建筑界的“数学美人”，每一座都惊艳时光

提到建筑与数学的碰撞，马鞍面（双曲抛物面）绝对是最出圈的 “跨界选手” 。

它既有双曲面的流畅曲线美感，又具备超强的结构力学性能 —— 薄而高强、能实现大跨度无柱空间、受力均匀，仿佛天生为建筑而生。从早期的混凝土薄壳，到现代的索网、膜材组合，它跨越半个多世纪，适配宗教、体育、社区、科研等多种场景，成为建筑师手中 “ 化繁为简 ” 的设计法宝。

今天，就带大家盘点马鞍 面建筑 的经典案例，涵盖中外新旧风格，看看数学如何赋予建筑温柔又有力量的灵魂 ✨

一、大师经典 · 混凝土薄壳时代（早期里程碑）

早期马鞍面建筑，以菲利克斯 · 坎德拉、乌尔里希 · 穆特等大师的混凝土薄壳作品为代表，用 极简材料 实现了结构与美学的极致统一，奠定了马鞍面在建筑界的地位。

1. 霍奇米洛克餐厅（Los Manantiales ，墨西哥城）

✨ 设计师：菲利克斯 · 坎德拉（薄壳大师） | 1958 年建成

坎德拉的标志性作品之一，采用倒置 “ 伞形 ” 双曲抛物面混凝土薄壳集群，仅靠少量支点落地，在软弱地基上轻松实现大跨度无柱空间。曲面交接处柔化处理，流动的造型像一朵绽放的花，既有超强的结构效率，又自带雕塑般的视觉冲击力。

2. 宇宙射线实验室（Cosmic Rays Laboratory ，墨西哥）

✨ 设计师：菲利克斯 · 坎德拉 | 经典薄壳代表作

坎德拉的另一力作，单块双曲抛物面混凝土薄壳贯穿整体，通过曲面形态最大化结构刚度，同时将混凝土厚度降到极致，极大节省材料用量。简洁有力的线条，完美适配科研实验室的大空间需求，把 “ 结构即美学 ” 诠释得淋漓尽致。

3. 帕尔米拉礼拜堂（Capilla de Palmira ，墨西哥库埃纳瓦卡）

✨ 设计师：菲利克斯 · 坎德拉 | 1959 年建成

一座用马鞍面打造的 “ 纯净宗教空间 ” ，单 块巨大 的双曲抛物面混凝土薄壳，仅靠 四个角点落地 支撑，实现完全无柱的开阔感。曲面倾斜角度精心设计，既强化了结构稳定性，又能通过侧窗引入柔和光线，让整个礼拜堂充满宁静神圣的氛围。

4. 圣维森特·德·保罗教堂（Iglesia de San Vicente de Paul， 墨西哥城）

✨ 设计师：菲利克斯 · 坎德拉 | 1960 年建成

多片交错的马鞍面薄壳组成屋顶，混凝土厚度控制在极小范围，看似轻盈却兼具超强结构强度。室内巧妙利用曲面的反射特性优化声学效果，适配宗教仪式中的唱诗与宣讲，外立面简洁朴素，与周边居民区和谐相融，低调又有质感。

5. 马格德堡 Hyparschale 多功能大厅（德国）

✨ 设计师：乌尔里希 · 穆特 | 1969 年建成， 2024 年修复开放

现存同类混凝土薄壳大厅中最大的建筑之一，屋顶由四个双曲抛物面组合成规则马鞍形，轻松覆盖 48×48 米的无柱空间。外立面采用玻璃与钢的竖向线条，通透又现代， 2024 年修复后，保留了原始曲面屋顶的开阔感，焕发新的生机。

6. 普茨坦 Hyparschale 社区大厅（德国波茨坦）

✨ 设计灵感：乌尔里希 · 穆特薄壳理念 | 1970 年代建成

屋顶由两个反向的马鞍面组合而成，覆盖 36×36 米的无柱空间，混凝土薄壳自重轻、抗震性能好，非常适合社区使用。外立面以玻璃幕墙为主，室内保留原始曲面的开阔感，常用于社区活动、展览、小型演出。

