的接力"與"生命的迴圈"。

本文經授權轉載自公眾號 日建設計

森林般的展館

樹木（或木材）是一種象徵生命迴圈和迴圈經濟的材料。其中，CLT是一種提高木材利用可能性的新工藝，將小徑木切割成薄片，再疊放膠合成實木板材。本次使用的部分CLT將在世博會結束後拆解歸還給借出方"一般社團法人日本CLT協會"，並再次用於新的建築。

因此，CLT非常適合用於體現"迴圈"理念的該建築。展館設計在CLT板之間留有縫隙，使視線得以穿透，試圖以此在"外部與內部""展覽與建築"之間建立連續的連線，同時讓人聯想到另一個不同於迴圈的"間隙（之間）"。

▲概念示意圖

▲展覽區

木材形成的堅固結構

外貼CLT的結構系統

展館採用最大約3m×12m的CLT沿建築圓周方向呈雁行佈置，以方形板構成圓形建築。為了突出大規格（日本產CLT的製造極限）面材直接構成的簡單結構，採用鋼框架骨架，並用2張CLT從內外兩側夾住牆體骨架，以象徵性地展示CLT。

▲沿建築排列的CLT單元

考慮到CLT再利用的使用方式展館所用CLT將在世博會結束後拆除、歸還並再次利用。因此，設計時儘可能減少加工，僅在區域性進行開槽、修邊和鑽孔，以便最大化保留CLT的完整性。考慮到拆卸的便利性及拆卸後的再利用，CLT不使用任何粘著劑，僅透過乾式連線與鋼結構骨架緊密結合。透過使用結構螺釘和單邊螺栓，即使在封閉部分，也能方便施工並輕鬆實現牢固連線。

在設計過程中，我們進行了結構效能試驗，以驗證連線部位的強度和剛度，同時還使用試樣對施工性及可拆卸性進行了確認。面板在內牆側採用3層3板結構，外牆側加設保護層，為3層4板結構。保護層部分經過開槽加工，以便於直接安裝玻璃，形成了突出CLT的簡潔外裝。整個建築共使用約1600㎥的CLT。

▲完成後的外觀

圓環狀的建築結構

為了實現高度靈活的展覽空間，並展現CLT的象徵意義，建築主骨架採用鋼結構架，CLT作為抗震構件，以形成張弛有度的結構。中小截面鋼構件組成的框架單元以均等間距呈輻射狀排列，圓周方向上僅透過次梁連線各個框架，從而以簡潔結構合理構建出圓形平面。同時，CLT抗震牆佈置在平面的外周、中間和內周部分，形成均衡的抗震結構。

各面CLT抗震牆呈雁行排列，且雁行方向在外周、中間和內周的圓周上相互反向佈置。這一設計解決了該建築由於內部展覽規劃導致的地面（水平結構面）位置不連續的問題，同時合理確保了建築在圓形平面各區域都具有適當的扭轉剛度。CLT抗震牆同時承擔①展覽空間區域劃分、②建築物的內外牆、③抗震構件這三大功能，實現了展覽、建築外觀與結構的一體化設計。

▲鋼結構＋CLT剪力牆

刻意呈現出簡潔的建築細節

結構CLT直接裝配玻璃幕牆

玻璃幕牆採用了兩項獨特工藝：

1、CLT在風壓作用下的變形追隨方式。本專案中作為玻璃框的牆體單元的變形較為複雜，我們透過繪製精細的變形示意圖，驗證了玻璃在應對這種複雜變形時是如何一邊滑動或搖動一邊追隨變形的，從而確認了變形追隨的可能性。此外，由於CLT 作為木材的特性，不可避免地會發生翹曲和收縮等變形，我們還透過有限元法（FEM）分析確認了CLT與玻璃接觸時玻璃的應力集中情況。

