Preface
建造中的建筑，以一种令人震撼的“赤裸”姿态呈现眼前。没有装饰性的外壳，也未定型为精致的最终形态，它回归本源，直接呈现最原始的物质力量。走进“在水一方”的建造现场，仿佛踏入建筑从无到有的生长过程。那些粗犷的，裸露的结构和未加修饰的素混凝土，揭示了这座建筑在建造过程中最为本源的状态，也是一次近距离感受建筑本体生命力的绝佳机会。
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上图：坐落于金海湖畔的“在水一方”鸟瞰 ，苏圣亮摄
下图：从湖中央望向“在水一方” ，苏圣亮摄
位于奉贤新城的“在水一方”，从自然地貌中汲取灵感，为平川沃野的城市增添了起伏的绿丘和波动的壳体空间。建筑师将自然界中普遍存在的“波”这一动态元素转化为空间的基础概念。设计围绕“波方”的概念展开，融合自然景观、地标需求和人们的互动体验，创造出独特的内外空间体验。
值得一提的是，这座建筑突破了传统的结构形式，建筑师祝晓峰与和作结构张准团队密切协作创新，为了自由流动的匀质空间，和在起伏中徜徉的独特体验，建筑采用了80米见方的壳体结构和近30米的悬挑，采用这种大跨度叠置预应力混凝土壳结构的设计，在建筑行业内尚属首次。
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“在水一方”项目位于奉贤新城“上海之鱼”东侧，作为新城的生态核心，“上海之鱼”以大地雕塑“金海湖”闻名。公园以湖景和绿地为基底，开放建设了多元的公共建筑集群，成为新的城市客厅。这样的场地，也为设计师提供了宝贵的机会去探索建筑的不同可能性。
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建筑师祝晓峰设计概念手稿
项目伊始，建筑功能存在一定的不确定性，同时有可能作为科技科幻展示，文化文创，商业等复合公共空间，而地标性则是业主明确的愿景。建筑师祝晓峰想到从自然中寻找参照，在一马平川的奉贤营造一座形态起伏的建筑，用结构和空间的一体化给这里的“地标性”赋予“形象”和“体验”的双重含义。
而后，建筑师从起伏的概念拓展到自然世界中普遍存在的“波”。它时而具象优美，时而无形神秘，“波”代表水面之起伏，代表振动之传播；“波”既是文学的，也是物理的。唐代诗人张若虚的“滟滟随波千万里”描绘了水波粼粼，广阔无垠。自然中波的景象启发诗人对人生、宇宙，以及永恒与瞬间之间关系的深刻思考。波既有抽象的传播意义，又十分具象的物理表征。这座建筑仿佛一方从自然中采撷的波浪 ，以可感、可触、可游的空间尺度，呈现在场地中，沉浸在绵延的自然景观里，建筑本身犹如水波与山峰此起彼伏，联通山水和城市，用波的动态形制具象化了自由与浪漫，成为人们与自然景观互动的一部分。
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“在水一方”内部的波空间，与四时变化的景观，苏圣亮摄
01
形制的研究：自由细胞
在山水秀的早期作品中，就已然形成这样对形制本源的追求。山水秀建筑事务所用其独到视角，围绕“庭院聚落”、“家的延伸”以及“自由细胞”三大主题展开创作之旅。“建构与空间互成，物性与时空一体”是祝晓峰对过去实践的有意识的总结，他对于自然与技术的重视，在这件作品中也有充分体现。“在水一方”项目可以视为建筑师“自由细胞”系列作品的延续，同时尝试打破传统界限。通过对生命体基本单元的研究认识，重新构想建筑生长的可能性。细胞充满结构秩序和内在空间体验，也可以看作一种形制，细胞的边界看似闭合，又互相渗透。正如祝晓峰对于建筑空间关系和本源的研究一样，这些关乎能量流动的解读和转译的思考，持续推动着设计实践的不断突破。
祝晓峰在采访中说，如果把那些机械排布的，规则的住宅楼当作细胞，那么他们是呆板地罗列在一起的。而我更希望建筑设计不要把人造空间视为机器般的容器。虽然在今天各种设备、各种系统的加持下，建筑机器化的现象越来越具有支配性，但设计师仍然可以尝试让建筑拥有生命体的属性，因为“只有成为生命体才有可能走向有机的未来。”
