發(fā)布時間：2024年06月20日 [返回列表]
項目地址：重慶，南岸區(qū)
建筑面積：約 19,000 平米
主持設(shè)計：崔愷、劉恒
清水面積：約 62,000 平米
建設(shè)單位：廣陽島綠島發(fā)展中心
設(shè)計單位：中國建筑設(shè)計研究院有限公司
建筑攝影：中鐵建設(shè)集團(tuán)西南公司、中國建筑設(shè)計研究院綠色建筑設(shè)計研究院
總包單位：中鐵建設(shè)集團(tuán)西南公司、宣志杰創(chuàng)新工作室
清水施工：北京益匯達(dá)清水建筑工程有限公司
▲大河文明館鳥瞰效果圖
重慶廣陽島大河文明館位于重慶市南岸區(qū)廣陽島沿江農(nóng)田區(qū)域，為多層博物館建筑、大中型綜合類博物館，同時容身智慧廣陽島、長江模擬器等功能?？偨ㄖ娣e約1.9萬平米，清水展開面積約6.2萬平米。
本項目設(shè)計理念先進(jìn)科學(xué)，項目為空間型雙曲面彩色清水混凝土結(jié)構(gòu)，87.5%的建筑結(jié)構(gòu)為異形曲面結(jié)構(gòu)，含有雙螺旋殼體、傘形柱、弧形梁等結(jié)構(gòu)，造型不規(guī)則且無規(guī)律可循，施工技術(shù)難度在全國十分罕見，充分體現(xiàn)了綠色生態(tài)設(shè)計理念。
建筑以“生態(tài)北斗”為設(shè)計理念，突出“形于山、嵌于地、隱于田、望于江”的設(shè)計意向，圍繞現(xiàn)狀“土堆”為核心順勢嵌入，內(nèi)部空間隨“土堆”自然成形，外部地勢微微隆起，建筑與自然融為一體 ；敞開屋蓋均為懸挑結(jié)構(gòu)構(gòu)成，懸挑長度 4.4‐6.9m。
▲大河文明館施工鳥瞰 ?中鐵建設(shè)
整個規(guī)劃建設(shè)用地呈不規(guī)則多邊形、場地南北寬約 225 米，東西長約 350 米，西側(cè)中干路市正標(biāo)高約在190.5 米～ 193 米之間東側(cè)環(huán)島濱江路標(biāo)高約在 188.40 米～ 188.60 米之間。場內(nèi)部有三座土丘，由西向東三處高度分別為約為 195 米、207 米、198 米。
▲魚尾驛站環(huán)廊展廳入口
展陳以“生態(tài)興則文明興”為主題，布置世界、華夏、長江、重慶、廣陽等五大主要篇章。通過建筑、展陳內(nèi)容和表達(dá)方式的協(xié)調(diào)融合，開展生態(tài)文明、大河文明的互動交流，形成廳廊交織、自然生態(tài)與人文科技互動的半覆土建筑空間。
施工概況
▲廣陽廳展廳施工現(xiàn)場
#01、異型雙曲面彩色肌理混凝土--歐松板飾面肌理
市面上的模板有膠合板、竹膠板、竹模、PVC模板、鋼模、不銹鋼模板。從首鋼的竹筒PVC飾面清水，廊坊的不銹鋼鋼模，到大河文明館的歐松板飾面清水，不斷地創(chuàng)新，清水混凝土不再是單一的，歐松板模板，通過縱橫交錯的紋理，不再是僅用于裝修上，在建筑模板上也是一種創(chuàng)新，賦予了清水混凝土新的生命，增添了清水混凝土的新的藝術(shù)色彩。
歐松板的運(yùn)用不僅環(huán)?？稍偕?，而且契合了當(dāng)?shù)乇就撂厣?/p>
▲歐松板實(shí)拍
▲同比例樣板歐松板木紋肌理效果
項目清水混凝土墻體飾面效果要求為暗紅色木紋飾面效果。以清水混凝土的自然狀態(tài)為最終飾面效果，強(qiáng)調(diào)清水混凝土的自然表現(xiàn)肌理。要用清水混凝土，但質(zhì)感又不能過于冰冷，首先要解決的就是材料顏色的問題，這個顏色有明確的參照物：大河文明館山體泥巖。
1）彩色清水混凝土配合比
構(gòu)成混凝土的水泥、砂子及石子的類型、比例等，都會對混凝土的色彩及質(zhì)感產(chǎn)生一定的影響。不同顏色氧化鐵如何搭配，也需要不斷試驗(yàn)。項目團(tuán)隊結(jié)合當(dāng)?shù)赝临|(zhì)情況，施工前期通過不同顏色配合比樣品試驗(yàn)初步確定顏色方向，為“創(chuàng)造”出這種獨(dú)一無二的彩色生態(tài)混凝土，項目團(tuán)隊積極探索新技術(shù)、新工藝、新材料運(yùn)用。對清水混凝土標(biāo)號、顏料用量、砂石類型纖維用量、木紋類型等進(jìn)行40余次配比試驗(yàn)反復(fù)試驗(yàn)、調(diào)整混凝土的色彩和質(zhì)感。在經(jīng)過114組樣品比對和修正后，終于試配出符合設(shè)計要求的彩色生態(tài)混凝土，達(dá)到觀之有紋理、觸之有肌理的藝術(shù)效果。
