阿基米德螺旋线(阿基米德螺旋线方程)

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阿基米德螺旋线(阿基米德螺旋线方程)

历时7年，岗厦北综合交通枢纽终于揭开神秘面纱。这一大型精品工程将数学概念“费马螺旋”巧妙地融入到建筑中，不仅营造了科幻氛围，更让人在方便出行的同时感受到设计之美。

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10月28日，随着深圳地铁14号线的试运营，岗厦北综合交通枢纽出现了近年来罕见的人潮。

每个人的目光都惊人地一致于手机镜头的方向——“天空”，无数条有序的曲线聚集在空洞里，急剧向上收缩。大家抬头一看，豁然开朗——直径9米的巨大圆形天窗将室外的光线引入巨大的地下空间——这就是岗厦北综合交通枢纽最迷人的景观“深圳之眼”。从设计之初到现在成为现实，标志着深圳作为设计之都的骄傲，也是对数学之美的致敬。

法国业余数学家皮耶·德·费玛在1636年提出了一条螺线，它不同于阿基米德螺线，阿基米德螺线的臂距是以几何级数递增的。这种螺线又称抛物线螺线，在坐标系中可以呈现两个方向的奇妙曲率。在现实世界中，雏菊、向日葵、菠萝和松果都表现出这种螺旋结构。

386年后，在深圳，费马螺线被用于“深圳之眼”的设计和建造。

一个

我约了深圳铁建的李翰。那天正好有一位院士参观岗厦北枢纽，李翰需要陪同介绍。因此，在参观和调查之后，采访被推迟了。我试着问我是否能参加这次拜访，李翰愉快地答应了。

再次来到岗厦北枢纽，依然会被这里营造的科幻氛围所震撼。网友总结，深圳机场T3航站楼负责治愈“密集恐惧症”，岗厦北综合交通枢纽负责治愈“巨型恐惧症”。

那一天，出现在“深圳之眼”的是一张熟悉的面孔——我之前采访过的中国工程院院士、深圳大学土木与交通工程学院院长陈祥生，正在带领一批学生做相关课题的研究。当初为了完成《元故事:地下空间》这篇文章，我采访了他。他建议我去参观岗厦北枢纽的中庭空间，当时正处于装修阶段，是国内最大的地下大跨结构。很遗憾，我们当时没能赶到。这一次，看着他和项目参与者的互动，我开始明白他的骄傲从何而来。

李翰的骄傲也反映在与我的谈话中。她和同事们准备充分，拿着打印好的资料和图片，一边对比现场，一边详细介绍。很多参与施工的人也参与其中，面试变成了小群聊，聊了一个半小时，直到大家都觉得腿脚发麻。在多次分享中，枢纽和这个“大眼睛”的故事慢慢展开。

从立项到竣工验收、试运营，岗厦北综合交通枢纽历时7年。如果放在更高的维度，深圳中心区地下通道的环形连接到现在还在进行，已经20多年了。多少代地铁建设者长期在地下织网？

这个大型精品项目恰当地使用了“深圳之眼”这个名称作为采光天井和室内装修的主题，立体的走廊也通过街对面的夹层走廊体现在空间中。不同的是，该项目以核心天窗为基点，以费马螺线的双向延伸为主题，运用参数化算法，构建极具视觉冲击力、规律性、趋同性的空间形态，既统一又具有视觉冲击力，赋予空间“趋同、包容、国际化”的文化内涵，展现深圳的文化特色。

虽然概念中包含了数学，但不代表这个设计完全是舶来品。室内装修设计单位杰恩设计(Jayne Design)在承接了项目的装修设计后，对十几个方案进行了对比研究，对选定的方案进行了提炼，并运用数学概念进行了二次创作，最终使最初的概念设计完美落地。每扇窗户都是一个故事。从“深圳之眼”来看，行色匆匆的人们也在合力上演这座城市的故事。

从这个角度来看，它确实是一个激发灵感和创造力，促进美感和科学精神的设计。

▲现场超过1.2万个“米字件”分毫不差地安装到位，并且所有的圆形组成部分都严丝合缝。

2

2015年，岗厦北综合交通枢纽在深南大道、彩田立交桥约200米宽的交通不能中断的前提下，开始进入建设阶段。

该项目建立了文化艺术专家咨询委员会机制。建筑、装饰、文化、工业设计等领域* * *、施工单位、行业资深专家。作为项目顾问团队，全程确保设计方案的质量和水准。引入行业先锋，确保项目质量。该项目在建筑密集的城区打造了复杂的地下空间社区，打造了深圳市中心城区网络化的地下空间格局，充分预留了外围开发和远期延伸的潜在条件。