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建造中的“在水一方”，苏圣亮摄
在山水秀的华师大附属幼儿园项目，不同于笛卡尔体系，六边形的幼儿园空间如细胞般搭连，裂变生长于场地之上。而“在水一方”这个项目像是从一组大细胞聚落中切割出的一部分。里面包含了两个完整单元、四个半单元和两个四分之一单元。它预示着普遍存在的、可以无限延展的波空间，而设计只提取了可见的那一部分。
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华师大附属幼儿园，来源：山水秀
02
空间的连续性与
单一材料构造（Monolithic）
在山水秀的早期作品中，位于徐汇滨江的云锦路之家是个迷你版的连续空间实验，空间在折板屋顶体系下连绵贯通，又在各自的屋檐落下起伏间有所界定，形成空间划分的软界面，既相互独立，又可合为一体，灵活变通，形成模糊的空间关系和连贯的空间体验。
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云锦路之家，苏圣亮、祝晓峰摄
没有那么多隔断的空间，让建筑存在于自然之中，人们可以自由地行走，空间中的人也自然而然地发生关联。同时通过空间手法的处理，来表达空间中不同场域的差异性。山水秀追求建筑形式，结构本体与设计观念的三位一体的结合，不断突破建筑学狭义定义的壁垒。在处处有规训的社会中，通过建筑空间的特别设计和演绎，给使用者提供舒适的，可自由徜徉的场所。“在水一方”的项目中，同样延续了这样边界模糊的自由流动的空间类型。
除此以外，单一材料构造（Monolicity）也是祝晓峰近些年的建筑探索方向之一，这也是在“在水一方”项目中，始终坚持使用混凝土的构造与材料的原因之一。在设计讨论过程中，出现过屋顶壳体是否采用钢结构的选项，可以做到更加轻薄的形态。但无论从后期覆土的考虑，还是保持建筑所使用构造和材料的纯粹，不如混凝土一以贯之的结构性张力，还有纪念性。祝晓峰说，“单一材料构造”展开来讲，即该种材料构造既可以是结构的，又可以是保温的，甚至我们可以从里面获得水暖电等设备的东西。既是建筑本体性的表达，也能在技术上实现建筑的功能性。“这是我在设计“在水一方”之后的一个梦想。目前已经有学者在研究前两者的结合。我希望未来能在新的项目中有更多这一层面的实验。”
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壳体形成的波空间，苏圣亮摄
03
地景、地标、 空间体验的交汇
建筑师祝晓峰认为，“上海多水少山，奉贤更是一片平川沃野，从地貌出发而别具一格是最自然也最有力量的设计方向，因此人造山丘很早就成为构思的一部分。” 由此出发，希望起伏的形态不仅成为外部形象，更能为内部空间提供独特的体验，给科幻主题带来更多突破性演绎的可能。
于是，建筑师在地景，地标，和独特空间体验的三者交汇处，构思出一种由波状单元构成的聚落，它可以在三维空间里无限延展，经过多种尺度比选，最终确定的提取范围是大约 80×80×20 米，由三层波面构成三重上下叠加的起伏空间。可以说，这是山水秀“自由细胞”系列中最大的细胞聚落了。
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三层波面的生成，图片：山水秀
与金海湖公园相连的底层，八座种满绿植的小山丘从地面隆起，景观培植和生长在混凝土结构外壳的草甸之上。每个壳体内设有展厅、咖啡馆、餐吧、文创商店或设备用房等功能空间。因为底层西向，有一条连接公园漫步道的路径，所以建筑一层形成的的灰空间呈现出与周边建筑不同的开放性和公共性。绿丘支撑着上方的波方；其中中间的两座绿丘则与从波方下垂的反壳相接，叠合处形成两个圆洞，为自动扶梯和升降舞台提供了上下通行的空间，也提供了不一样的空间体验。