混凝土顏色調(diào)整材料。主要為氧化鐵紅、氧化鐵黃。
▲混凝土細(xì)骨料選配
▲粗細(xì)骨料最終定樣
▲大河文明館混凝土色塊小樣
2）彩色清水混凝土肌理選擇
針對肌理表現(xiàn)形式，本項目采用木紋肌理作為建筑裝飾面。因此項目團(tuán)隊再利用不同板面效果的木紋模板進(jìn)行肌理拆模試驗(yàn)，確認(rèn)彩色混凝土配比與木紋肌理飾面板的最終表現(xiàn)效果。
▲樟子松木紋肌理混凝土樣塊
▲歐松板木紋肌理混凝土樣塊
3）自由曲面彩色清水混凝土深化理念
飾面板效果采用歐松板肌理為主，通過以不同高度的嵌板（高度從150mm~650mm不等量變化）嵌板高度由小變大。使人體視覺效果形成所有嵌板高度相同的視覺錯覺、搭配不同寬度的明縫條（20mm寬、30mm寬）、深淺不一的雙層飾面嵌板搭配歐松板獨(dú)有的無序木紋肌理，形成嵌板相互之間犬牙交錯，明縫效果寬窄不一交互配合形成的有序靈動。本項目清水混凝土飾面層深化設(shè)計理念：在無序中排序、在排序?qū)ふ易匀?、在自然中加入人類智慧的美。最終呈現(xiàn)史上第一個彩色曲面歐松板排版效果。
飾面板深化排版要求：
①明縫條的垂直間距根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)行排版深化。
②歐松板嵌板及大板在陰陽角部位采用“下密上疏”、“下長上短”的原則進(jìn)行深化，避免出現(xiàn)明縫轉(zhuǎn)角過大的現(xiàn)象，不僅影響視覺美感，還增加安裝難度。
③減少歐松板嵌板在陽角處的排版，避免陽角不順直的視覺錯感。
▲深化設(shè)計圖
#02、樣板展示
▲彩色木紋清水混凝土樣板 ?中鐵建設(shè)
#03、異形雙曲面清水混凝土模板工藝
蜿蜒流線，比擬天工。工程87.5%的建筑結(jié)構(gòu)為異形單曲及雙曲面結(jié)構(gòu)，含有雙層螺旋墻、錐形殼體、傘形柱等結(jié)構(gòu)，建筑造型奇特且無規(guī)律可循。項目團(tuán)隊根據(jù)難易程度、視線主次，針對不同的結(jié)構(gòu)形態(tài)，制定不同的施工模板體系方案，并結(jié)合圖紙及模型進(jìn)行造型背楞模板深化設(shè)計，采用全自動程控模板裁割機(jī)雕刻成型，再根據(jù)編號進(jìn)行拼裝。
▲異形曲面模板施工 ?中鐵建設(shè)
▲自由曲面模板定型體系
▲Grasshopper參數(shù)化編程
為搭建符合曲面造型的“巨型模具”，項目團(tuán)隊自主研發(fā)“定位盤+背楞”支撐體系，創(chuàng)新運(yùn)用多種三維建模技術(shù)異形曲面施工技術(shù)提取三維曲面數(shù)據(jù)。
三維模型數(shù)據(jù)搭建完成后聘請專家團(tuán)隊對施工模型當(dāng)中的支撐體系、模板加固體系、混凝土澆筑流動過程中模板側(cè)壓力承載極限進(jìn)行驗(yàn)算。驗(yàn)算合格后開始三維模型施工模擬，并在三維模型施工模擬驗(yàn)證過程中不斷優(yōu)化異型龍骨和模板的下料尺寸及安裝工序。同時進(jìn)行多次模板施工體系模型的迭代更新，控制模板材料使用率既能滿足現(xiàn)場施工要求，又能最大程度的節(jié)約施工造價成本。
待三維施工模型模擬驗(yàn)證通過后將最終進(jìn)行二次深化，將數(shù)以千計的三維模板體系模型進(jìn)行維度轉(zhuǎn)換將三維模型轉(zhuǎn)換為二維平面圖框，最終采用全自動數(shù)控CNC機(jī)床進(jìn)行精確下料。使加工誤差控制在±1mm以內(nèi)。
模板加工生產(chǎn)過程中技術(shù)團(tuán)隊同步進(jìn)行模板的施工安裝交底工作，確保每塊半成品模板順利找到各自位置。