二、跨界创新 · 体育场馆中的马鞍面（大跨度典范）

马鞍面的大跨度优势，在体育场馆中被发挥到极致 —— 无柱空间、抗风抗震、适配大型赛事需求，同时用曲面造型打造城市地标，从奥运场馆到地方场馆，处处可见它的身影。

1. 多顿体育馆（Dorton Arena ，美国北卡罗来纳州）

✨ 设计师： Matthew Nowicki | 1952 年完工

世界 首个索网屋面 的马鞍面建筑，堪称现代马鞍面体育建筑的 “ 开山之作 ” 。屋顶为马鞍形索网，支撑在抛物线混凝土主拱上，无需 背索平衡 拉力，结构高效又经济。大跨度无柱空间，既能举办体育赛事，也能承接展览、集会，开创 了索网马鞍 面屋顶的先河。

2. 加拿大丰业银行马鞍体育馆（Scotiabank Saddledome ，加拿大卡尔加里）

✨ 特色：以马鞍面命名 | 1983 年建成

因屋顶完美的马鞍面形态而得名，是加拿大西部的标志性场馆。采用钢筋混凝土与钢索协同的复合结构，覆盖 19000 座的大型场地，无柱主场地视野极佳。曲面屋顶经过特殊设计，既能抵御当地的强风雪，又能优化声学效果，是冰球赛事、演唱会的理想举办地。

3. 慕尼黑奥林匹克公园游泳馆（德国慕尼黑）

✨ 配套： 1972 年慕尼黑奥运会场馆 | 1972 年建成

屋顶为不规则的马鞍 面索膜 结构，由钢桁架与张拉膜材构成，边缘自由舒展，与奥林匹克公园的自然地形完美融合。膜材的半透明特性，让室内获得均匀柔和的漫射自然光，减少人工照明能耗，同时曲面造型有效降低风对建筑的影响，兼具环保与实用。

4. 德阳体育馆（中国四川德阳）

✨ 中国特色：早期大跨度网壳典范 | 1991 年建成

当时国内同 类型双 曲马鞍面网壳结构中跨度最大的体育馆，对角线长 105 米。采用双层钢网壳的马鞍面体系，无需大型混凝土薄壳，施工周期短、造价可控。大跨度无柱空间适配体育赛事与大型集会，屋顶曲面还能有效排水、减小风荷载，适配四川的气候环境。

5. 浙江体育馆

✨ 中国特色：兼顾美学与经济性 | 国内较早应用案例

国内较早将马鞍形双曲抛物面应用于大型场馆的建筑之一，屋顶采用马鞍面结构，既保留了双曲面的流畅美感，又通过合理的结构设计控制造价，实现了建筑美学与结构经济性的双赢。场馆可承接各类体育赛事、文艺演出，成为杭州的经典地标之一。

6. 伦敦奥运会室内自行车馆（英国伦敦）

✨ 现代简约风 | 2012 年建成

屋面是典型的双曲抛物面，造型像一片巨大的 “ 薯片 ” ，简洁又有辨识度。设计师通过优化曲面形态，兼顾了结构稳定性与轻盈感，大幅降低用钢量与施工工期，成为 2012 年伦敦奥运会的标志性场馆之一，赛后也成为市民健身、休闲的重要场所。

7. 国家速滑馆“冰丝带” （中国北京）

✨ 中国标杆：绿色节能典范 | 2021 年建成

北京冬奥会的标志性场馆之一，采用单层双向正交 马鞍形索网屋面 ，用钢量仅为传统屋面的 1/4 ，极致体现绿色节能理念。马鞍形曲面完美适配速滑馆的大跨度需求，同时与外立面的 “ 冰丝带 ” 线条呼应，夜间灯光亮起时，仿佛冰上的丝带， 惊艳又有 科技感。

8. 成都凤凰山体育公园专业足球场（中国成都）

✨ 世界首创：大开口索穹顶马鞍面 | 2021 年建成

世界首例大开口索穹顶马鞍面建筑，罩棚跨度达 200 米，采用单层索穹顶 + 膜材的组合，马鞍形曲面兼顾造型与受力效率。大开口设计保障了场内自然通风与观众视野通透，夜间灯光沿曲面边缘勾勒，形成极具辨识度的城市夜景，成为成都的新地标。

