扎哈事务所新作——2023成都世界科幻大会主场馆幕墙工程解析
力能扛鼎的茶叶
2023年12月11日 10:54:41
来自于门窗幕墙
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成都科幻馆 项目 现已落成开幕 项目占地约138.5亩, 总建筑面积约5.9万㎡ 幕墙总面积约4.8万㎡ 外形方案由扎哈·哈迪德建筑事务所设计 造型从“星云”形态获取灵感 以自由、扩散、无界的未来建筑形象诠释科学与科幻主题 同时提取古蜀文化中神秘“古蜀之眼”融入“星云”屋顶造型中


成都科幻馆 项目 现已落成开幕

项目占地约138.5亩, 总建筑面积约5.9万㎡

幕墙总面积约4.8万㎡



外形方案由扎哈·哈迪德建筑事务所设计

造型从“星云”形态获取灵感

以自由、扩散、无界的未来建筑形象诠释科学与科幻主题

同时提取古蜀文化中神秘“古蜀之眼”融入“星云”屋顶造型中

实现古蜀文化与现代科幻文化穿越时间的对话


      △ 三星堆“金箔面具”            科幻馆屋面采光顶                                    蟹状星云



  01. 
主要幕墙系统

郫都科幻馆幕墙主要
  玻璃幕墙和蜂窝铝板幕墙   两个系统构成
其中玻璃幕墙总面积约7000㎡
蜂窝铝板幕墙总面积约34000㎡

FS01:对边支撑玻璃幕墙系统
FS02:玻璃肋全玻幕墙系统
FS03:立面蜂窝铝板幕墙系统
FS04:檐口蜂窝铝板幕墙系统
FS05:吊顶蜂窝铝板幕墙系统
FS06:蜂窝铝板屋面系统
FS07:玻璃采光顶系统
FS08:拉索光电幕墙系统
FS09:光伏采光顶系统

△主要幕墙系统分布示意图


  02. 
幕墙项目     点分析

(1)“超级玻璃”

玻璃在每层内通高布置,受力形式均为   “落地式”。   在此种受力模式下,玻璃分格尺寸非常之大:
12米平台以下对边支撑玻璃   面板   最大分格尺寸为   2400×8300mm   ,单块玻璃重量高达   4.2吨     12米平台以上玻璃肋全玻幕墙   的玻璃板块   最大分格尺寸为   2200×11800mm   ,单块玻璃重量约   2 .6吨  
以上玻璃除了   板块大、配置高   等特点外,部分位置还需做   正、反弯弧处理   ,这对玻璃的生产加工、成品保护、施工安装都提出了极高的要求。

(2)双曲蜂窝铝板

为了最大程度还原“星云”造型,保证外立面完成效果的流畅,大部分为曲面板。经过分析,   双曲板占比高达63%,单曲板占比为20.4%,平板占比仅为16.6%   ,且存在大量的   超宽和超长板   ,部分面板的外接矩形尺寸最大可达   2600×16000mm  
这对前期设计部门的方案深化、材料下单,中期的材料加工厂的生产加工、成品运输,后期施工现场的物料管理、安装定位、成品保护等各个环节都是巨大的挑战。 

  蜂窝铝板类型分色图


  03. 
幕墙系统解析

1.对边支撑玻璃幕墙

主要分布在12米平台以下,总面积约2400㎡。由于主体结构的限制,玻璃面板的承重方式只能选择“落地式”。通过结构计算校核,部分位置玻璃面板须达到   【TP12+2.28SGP+TP12+2.28SGP+TP12+2.28SGP+TP12+2.28SGP+TP12+20Ar+TP12+2.28SGP+TP12】
钢化三银中空(充氩气)夹胶玻璃(全超白、均质)   配置才可以满足结构安全需求。

在满足结构安全的前提下,将对边支撑玻璃幕墙分为了4个区域,使用   4种不同的玻璃配置   。最大程度降低了工程造价,还减轻了玻璃板块的重量,更易于现场施工安装。

△对边支撑玻璃配置表

节点采用了   分体式U槽设计   方案,内外两块钢板通过螺栓进行紧固,   解决不同配置玻璃厚度差问题,便于现场安装调节   。在玻璃面板的上下口布置了通长的   U型PVC保护套   ,保护套邵氏硬度控制在   A80±5°   ,保护玻璃在安装过程中不会因磕碰而破损,在安装完成后起到承托和保护的作用,   降低玻璃自爆率  

△对边支撑玻璃标准节点

2.玻璃肋全玻幕墙

玻璃肋全玻幕墙位于12米平台上,总面积约2320㎡。   玻璃板块最大分格尺寸为2200×11800mm,玻璃配置为   【TP10+2.28SGP+TP10(Low-E)+20Ar+TP10+2.28SGP+TP10 钢化三银中空(充氩气)夹胶玻璃(全超白、均质)   ,单块玻璃最大重量约2.6吨。
此位置 上方主体结构是球型网架屋盖 ,后期会存在较大的 沉降位移   连接方案设计需要解决   球型网架屋盖沉降和大玻璃地震位移   两个关键问题。
此处玻璃幕墙采用的是自承重系统,玻璃的顶部只承担水平荷载,为了   避免屋盖的变形位移传递给玻璃面板   ,借鉴了其他项目中超大玻璃自承重式连接方案:
出厂时在玻璃的上下两端采用   钢制U槽   进行包覆,钢U槽与玻璃之间   填注混合结构胶   进行粘接。   降低在运输和安装过程中破损风险,还起到 连接 玻璃板块的作用   。“钢帽”上预先焊接好带有超长条孔的连接件,条孔连接件通过螺栓与顶部转接件进行连接。条孔总长200mm, 可以吸收±100mm的变形位移,足以应对屋盖沉降、地震位移等各种工况变形 。 