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“在水一方”此起彼伏的壳体，苏圣亮摄
同时，“在水一方”光环境的巧妙设计进一步丰富了空间。光线不仅塑造空间氛围，还影响人与空间的互动与感知。二层的波方区域，两个独立的细胞体空间中设计了包括一个万神殿式的穹顶和一组五个圆洞的天窗。不仅满足日常排烟通风，还能让阳光照射进来。不过随着演出功能的确定，一些原设计中的自然采光方案作了调整。幸而与运营方团队沟通后，决定保留这一设计特色，最终天窗将在演出结束时开启，阳光洒落下来，成为空间情境的完美结束，赋予整个空间一种诗意的光影终章。
此外，上壳的设备铝管表面均涂装银白色，形成了柔和的漫反射流纹天花，光线在空间中均匀扩散。而在下壳混凝土底面，采用幻彩保护涂料借助连续曲面的反射，巧妙地为偏暗的穹洞空间引入了光影变化，使其显得更加生动。
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“在水一方”二层空间，苏圣亮摄
01
建筑的结构本体
方案阶段前期也做了很多不同的设计稿，是不停地在和业主沟通的状态。因为未来建筑投入运营使用，有可能发生一定的功能变化，建筑师考虑到自由流动的波空间所具有的适应性，同时作为一种设计原型的探索意义，所以，“在建筑设计上应优先保证结构本体上呈现流动的空间，至于最后有可能面对空间的分割，先不要被束缚，勇敢一点。“因为不确定性而影响了结构本体的完成度，那我宁可牺牲建筑的完成度去满足这个结构空间（structural space），这是我最看重的”，祝晓峰如是说。
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建筑的平面图以及剖面图，来源：山水秀建筑事务所
02
绿丘
这座建筑中，各自独立的绿丘如同散落在大地上的连绵青山，山丘之间则被一片“波方”的结构所覆盖，形成了中部起伏的“穹洞”空间。在建筑外围，半开放的空间不仅为访客引入了周边的自然景观，还让环湖步道得以从下方穿行而过，增加了场地的通透感与流动性，巧妙地将自然景观与建筑融为一体。绿丘上还种植有阴生植物，并通过部分人工补光，使得地面层的景观可以茂盛生长，给场地的绿意增加多种层次。
游客在景观中游走，自然地步入建筑内部，映入眼帘的是由落地玻璃幕墙围合而成的大堂空间，它由绿丘环绕，是整个建筑内部流动性的核心。两个贯穿整栋楼的核心筒不仅是中部支撑结构的关键部分，同时也承担着垂直交通和设备通道的功能，确保了建筑内部功能的有效连接。
穹洞内的天花板采用连续起伏的设计，与地面铺装相呼应，营造出一种仿佛溪流般自由流淌的空间感受，模糊了室内与室外之间的界限，创造了一个整体开放且充满活力的公共区域。
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“在水一方”一层穹洞空间，苏圣亮摄
03
波方
架设于这些“绿丘”与“穹洞”之上的，是巨大的“波方”结构。设计“波”的关键在于决定如何在平面和高度上提取波的单元，以实现有机的秩序，而非对称或呆板的。从立面看，波的形态起伏有致，部分波在顶点停留一半，使四个立面都呈现出不对称的结果。从平面上看，你会发现实际上是一个九宫格的框架，控制着波峰和波谷的九个点，形成两个大的完整的细胞，四个半细胞，还有两个 1/ 4 细胞，这就是它自然产生的一个结果。
之前也推演过对称的结构，或者两个单元加半个之类的设计，很快就被放弃了，不同尺度方案背后的潜台词不仅是形式的变化，更是结构的合理性和结构尺寸的剧烈变化。
最终，根据波形单元特有的起伏形态，在8个关键点位设置了两个核心筒以及周围六片剪力墙来提供必要的支撑和悬挑效果，共同构建了一个面积约为6400平方米、净空高度在4.5米至12.5米间变化的波状空间，宛如一座容纳于建筑内的公园。在上壳的波谷和下壳的波峰之间，是一个完全水平的动线网络，人们这个网络中游走，自行探索上下壳起伏形成的一个个细胞空间。空调系统被巧妙安置于下壳体与架空地板之间，消防系统采用了低区喷淋和高区水炮相结合的方式，在保证空间使用舒适性的同时展现了顶部结构的。
