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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

发布于:2023-12-11 10:54:11 来自:装修设计/门窗幕墙 [复制转发]


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
由   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   难   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   一   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   的   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   问   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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