玻璃面板“穿靴戴帽”

全玻幕墙上口连接示意


为了适应大玻璃在地震位移下的变形需求,在玻璃下口“钢靴”的中部设置了一个   外凸弧形滑块,与底部内凹弧形底座配合使用   。在面临地震时,大玻璃可以实现   相对底座的左右轻微偏转以吸收地震带来的平面内位移,降低玻璃的自爆率  

全玻幕墙下口连接示意         全玻幕墙连接节点

3.蜂窝铝板幕墙

蜂窝铝板幕墙是本项目面积最大的幕墙系统
分布于立面、檐口、吊顶、屋面等部位
总面积约34000㎡。

系统选型
主、次龙骨均采用钢圆管     蜂窝铝板面板通过一套定制的   可调节铝合金底座系统与龙骨进行连接。
幕墙表皮几乎全部为曲面,所有的主、次龙骨都需要进行   弯弧加工   ,因此 选择圆管作为主、次龙骨   圆管不存在弯弧方向问题     可以更   好适应自由曲面的造型,降低了弯弧加工和安装定位的难度。
在主、次龙骨   连接位置设置了     个槽钢连接件   ,两个圆管在连接时不用开相贯线,降低了龙骨加工难度。铝合金底座系统可以为面板提供三个方向的调节,面板的安装效率和施工质量进一步得到了保障。

蜂窝铝板幕墙基本节点


系统优化


本项目表皮造型极为扭曲和复杂, 分格线与表皮不垂直 ,存在一定夹角,就会导致 分格线的各点在曲面上法向不一致的情况出现 导致了 龙骨偏位问题 的出现。


分格线与表皮不垂直对应

分格线上点法向分析


主龙骨就会与分格缝发生偏位,会导致 蜂窝铝板的角码无法固定在铝合金底座上


常规幕墙龙骨与分格线位置关系

偏位龙骨与分格线位置关系


纠偏龙骨方案CAD示意图


在保持原基本系统不变的前提下,对铝合金连接件进行升级改造,原有的铝合金连接件与角码的接触面为直面,经过   优化后直面变为偏心弧形     弧形     设计   可以   解决   龙骨偏位导致角码无法固定的问题     偏心设计   不仅可以   避免连接件与蜂窝铝板发生干涸   ,还可以   减少铝型材的用量  
相较于常规解决方案,偏心底座方案仅仅   是对原有系统的一次升级改装,不需要额外增加材料。而且这种方案   没有焊接作业,操作十分简单,不仅工效高而且环保   。另外这种方案的通用性极强,只需要控制偏心弧形的长度即可适应全部的偏位情况。

偏心底座方案CAD示意图

   

偏心底座方案实拍照片


4.玻璃采光顶

玻璃采光顶位于金属屋面的正中央,采光顶   面积约   1382㎡   ,寓意着宇宙   138.2亿年   的年龄。 采光顶的玻璃配置为:   8Low-E(双银)+12Ar+6+1.52PVB+6钢化中空(充氩)夹胶全超白玻璃   受力形式为   对边支撑     玻璃长边方向设置主龙骨,短边方向无龙骨支撑    
 

 
为解决采光顶漏水的     题,采用了   双道密封胶施工   方法。
首先在   玻璃底部贴一层胶带   ,填补玻璃之间的缝隙,然后   灌注第一道密封胶   。此道密封胶采用   高性能硅酮耐候密封胶,   较于普通密封胶拥有   更强的粘接性能、抗位移能力、耐老化性能和耐温度变化性能   ,在面对循环位移的工况下   更不容易开裂   。此道密封胶是采光顶防水最安全的一道屏障,即使外侧密封胶被突破,也能有效的防止雨水渗漏。  
待第一道密封胶干透后,在其上方填充一层方形泡沫棒,最后在泡沫棒上方施打第二道密封胶   。此道密封胶不仅是采光顶的第一道防水屏障,还为内侧密封胶提供了保护,使内侧密封胶更   不易老化开裂  
密封胶的灌注对宽厚比有一定的要求,   太薄则密封性差,容易导致雨水渗漏,太厚则伸缩性差,容易拉断破坏   ,所以采用   双道密封胶施工方法   ,不仅   对采光顶的防水形成了双重保护,有效控制了胶缝的宽厚比,还极大提高了采光顶的防水性能  

玻璃采光顶双道密封胶节点



  04. 
结语

成都 科幻馆 运用BIM技术与装配化施工方案相结合
共同解决了 幕墙施工中的难点
向全世界科幻迷和成都人民交出了一份满意的答卷
为蓉城   竖起了一道崭新的地标

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
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