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在水一方室内，张璇摄
屋顶设置有一条固定的游览环形步道，与底层的绿丘不同，草坡和步道起伏，给参观者带来了高低漫步，穿行其间的体验，并可在山回路转时，眺得金海湖的全景，从远处望，“在水一方”也化身为湖畔的一方绿色波浪。
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屋顶照片，摄影：张璇
建筑的最终完美呈现离不开结构和施工的协作。为了保证连贯自由的大空间的实现，山水秀与和作结构从概念阶段早期就有了沟通和磨合，最终，将大跨度的空间波动和结构合而为一——建筑设计的壳体结构达到80米见方，而且角部有近 30 米的悬挑。这次项目对结构设计是一次巨大挑战，同时，预应力混凝土壳结构的突破应用也为未来打开了更多的可能性。
尽管建筑师和结构师对于结构选型，即壳体结构，一拍即合。但项目的结构设计师张准意识到，这两层叠置起伏的“壳”是建筑意义上的，转化为结构意义的“壳”确有挑战。
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早期建筑意向与实际建筑结构对比
01
壳的力学复杂性：不仅是完美承压面
日常的叙述中，板、壳、膜三种力学单元，膜就指那些张拉绷紧的柔性材料、板是平面结构构件、壳对应曲面结构构件。这样简化的理解，使得对壳的理解常常局限于受压曲面，而这又反过来影响着设计的习惯。虽然将“壳“与完美承压面联系起来是一种极致的力学追求，但结构的实际受力都在拉、压、弯、剪、扭的此消彼长中平衡变化。
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瑞士工程师伊斯勒设计的壳，也作为“在水一方”前期的参考案例之一。图片来源：网络
接纳这种力学复杂性，并在设计中加以调配，比如受压构件也可以通过增加应力或者适当调整形状，让它转变成一个受拉、受压、受弯，各种力综合去调配状态，这是给“在水一方项目”的推进带来突破的关键。怎么去调整这些力在壳里的分布也变成了“在水一方”这个项目结构上的一个兴趣点。
02
如何论证空间翘曲中的借势传力
在结构推演中，结构团队发现主空间的上下壳体为镜像对称时，恰好可实现壳的叠置传力，进而成就“细胞”波动胀缩的连续大空间。下壳角部“山丘”将水平推力传递到地下室顶板，是保持系统内力平衡的重要传力路径。至此，结构与建筑在壳的波动趋势及空间布局上达成一致。结构概念梳理清晰后，需对曲面进行找形，各部分的细微调整，消除支座处水平向不平衡力；最后结合壳体内力分布及钢筋布局进行局部顺滑与厚度优化。
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壳体受力分析和各层力流趋势，来源：和作结构
除了运用力学找形工具，和作结构工作室也3D打印了不同精度的小比例物理模型来帮助推演，从最开始第一版的模型来研究屋顶形态是否合适，到上下壳的传递形式研究，找到脆弱的地方逐步改进，再到最后把所有的小洞口补进去，壳的厚度值也和计算值统一。张准认为，模型可以更直观地试验其物理反馈，并对此结构的受力特点进行定性判断，完成感受上的找形。在结构与建筑双方交流中，很难单从图纸做交流，基本是用实体模型还有渲染模型去交流。
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上图：受力模型照片，来源：和作结构
下图：建筑方案模型，来源：山水秀
除了概念设计中的拉压分区外，壳在支座附近还有应力水平较高的剪弯、冲切区。上下壳间的“X”造型墙体，以及一层“山丘”内的伞状柱都具有缓解局部应力集中的作用。