为了实现建筑师在核心区开放共享中庭空间的设计理念，建设单位在设计阶段就组织了清华大学、思迪国际、中国铁设博士等院士团队，共同开展大跨度结构的方案研究和科学研究，研究如何实现大跨度结构空间。最后，依托该项目的研究成果，采用钢梁-混凝土板组合结构成功实施了大跨度方案。

中庭东西主跨48米，跨度24米，南北主跨51.2米，跨度10.4米。该结构跨度大，在国内外明挖地下结构中尚属首次。大跨度结构采用钢-混凝土组合结构体系，与彩田立交桥合建，巧妙运用转换梁。“在大跨度的两侧，其实有很多构造柱，不仅承担着大跨度的结构，还是地面彩田立交桥的桥墩。”通过这种改造，既节约了建设成本，又呈现了大跨度的开放效果。

“你注意到深南大道上的绿化带了吗？枢纽内的许多疏散口、风亭、光井都隐藏在里面，从而体会到城市景观的美……”李翰解释道，指着印好的照片，充满激情。

除了引人注目的天花板设计，良好的设计和施工技术也贯穿整个枢纽建设。采用SPMT模块化车辆快速拆桥技术，一步完成整桥拆架，在深圳首次应用。保证了施工期间深南大道与彩田路之间的交通不间断；在轨道交通区域建立玻璃棚系统，既能展示列车全景，又能保证空气质量、隔热节能，同时实现防火、抗震等多种要求...

当然，还有很多看不见的困难。通过施工队各方的共同努力，深圳的交通大动脉得到了支撑，形成了一个贯穿南北的立体交通枢纽——人们可以在深南大道的象限中直行，大面积的绿化和下沉构筑物的出现让空间感十足。

在装修的当下，吊顶设计是岗厦北枢纽装修设计中最难的因素。在保证施工进度的情况下，需要在设计和施工中共同研究标准化、模块化的构件方法，攻克设计折减效应的多版本技术难题，重点解决费马螺线连接处“M形”和“田燕”双曲铝板大面积施工误差处理，第二个天窗三角形面板拼接。

“你注意上面。”负责现场装修施工的中铁二局总工程师万拿出准备好的激光笔，指了起来。朝他所指的方向看去，他可以通过一点辨认注意到那些螺旋交叉点上的“米”。根据不同圈的排列，“米”的种类多达65种。

“整个费马螺线打开后，每一圈的米差只有0.5度，而且是通过数字比对加工制作的。”最终，12000多个“汉字”被精确地安装到位，所有的圆形部件都被安装在一起，所以所用的安装方式自然不同寻常。“一是出厂前预安装，BIM建模，施工阶段把整个圆分成八等份，通过三维机扫描表面，配合* * *安装。”万回忆道。

另一个神奇的是，当从“深圳之眼”朝着远处的螺旋看去，即使夹层走廊隔断后，在视觉上依然呈现出极高的一致性。“其实就算看不到更远，也还是连贯的。”其实从技术上来说，标准件可以用在人们看不到的地方，但从精细化设计和施工来说，妥协似乎不是一个选项。

“其实夹层走廊是分的，但是视觉上还是可以达到这个效果的。”正如万所说，我不禁连连点头。这样的效果很明显——整体看起来很美很大气。

所见即所得。为了使岗厦北枢纽的整体装修设计效果恢复到95%以上，需要考虑枢纽的空间功能要求，满足运营维护和设计美学效果。装修设计需要满足各专业的需求(消防喷淋、防烟、信号、环控风口、照明灯等。).建设单位组织设计和施工方对各专业的技术需求进行解读和消化，提出整合原则，在施工排版图上检查确认各端点，整合枢纽空间的设备端，在精细化设计和施工方面做了大量工作。同时各专业安装时间不一致，详细省去中间工序，保证空间。

“今年年底，西区地下商圈也将建成开业，届时我们将再次邀请您。”临行前，深铁建设设计管理部装修负责人石介绍，岗厦北枢纽商圈为周边多栋建筑预留了连通。随着商圈的开放和未来的规划，深圳中心城区未来的地下空间联系将更加紧密。