2、玻璃未使用金屬框，直接裝配到牆體單元的CLT上。由於對密封材料與木材相容性的經驗有限，我們事先進行了粘合力和抗汙效能測試，以確認其合理性。這種玻璃幕牆拓展了木材與玻璃組合的可能性，同時有助於減少構件及降低成本，為臨時建築理想的外裝材料提供瞭解決思路。

▲CLT單元構成的幕牆

展覽與建築的融合

傳統博覽會的展館通常與展覽內容無關，被建造成所謂的"白色立方體"。本次專案的挑戰在於，如何透過一體化地推進展覽規劃與建築設計，使展覽與建築融為一體。

根據展覽內容的不同，從室內外、光線明暗和室內空氣總量大小等方面入手打造各種"展覽環境"：透過膜屋頂匯入自然光，形成明亮開放的挑空空間；CLT在頂光的照射下，形成光線柔和的空間；低矮的天花板和昏暗的光線，形成使注意力集中於展覽的空間；帶有中央水景的象徵性外部空間等。我們的目標是建造一個讓參觀者能夠透過五種感官切身體驗展覽內容的展館。

為了使展館與展覽融為一體，建築設計負責人承擔了協調展覽規劃和統籌日本館專案的職責，整個施工圖設計過程中均使用BIM，並在建築設計師、展覽設計師和施工現場人員等眾多相關人員間建立完善了可進行視覺溝通的設計體制。

消化利用垃圾的展館

作為象徵性展示生命迴圈的展覽的一環，建築中安裝了生物氣體裝置。透過回收世博會場產生的廚餘垃圾，利用微生物發酵分解產生的生物氣體，在展館區域內發電。展覽空間提升到2層，1層則規劃為裝置區。二者在斷面上明確分離，透過挑空空間展示運轉中的機器裝置作為展覽的一環，形成可立體觀展的展覽空間。

▲安裝於日本館的生物氣體裝置

任何人都可以共享

相同體驗的立體觀展空間

2層展廳周圍環繞著由地面平緩延伸上來的室外迴廊，旨在打造一個健康和殘障人士都能透過相同路徑進入並共享相同體驗的無障礙觀展空間。室外迴廊不僅是可分別進入3個獨立區域的入口空間，也可在緊急情況下作為殘障人士的安全疏散通道。我們還為此舉辦了殘障人士和專家共同參與的研討會，並將關於實際坡度、材料質感、色彩和指引方法等細節的意見反映到了設計中。

自然力量打造出舒適的室外迴廊

迴廊上的藤架遮擋著直射陽光，透過一排排木板間的縫隙可隱約看到展廳內外，簷廊在怡人海風的吹拂下，鬆散地連線著內外空間。在展覽樓層，各種高度的展覽空間像隆起的地形一般鋪陳開來，透過各種大小不一的挑空和坡道，形成了一個能夠從不同視角立體體驗展覽的空間構成。

▲室外迴廊

臨時建築的時限性帶來的挑戰

本專案充分考慮到臨時建築的使用期限，選擇在內外兩側均暴露CLT，以實現獨特的建築表達。設計時，考慮到結構耐力節點及室外應用條件，CLT主要採用3層3板（內牆側）和3層4板（外牆側）的規格。

由於建築位於填埋地，地基較為鬆軟，為降低建築重量，展覽空間的地面採用了一種乾式合成地板系統，透過螺釘將結構用膠合板與波紋鋼板緊密結合。結構用膠合板與波紋鋼板的一體化不僅提升了步行體驗，還能加快地板施工進度。為了便於後期拆卸，波紋鋼板與鋼樑之間未採用焊接，而是使用自攻鑽孔螺釘進行乾式連線。同時，透過全尺寸試驗，對步行舒適度及振動效能進行了驗證。

另外，還根據裝置設計對地板系統進行了最佳化調整。冷氣可在鋼板與膠合板之間的空隙內迴圈，藉此來實現空調效果。這種整合式地板系統主要用於展覽空間，約佔施工地板面積的70%，從而大幅減少了混凝土的使用量。