“在水一方”出自中国古代先秦时期《诗经》中的《蒹葭》，其中的“所谓伊人，在水一方”象征性地表达了不断追寻美好理想的心愿，似乎这个名字也契合了山水秀在设计中，对建筑形制的本源，建筑真实结构空间的追寻。
“溯游从之”、“溯洄从之”，“在水一方”不仅有项目团队孜孜不倦的求索与大胆想象，更汇聚了众人的智慧与合作。在同济设计院和上海建工团队的支持下，施工过程中面对的种种挑战得以创新性地不断突破与解决。设计与实现的跬步积累，如同轻柔的波浪推动着前行的方向，及至千里。
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“在水一方”项目建造过程，苏圣亮摄
如今，“在水一方”以静止之姿构建起一方供人栖息与活动的空间，将流动之美融入了固定结构之中，给人带来自由而独特的感受。绿丘幽微、穹洞混沌、波方空灵，三重波空间构成的秩序散发出连续而又各具生命的场域感。历经三年施工，这座建筑即将完工，运营方风语筑正与著名科幻IP联合，打造一个原创的东方科幻世界。“在水一方”预计于2025年5月对外开放。它的故事才刚刚开始。
W*：
在“在水一方”项目的设计过程中，是否有几个特别关键的推演阶段影响着最后的设计呈现，能否与我们分享一下？
祝晓峰：
印象深刻的有三次比较重要的设计决策。首先是波的设计。也就是在无限的波段中，我们如何撷取和选择。其次是X形墙体的位置。更早的版本我们是希望X形墙体呈现在外部，表达结构力流。后来业主希望修改方案，在建筑外部形成一圈完整的环廊，这虽然与我们当初的方案矛盾，不过在与结构的进一步沟通中得知，X形墙体内退对于结构受力非常有利。最终我们选择了X形墙内缩并结合幕墙环通的方案。
最后要解决的问题，就是实际运营方进来后，做为展览功能需要增加防火分区，而实际运营的光环境也需要分为亮区和暗区。我们保留了湖景最美部分的空间通透性，使建筑与环境融合，成为亮区。目前在业主的支持下，建筑的四个角中有三个保持开放状态。对于暗区，我们并不希望建筑从外部看是一个衬墙，于是通过使用玻璃和LED背板增添视线和互动的层次，未来LED屏会展示三体主题展厅内部观众的参与互动。包括内部球体的影像也可以外透出来，呈现旋转和多维度的变化。
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上图：“X”形墙与施工卸载装置，和作结构摄
下图：“山丘”内伞柱，和作结构摄
W*：
在“山水秀”设计中，您一直非常重视建筑与周边环境、自然的关系，也关注秩序的构建和人的体验。在这个项目中，您有考虑哪些设计手段来消解建筑的体量感和边界，以提升人尺度下的使用体验？
祝晓峰：
这次的设计，上面的两层波的部分，我希望做的是和人的尺度差异巨大的空间，它和我们之前许多的建筑不一样，是超出一般认知的建筑类型。人进去以后，会感知一种震撼，然后再在引导中寻找自己的舒适度。当然，其实二层大空间里最低的部分，在核心筒附近，也只有4米多，相对来说，人在水平蔓延的通道空间行走的时候，这个尺度不是特别高，但是你马上就会随着结构的上下起伏，无缝衔接到一个高10几米的空间里，地面和屋顶一个往下走，一个往上走，会是一种奇特的体验。
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上图：绿丘与波方叠合形成的公共空间，苏圣亮摄
下图：一层绿丘壳体内部，苏圣亮摄
W*：
请介绍一下“大跨度叠置预应力混凝土壳结构”在国内建筑行业中的应用现状。在国内或国际上，是否有相关的结构先例？或启发了这个项目的案例？
张准：
据目前资料，“在水一方”的用法在国际上尚属首次。虽然拆分来看，与传统技术存在联系，但对技术的组合形式是全新的尝试。例如，瑞士工程师伊斯勒（Heinz Isler）和意大利建筑师内尔维（Pier Luigi Nervi）在混凝土薄壳结构设计上卓有成就。我们也查到一个“壳上叠壳”的项目，但其上层壳仅用于小窗，与我们的大跨度屋顶设计有本质不同。