9. 卢塞尔体育场（卡塔尔世界杯主体育场）

✨ 国际标杆：超大 跨度索膜马鞍 面 | 2021 年完工，中国铁建参与建设

2022 年卡塔尔世界杯的主体育场，屋顶采用大 跨度索膜结构 形成巨大的马鞍面，跨度达 274 米，是现代超大跨度马鞍 面应用 的典范。 主索桁架 + 次索系 + 膜材的组合，兼顾造型轻盈与结构稳固，屋顶上的规律小凸起，既丰富了立面，也优化了风荷载与遮阳效果，彰 显国际 建筑水准。

10. 深圳宝安体育场（中国深圳）

✨ 中国创新：轮辐 式索膜 马鞍面 | 2011 年建成

粤港澳大湾区的智慧体育新地标，屋 盖设计 为轮辐式 环形索膜结构 体系，空间形态为标准马鞍面，内外环均为椭圆，这种结构在当时国内尚属首次应用。索桁架上覆盖玻璃纤维膜材，打造出云朵般流动、轻盈的观感，既具自然美，又实现了大跨度无柱空间，当时无相关验收标准，建设团队自主研发技术完成施工。

11. 圣乔治宫体育馆 （西班牙巴塞罗那）

✨ 设计师：矶 崎 新 | 1992 年建成（巴塞罗那奥运会场馆）

为 1992 年巴塞罗那奥运会打造的场馆，可容纳 1.7 万人，设计师矶 崎 新采用半地下结构，尽量缩小建筑外部特征，以此突出邻近蒙锥克山的自然风景。场馆屋顶采用加泰罗尼亚拱顶技术，斜坡形状借鉴佛教寺庙灵感，整体呈现柔和的马鞍面曲线，饰面材料均取自当地，实现了建筑与自然、地域文化的融合。

12. 西北地区首个专业足球场（中国西北）

✨ 特色：适配西北气候 | 2025 年建成

西北地区首个专业足球场，专为 U22 国足等赛事打造，看台采用经典马鞍形设计，兼顾大跨度视野与结构稳定性。每排座椅的间距与高度都经过精密数据测算，适配观赛体验；外立面灯光系统可实现主题色彩动态变化，夜间马鞍面曲线被灯光勾勒，成为当地体育地标，同时马鞍面造型能有效抵御西北风沙，适配地域气候。

三、人文共生 · 多元场景中的马鞍面

除了体育场馆和公共大厅，马鞍面的适配性远超想象 —— 从宗教圣地到艺术场馆、从科研空间到历史建筑，用曲面的温柔与力量，打造兼具功能性与精神内涵的独特空间。

1. 路思义纪念 教堂（中国台湾东海大学）

✨ 设计师：贝聿铭团队 | 1963 年完工

贝聿铭团队的经典作品，由四片独立的双曲抛物面混凝土薄壳组成十字形，无梁无柱，薄壳外贴马约利卡釉面砖，远看如一艘黄色的帆船，极具辨识度。薄壳结构轻盈且抗震性能强，适配台湾多地震的环境，屋顶 “ 一线天 ” 与祭坛后的玻璃幕墙引入自然光线，营造出神圣而宁静的宗教氛围，成为东海大学的精神地标。

2. 上海交响乐团音乐厅（中国上海）

✨ 设计师：矶 崎 新 | 2014 年落成

矶 崎 新在中国的经典作品，地处衡山路复兴 路历史 风貌保护区，外墙采用陶砖砌筑，砖头间隔空砌筑无砂浆开缝，与周边街区完美融合。屋顶设计为巨大的马鞍面，线条流畅柔和，被市民亲切称为 “ 奶油小方 ”“ 馄饨皮 ” ，马鞍面曲面不仅提升了建筑美学质感，还优化了室内声学效果，让每一场交响乐演出都能呈现极致听觉体验，实现了建筑、艺术与城市文脉的共生。

3. 墨西哥大学文化中心（墨西哥）

✨ 设计师：菲利克斯 · 坎德拉 | 1963 年建成

坎德拉将马鞍面薄壳技术与文化建筑完美结合的作品，中心屋顶由多片连续的双曲抛物面混凝土薄壳组成，形成错落有致、极具韵律感的曲面集群。薄壳厚度极薄却能覆盖超大无柱空间，适配音乐厅、展厅、报告厅等多元文化场景，曲面的弧度的设计既兼顾了采光与通风，又让建筑自带强烈的雕塑感，成为墨西哥大学的文化符号。