▲岗厦北枢纽以核心天窗为基点，以费马螺线双向延伸为主题，既统一又有视觉冲击力。 ▲陈湘生院士（右九）参观岗厦北综合交通枢纽时与众人合影。

三

数学更像是科学的一把钥匙。将数学概念引入建筑，可能体现了深圳对基础学科研究的重视。

无独有偶，2022年11月6日，在腾讯科学WE大会上，腾讯高级副总裁郭现场宣布，腾讯正在深圳前海总部建设开放的永久科技馆，将联合顶尖科研机构，利用人工智能和全实互联技术，打造人类的百年“科技之树”。这棵“树”会以基础学科为根脉，随着学科的发展演变为枝干，系统地呈现百年科学的发展脉络和突破性成就，让人沉浸在人类科学成就的体验中。

它们的共同点是基本主题贯穿于设计之中。

2008年12月7日，深圳加入联合国教科文组织全球创意城市网络，成为中国首个、世界第六个“设计之都”，也是发展中国家中首个获此荣誉称号的城市。

人们对美的评价是多样的，可以是设计背后的创意思维，可以是工艺设计的合理性，也可以是呈现效果的优雅与美观。

作为参观者，人们可以近距离感受到它规模的宏大和建造过程的复杂，同时会意识到这样一个超大规模的设计，不仅仅是个人的力量可以实现的，还包含了所有人的智慧和合作精神。表面上看是地下交通工程。其实它的核心体现了群体的创造力。

深圳市吉恩创意设计有限公司负责岗厦北枢纽装修设计的团队成员，根据建筑整体空间中心的发散性特点，尝试用这一理念来诠释空间。现在看来，他们交出了一份满意的答卷。

“根据岗厦北面地理位置的重要性，设计团队试图提供更多的赋能价值。经过多方案比较选择，发现费马螺线的设计方法比较合适。”项目装修设计总经理邱在接受采访时多次强调，这是团队的共同努力，所以他们想出了十几套让人惊喜的装修设计方案，而选中的费马螺旋只是其中之一。

据他介绍，在地铁设计中，经常会用到数学概念，运用数学科学的精细化算法，使空间材料更加精确。在他和他的团队看来，费马螺旋的数学原理是与建筑空间特征最匹配的。“本土设计师的参与，意味着深圳越来越有文化自信，这是好事。”

“设计本身没有好坏，审美不同。我们觉得岗厦北枢纽的室内设计更适合这种空间形式。”他说。每一次方案评审都让设计团队进步，每一次修改都让设计团队有更强的心理承受能力。从施工进场到竣工，室内设计团队历时五年，获得社会赞誉是设计团队最大的收获。设计过程痛并快乐着。“我们都是普通的设计师，我们希望给市民带来舒适便捷的公共交通空间。”

美是一种普及，是一种共识。

当一部作品进入大众视野，成为关注的对象，人们在被作品本身的魅力吸引后，会想知道作品的目的，以及如何实现。因此，表面的视觉诉求吸引人们关注美，参与美，进而发现更深层次的美，这种美可以来自对设计或意义的深刻理解，从而增加对世界的理解。

11月15日上午，在与第二十四届高交会联合举办的2022西丽湖论坛上，国内外各界专家学者齐聚一堂，共同探讨开放融合发展趋势，共享前沿科技创新成果，共担科技自强责任。菲尔兹奖获得者、南科大国家科学院院士艾菲·杰马诺夫教授带来了一场关于数学的“头脑风暴”。他说，数学是一门非常古老的科学，几千年来一直与技术进步保持同步，数学是任何教育课程的主要科目之一。“现在大家都在谈论的人工智能、大数据等领域，也来自于数学的发展。”

谈到为什么选择在深圳生活，他说:“经常有人问我为什么选择深圳和南科大。事实上，在过去的25年里，我每年都来中国，我看到了中国对科学发展的极大关注，尤其是对数学的发展。”

深圳作为一个开放包容的城市，建筑风格不拘一格，敢于创新尝试，同时尊重空间的实际使用功能。基础学科的理念植入空间建筑是必然的，对于一个崇尚科学创新精神的年轻城市来说，这是一种巧合。

设计作为生活和审美的纽带，应该是对未来生活的“有预谋”的规划。在这一点上，深圳确实需要设计之美和科学之美。

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来源|鲍静APP

总体规划|李玟

记者|王自健

绘图| goute

编辑|叶辉·李一帆