早期研究中，丰岛美术馆和上海花博会世纪馆在结构技术上给予了一定启发。丰岛美术馆采用大跨度异形混凝土壳，是较早关注的案例。世纪馆则在混凝土壳上覆土，并使用了预应力技术，这与“在水一方”有一定关联。然而，“在水一方”的叠置双层壳是一个创新设计。
“在水一方”的结构方案经历多次迭代，包括曾考虑钢结构壳体。但最终选择全混凝土设计，主要因覆土、防水和重载需求。此外，伊东丰雄设计的台中歌剧院以多层连续曲面混凝土壳体著称，也对“在水一方”的叠置技术方案设计提供了启发。
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丰岛美术馆与奈尔维设计的奥尔维托机库，来源：网络
W*：
您执业之初从事既有建筑改造及特种结构相关的实践，是一个高度重视现场施工及实践的结构设计领域。提供了一套基于施工实践经验的建造知识体系。在“在水一方”项目中，实践经验如何影响了您对施工控制的判断？
张准：
这个项目主要与预应力有关。这些预应力束的特殊穿法，房建结构的工程师往往不甚了解。但因为早先在施工单位有过从业经验，直接接触到预应力施工。就有经验预判每条预应力束怎么摆放最合理，受力构造上与经验吻合，并如实地、精准地画出来。
如果把这几张预应力图纸叠起来看的话，有点像旋转的高架桥的匝道，车流为了走得顺，要注意道路布置上不要有急转弯，其实受力上也一样，当这个转弯曲率圆顺的时候，也是它受力顺畅的一个方式。互相之间也是有着某种关联。从现场施工的照片，可以很明显地看见这些预应力布置的流动方向。
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上图：下壳预应力束布置图中隐匿的平衡，来源：TJAD同济设计院
下图：实际建造中的空间预应力束，来源：和作结构
W*：
大跨度叠置预应力混凝土壳结构在国内尚属首次，且没有先例可供参考。在面对这一挑战时，您和团队想了很多办法。很感兴趣除了您讲述的通过梳理力学特性和模型论证说服专家外，还遇到了哪些挑战和磨合，是如何解决的？。
张准：
有一些挑战是来自规范的要求。比如因防水需求混凝土覆土厚度规定不得低于250mm，但从受力角度来看，屋顶完全可以局部更薄。此外，建筑功能的一些使用，跟结构也有大量磨合和协调。例如，自动扶梯最初设计位置位于预应力筋关键受力区，壳上无法开洞。经过与建筑团队协商，调整自动扶梯的方向，从核心筒及非预应力区穿过，确保壳体力流完整性。
作为首次尝试，我们虽通过多轮计算和模拟确保安全性，但仍预留了保险措施。例如、在大悬挑角部安装了一根特别的格构式立柱，其造型与幕墙设计结合在一起。如果不提的话，外观上完全看不出它实际具有结构作用，会以为是幕墙的一部分。这根钢柱可应对混凝土长期徐变导致的附加变形，提供额外的安全保障。对于每个项目，我都会尝试推动技术积累的微小进步。就比如说“在水一方”项目将混凝土壳与应力设计结合，成功实现了壳体作为复合受力结构构件的尝试。这不仅验证了其可行性，也为未来探索新建筑形式奠定了基础。
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结构黑白摄影：张准
项目概况信息 ：
项目名称：在水一方
项目类型：科幻主题体验馆
建筑面积：29700 平米
设计/建成：2020/2025
业主：上海奉贤新城建设发展有限公司
建筑/室内设计：山水秀建筑事务所
主持建筑师：祝晓峰
设计团队：张璇（项目建筑师）、宋奕璇、陈宣湘、苏凯强、孙嘉浓、朱小叶、耿瑀桐、胡思媛、沈紫微、张弛
合作设计院：同济大学建筑设计研究院
结构设计顾问：和作结构建筑研究所
结构设计人员：张准、巢斯（审核）、张锦骁、蔡研明、潘俊、马卫强，王吉、何诚、 曹墨研
景观设计：格吾景观设计工程（上海）有限公司
施工单位：上海建工集团股份有限公司
采访、撰文：张圣媛
编辑：段崇源
排版：Echo
视频摄像: 是然建筑摄影(苏圣亮)