4. 京都府立美术馆新馆（日本京都）

✨ 设计师：矶 崎 新 | 2014 年开放

融合传统与现代的艺术地标，地处京都历史文化街区，建筑主体采用简约的矩形体量，屋顶则设计为柔和的马鞍面，中和了矩形的硬朗感，实现了现代建筑与京都古街风貌的和谐共生。马鞍面屋顶采用 轻质钢膜材料 ，轻盈通透，既能引入充足自然光，为展厅提供适宜的采光环境，又能通过曲面造型优化建筑通风， 践行 绿色设计理念，成为艺术展览与城市休闲的绝佳场所。

5. 广州大剧院歌剧厅（中国广州）

✨ 设计师：扎哈 · 哈迪德 | 2010 年落成

广州大剧院 “ 双砾 ” 造型中的核心组成部分，歌剧厅屋顶采用不规则马鞍 面索网 结构，与整体的流线型造型完美契合，延续了扎哈 · 哈迪德标志性的解构主义风格。马鞍面曲面经过精密声学测算，既能优化室内声学反射效果，让歌剧厅实现极佳的声压级均匀度，又能通过大 跨度索网结构 ，实现无柱开阔的观众厅空间，适配大型歌剧、交响乐等演出需求，成为中国南方的艺术地标。

6. 罗马当代艺术博物馆（意大利罗马）

✨ 设计师：扎哈 · 哈迪德 | 2010 年开放

罗马当代艺术的重要展示平台，建筑整体呈现流线型的解构形态，展厅顶部采用多个 不规则马鞍面组合而成，既打破了传统博物馆的规整布局，又通过曲面造型实现了空间的灵动性。马鞍面采用 钢混与玻璃 组合材料，通透轻盈，既能为艺术展品提供适宜的采光与展示环境，又能让建筑在罗马古城中脱颖而出，成为传统与现代碰撞的经典之作。

四、总结：马鞍面 —— 建筑与数学的共生之美

通过跨越半个多世纪的经典案例，我们见证了马鞍面（双曲抛物面）从早期的混凝土薄壳，到现代的索网、膜材、索穹顶的迭代演进，也看到了它在不同场景、不同地域、不同文化中的多元表达。它从来不是建筑师追求“标新立异”的工具，而是数学、结构与美学的完美共生体，用最简洁的形态，解决了建筑最核心的功能需求。

马鞍面的核心魅力，在于 “极致的实用与极致的美感并存” ：它 凭借薄 而高强、受力均匀的结构优势，实现了大跨度无柱空间的突破，从社区大厅到世界杯主体育场，从礼拜堂到艺术博物馆，适配了体育、宗教、文化、科研等多种场景，既节省材料、控制造价，又能抵御不同地域的气候挑战，展现出极强的适配性；同时，它流畅柔和的曲面线条，自带雕塑般的视觉冲击力，无论是坎德拉的 极 简薄壳、贝聿铭的 “ 帆船教堂 ” ，还是扎哈 · 哈迪德的解构主义表达，都让马鞍面成为建筑美学的重要符号，实现了结构功能与艺术表达的高度统一。

从墨西哥的大师经典，到中国的地标建筑；从早期的技术探索，到现代的创新应用，马鞍面的演进，也是建筑技术与设计理念进步的缩影。它告诉我们，建筑不必刻意追求复杂的造型，数学的规律、结构的逻辑，本身就是一种极致的美。

未来，随着绿色建筑、智慧建筑理念的普及，以及建筑材料与施工技术的不断创新， 马鞍面这一 “ 数学美人 ” ，必将在更多场景中绽放光彩，继续书写建筑与数学、功能与美学共生的传奇，为城市打造更多兼具实用性与艺术性的经典地标 ✨

|注：文档部分内容由 AI 生成 ，插图截取自网络，本文使用仅供学习交流。文中插图是否对应于相应的建筑，请学友们自行检验，如果发现不正确的地方，希望学友们能够在文后直接留言和上传图片纠正，感谢阅读！

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