▲Z3桃心柱定型模板施工過程
▲Z2傘形柱、Z3桃心柱定型模板施工過程
▲管廊展廳定型模板施工
一塊模板需經(jīng)過計算機(jī)三維建模、數(shù)控機(jī)床加工。模板拼接打磨等10余個工序施工后，才能被精準(zhǔn)安裝到固定點(diǎn)位。他們共計優(yōu)化模板施工圖5650張完成4萬多個標(biāo)高點(diǎn)、7萬多個測量點(diǎn)放線68萬米背楞和定位盤安裝。
▲基底飾面板及明縫安裝效果
▲嵌板人工打磨邊角
▲嵌板效果
#04、鋼筋體系
為滿足異型結(jié)構(gòu)造型設(shè)計要求，一根鋼筋要進(jìn)行4至5次不同曲率的折彎加工。且無法使用傳統(tǒng)鋼筋算量技術(shù)計算加工數(shù)據(jù)。為攻克鋼筋技術(shù)難題，因此施工團(tuán)隊創(chuàng)新使用“三維建模+計算機(jī)編程+二維轉(zhuǎn)換”技術(shù)，測量計算出每條曲形鋼筋的二維長度、折彎曲度，再通過數(shù)控機(jī)床進(jìn)行精準(zhǔn)加工，對每一條鋼筋進(jìn)行編碼排列。
▲華夏廳鋼筋三維模型采用Rhino+GH參數(shù)化建模
▲桃心柱鋼筋模型
▲鋼筋放樣配料單
▲異形鋼筋綁扎 ?中鐵建設(shè)
“該項目自由曲面混合肌理彩色清水混凝土的設(shè)計規(guī)模和施工難度是國內(nèi)少有的。綜合評價達(dá)到了國內(nèi)一流的設(shè)計施工水平”。在工程設(shè)計構(gòu)想成功實(shí)現(xiàn)后，崔愷院士對工程建設(shè)予以充分肯定。
#05、背面模板施工技術(shù)
1）自由曲面背膜施工措施
1、模板原材料全部改為室內(nèi)堆放，堆放平整減少其自然變形 ，模板使用時變形較大的模板不得使用。增加連接木條板寬度，除用槍釘連接外增加鐵釘連接，槍釘全部斜向釘裝，增加抓附力，連接板條增加厚度，將縫隙填滿。
2、增加振搗時長，振搗時間由45S增加至60S，減緩提棒速度。頂部上翻面開排氣孔，振搗時需看到排氣孔冒漿后方可停止振搗?，F(xiàn)場準(zhǔn)備附著式振搗器進(jìn)行輔助振搗。
3、弧墻模板頂部壓在環(huán)梁背模吊模下口，模板頂部增加一排螺桿加固，背面輔助頂撐鋼管受力，環(huán)梁背模頂部定收口條，混凝土收面以收口條為準(zhǔn)。
4、頂部曲面環(huán)梁吊模位置進(jìn)行2次振搗，避免混凝土氣泡過多。在背模合模完成后，在模板上設(shè)置排氣孔。調(diào)整振搗口在弧度位置開口，縮小振搗口尺寸。或采用10公分寬圓孔開孔器開洞振搗口后期打磨修復(fù)。
▲桃心柱背面模板
▲曲面背膜造型木加固體系
完工效果
▲一層組合平面圖
▲軸立面圖
為保護(hù)好廣陽島的山水湖田，項目團(tuán)隊固土護(hù)坡、綠化植被，對土堆山體進(jìn)行修復(fù)和綠化最大程度保護(hù)。山體原有的植被群落和水文生態(tài)，堅持“綠色建筑三星級”標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制建筑材料綠色標(biāo)準(zhǔn)，大面積采用綠色再生材料歐松板，混凝土廢舊骨料回收應(yīng)用，整體89%的綠色建材使用比例等措施。
對建筑垃圾進(jìn)行破碎回收再利用，引入生活污水處理系統(tǒng)、雨水回收利用系統(tǒng)。從源頭做好河流湖泊濕地的生態(tài)保護(hù)工作，引入空氣源熱泵、江水源熱泵、太陽能路燈等節(jié)能減排設(shè)備，投用后預(yù)計平均每年減碳約246.4噸。
▲大河文明館現(xiàn)場航拍圖 ?綠色建筑設(shè)計研究院
大河文明館為大中型綜合類覆土式科技館，定位于世界一流科技館，在施工過程中大力推廣和利用建筑新技術(shù)，通過新技術(shù)的運(yùn)用提高工程質(zhì)量、縮短工期、節(jié)約施工成本，推進(jìn)行業(yè)技術(shù)發(fā)展，大河文明館被列為重慶市“十大”新型建筑之一，迎來了市民游客的喜歡和一致好評。
部分資料來源：中鐵建設(shè)、綠色建筑設(shè)計研究院