基于兒童樂園的膜結構分析與制作

潘越　蔡超琳　程云杉

【摘要】：現如今兒童樂園的建造已經越來越受廣大家長的重視，兒童樂園在啟蒙兒童、激發靈感方面起著重要作用。而兒童樂園的游樂設施因為兒童群體的特殊性顯然有別于其他設施，我們就膜結構對兒童樂園的景觀功能小品作詳細分析。

【關鍵詞】：兒童樂園；多結構；膜結構；建造研究

1、兒童樂園簡析

1.1什么是兒童樂園？

兒童樂園不應該是設計師以成人的眼光在圖紙上設計的精致的公園，也不應是兒童器械堆積的游樂場所，而是一個有趣的場所靈魂，能夠讓孩子主動地在空間里玩耍，想象并創造屬于他們自己的故事。

1.2基于木構的思考

當代社會，資源逐漸匱乏。節能、環保、可再生成為熱詞，也成為我們追求的一個境界。我們通過研究木構與兒童之間的聯系，使兒童在娛樂中不僅能強健身體，而且能培養社會認知能力，產生對自然的尊重與保護意識。

1.3創新充氣膜結構的應用思考

現代膜結構起源于德國，帳篷作為膜結構的雛形，是最古老的應用方式。系統來說，膜結構是由一個僅承受拉應力織物面層和一個支撐體系組成，從結構上分為大致三類：骨架式、張拉式、充氣式。

2、膜結構與木結構的簡析

2.1膜結構

膜結構在現今兒童樂園中的使用普遍，優點很突出：一造價便宜；二靈活多變；三易與環境相融合。膜結構的缺點也很明顯：一是年限短；二是氣候反應敏感，為風雪敏感型材料；三是不可降解造成環境污染。

2.2木結構

木結構相較于其他材料以其來源廣，易獲得，可重復使用等優點被人們偏愛，讓孩子們更多地接觸自然，感受自然的魅力。

2.3木結構與膜結構的結合

木膜結構的結合就是木結構支撐形成骨架，膜結構展開形成上層覆蓋物，既保有了木結構的自然親和力，又秉承了膜結構的靈動、飄逸。這兩種材料的固有屬性在現有的環境中能夠發揮其特殊作用，潛力巨大。

3、 木膜結構與兒童樂園的契合點

經過上述的一番調查研究，我們總結出了木、膜結構與兒童樂園的幾點契合點。這也是木、膜結構有巨大潛力的原因：

（1）膜結構靈活多變：膜結構活潑靈動、色彩鮮艷，可以吸引兒童。

（2）膜結構輕盈、平展：它能夠與場地很好地融合，不顯得突兀。

（3）木頭材質溫和，冬暖夏涼，有親和力：與鋼鐵不同，木制品有獨特的紋理、氣味，能夠激發孩童的思考與想象，兒童有著親近自然的天性，木制品也更加有吸引力。

（4）木、膜結合的功能保障：既保證家長的休息，也能讓兒童有游樂之地，一舉兩得。

（5）經濟因素：膜結構造價僅為同等體量其他材料的十分之一左右。在建造、維護的過程中經費使用也會較少。

4、 膜結構的制作嘗試

4.1研究背景

本項目立足于“南京林業大學大學生創新訓練計劃項目”，以及程老師指導的兒童樂園項目，旨在研究以膜結構、木結構等多結構組合為基礎的，具有靈活性、適應性的小型兒童樂園體系。我們的初衷在于嘗試著運用非傳統的方式，采用并不繁復的方法構筑出一個微妙的活動空間。

此次恰逢金壇一號農場需在場地內規劃一處兒童樂園，我們便借助其推進了實踐。農場的劃定區域兩面臨水兩面通路，整體的場地肌理為一個巨大的“漩渦”。漩渦具有極強的發散性，我們想借此思路，做一個集觀賞、休憩、游樂為一體的構筑物。

4.2方案設計與制作

首先，我們在沙盤中復刻了此處場地的肌理呈旋渦狀上升地形。為了與場地契合，我們認為構筑物也應是一個“螺旋”的姿態。

我們認為螺旋大致分為四種：一，平面螺旋。但這顯然無法運用在立體的構筑物上。二，立面螺旋，如水車。但是水車的樣式過于呆板，也難以做出創新。三，雙螺旋，形如DNA。一些極具未來感的建筑就是雙螺旋上升的，它的構型也符合兒童獵奇的心理。但是難度過大，造價過高，不符合實際。最后一種便是單螺旋，即上升或下沉的螺旋，形如龍卷風。此法是最切合實際的，順著這種思維我們先做了一個微型的草模，如圖2所示。整體結構由3-3-1七根木棍撐起三張膜，最上面一根木根挑起膜頂，上升中展現了螺旋。這個構筑物造型簡單，卻形象生動。但是經過資料的查閱，現實中的曲面必須一一對應某一受力點，并不能像草模一樣做出任意的弧度。而且功能方面，該構筑物缺少所謂的休憩和游樂功能，不符合兒童樂園構筑的需要，改造勢在必行。

改造后的構筑依然由七根木棍撐起主要的結構。在不找形過程中，我們發現一種類似山形的螺旋上升模式，這恰好與場地對面的茅山相呼應。整個構筑只用了一張膜，就可行性而言強于之前的草模。這一張膜從最高點一直蜿蜒到地面，并分割了構筑物內的空間。足夠結實的膜連通地面的部分，并能讓兒童向上攀爬形成互動。而最頂端的膜由一根近似直立的木棍牢牢頂住，成為了整個山形螺旋的頂峰。在制作過程中，我們盡量模擬現實狀況，固定一般使用掛鉤（鋁絲彎成）和鋼索（鋁絲），接口不使用粘合劑，而是通過棍子的支撐應力。這個構筑達到了我們之前預想的游樂、觀賞、休憩結合的目的，也很好地契合了環境。

在多番嘗試下我們發現整個膜結構在燈光下顯現出夢幻的姿態，充滿了動感，如圖3所示，可見夜間膜結構與燈光的配合也是必不可少的一環，這也可以成為未來深入研究的一項命題。

5、展望

我們在木質材料和膜材料的致命缺陷得不到“根治”之前，還不能大范圍地推廣膜結構，或者是木、膜結合的構筑。但鑒于他們自身的優點，便值得我們去發掘、研究。

膜結構的使用較木結構的使用尚不成熟，總體來說有以下幾點發展方向：

（1）在材料特性、皺褶模擬等方面開展更加精確深入的研究

（2）加大膜結構模擬軟件的開發應用

（3）開發新的材料以用于膜結構

木結構在與膜結構的結合方面要注意構筑物的穩定性、特別是考慮風荷載、雪荷載等自然荷載，在此基礎上再做出吸引兒童、適合兒童樂園的造型，都是以后可以考察的方向。

第一作者：潘越（1996-），男，本科；就讀于南京林業大學風景園林學院園林專業。

通訊作者：程云杉，博士，講師。

項目來源：南京林業大學大學生創新訓練計劃項目資助《充氣結構在現代城市園林景觀中的搭建與應用》（2016NFUSPITP145）endprint