【钢结构·技术】亚洲最大悬浮屋面雏形初展

 

中法航空大学位于杭州市余杭区瓶窑镇，致力于打造民航领域具有中国特色的世界一流高等学府。该项目由 上海建工旗下总承包部组织实施，二建集团、五建集团、机施集团、安装集团、园林集团、装饰集团、建工总院等参建 。

目前，中法航空大学项目 各组团都已进入了 幕墙、装饰装修 施工 阶段，整体工程计划2023年二季度竣工。

中法航空大学规划之初就设计有这张半空中的巨大屋面，充分呈现航空领域的科技质感，且顺应周围山势，两侧上挑中间自然凹弧，整个悬浮式大屋面造型如机翼一般轻盈，是 目前亚洲最大跨度的不锈索-钢桁架超长屋面 。

   

基座由行政楼、图书馆、音乐厅、发展用房和公共教学楼组成，统称为“中心组团”，是校内的研究和学习中枢。大屋面钢结构体系，由北区钢桁架体系、中央区悬链线索结构和南区钢桁架体系组成， 钢结构总量约8000吨 。

   

就拿高难度的拉索安装来说，矢高约3.5米的超大弧形悬索钢屋盖，每榀桁架起吊后，需要找到最适宜的角度做成倾斜状态。其中 最长的桁架，连续跨度可达120米左右 。大屋面由“双向钢桁架＋跨中拉索结构”组成，中央区域110米全悬空的悬链态由两侧边桁架及中间36根直径为70毫米的不锈钢拉索组成，施工牵引张拉、精度、温度、双索的扭曲偏转是无可回避的难题。

   

上海建工 机施集团 承担了拉索幕墙施工任务，形成了 拉索、稳定杆及幕墙一体化集成 的设计施工方案，同时用建立模型、计算分析、风洞试验、虚拟施工及过程监测等手段，保障了施工顺利进行。

   

自2022年3月10日首榀桁架开吊以来，机施集团利用BIM技术进行全过程模拟，优化构件制作及安装流程，保证施工路线合理有序。 项目团队更是因地制宜，明确了总体施工路线采取由中间向两边的流水安装。 施工机械采取中线重型行走式塔吊+外围重型履带吊综合吊装方法，实现施工范围的全覆盖。

针对双向弯曲的零状态边桁架，项目团队制定了工厂拼装竖向补偿，现场安装水平补偿的施工策略， 同步实施拉杆-幕墙-TMD一体化安装技术 ，并采用双索同步张拉工艺。

 

近日，“2022年度杭州市绿色建筑与建筑节能示范工程计划（第一批）”项目公示，经杭州市各级相关部门审定， “中法航空大学-公共中心组团图书馆项目”获评杭州市超低能耗建筑示范项目 。上海建工积极应用主动式节能、被动式节能、可再生能源等技术，让建筑能耗更低、碳排更少。

   

主动式节能方面 ：图书馆建筑中采用6台降膜蒸发式冷凝（热泵）高性能空调机组空调冷热源，降膜蒸发节能机组采用降膜蒸发式水冷冷凝器，利用水的汽化潜热将机组的热量排走，相比普通的双冷源机组效率提升在10%以上。在照明上充分利用自然光，室内灯具采用采光感应模式和人体节律调节措施，相比传统照明模式， 全年约减少8万度照明用电 。

降膜蒸发式冷凝（热泵）高性能空调机组空调

双转轮式新风空调机组

被动式节能方面 ：图书馆使用预制混凝土夹心保温墙板技术，在围护结构中采用挤塑聚苯板、岩棉板、无机轻集料保温板等，在浇筑混凝土外墙时，把保温层/模板一次性与墙体结构一起浇筑成型，相当于 给房子穿上了保温的“羽绒服” ，实现了平均传热系数K值达到0.4以下。同时，中心组团的大屋面外挑以及活动遮阳也对降低能耗起到作用。

图书馆外立面保温层设计

可再生能源 ：屋面采用 BIPV方式安装太阳能发电装置 ，根据综合测算，相较国家标准《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2015），中法航空大学公共中心图书馆建筑本体节能率（不包含可再生能源）为47.19%，可再生能源利用率为17.49%，综合节能率为56.42%，降低50%以上，达到超低能耗建筑水平。

   

中法航空大学项目采用EPC工程模式，项目团队充分利用EPC模式下工程建设的优势，充分发挥总承包部 “菱形管控” 优势，在打造低能耗建筑中，实现了 设计、施工、采购等各个端口协同参与 ，逐个解决设计方案和施工过程中的难点，通过技术创新和模式创新，为超低能耗建筑的应用与发展积累了重要经验。