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中建深装北方分公司首创城市副中心图书馆全玻璃幕墙项目 揭秘森林书苑全景体验如何实现

2022-10-11 10:21:03来源:中华建筑报网作者:王海霞责任编辑:徐雨晨

  天安门以东30公里,大运河畔的城市绿心森林公园金叶染枝。有森林书苑美誉的北京城市副中心图书馆项目外幕墙全部完成,转入内部装修后,距明年底完全展姿更近一步。

  一件全球独一无二的无龙骨全通透超高玻璃幕墙“外衣”,一支平均年龄28岁的幕墙施工技术团队。近日,北京城市副中心图书馆项目露出真容。项目通过高大通透的玻璃幕墙设计,让置身其中的读者与室外城市绿心森林公园景观融为一体,营造“临山间,于树下,勤阅览”的独特体验,实现“森林书苑”的独特设计理念效果。

中建深装北方分公司首创城市副中心图书馆全玻璃幕墙项目 揭秘森林书苑全景体验如何实现

  这个由276块超高、超宽大玻璃造就的“透明”书苑,与城市副中心剧院、大运河博物馆组成副中心三大地标建筑。中建深圳装饰北方分公司在副中心图书馆建设中首创全玻璃幕墙设计和施工体系,历时一年,为读者打造了一个全景式阅读体验空间,完美诠释了副中心速度和副中心质量。

一次次试验彰显副中心质量

  自2019年末奠基以来,在北京市重点工程的高质量建设要求下,副中心图书馆现已完全显露出身形,玻璃幕墙全部搭建完成,幕墙底部也已镶上饱含古朴韵味砖红色的陶板,恰如一方森林中的文化“赤印”。

  记者在现场看到,建筑四周环绕着大玻璃,极好的透光性让森林书苑的氛围感扑面而来。营造氛围感的关键角色,正是由276块超大玻璃组成的建筑幕墙。这种幕墙无论从外形还是受力体系都属于国内首创,在国际上也并无先例。

  “这个项目堪称全球幕墙领域的‘超级工程’,是世界上首个自承重互为肋的全玻璃幕墙项目,设计和施工都由中建深装首创。” 中建深装幕墙设计院北方分院院长杨英介绍,“项目填补了国内外关于自承重式互为肋全玻璃幕墙体系的空白,对相关技术规范、部品加工等均具有重大意义。”他还透露,该体系已作为北京市科技计划课题开展长期研究,将为未来同类空间建设做好标准引导工作。

  副中心图书馆的屋顶以银杏叶片为灵感来源,树状建筑结构宛如森林伞盖。中建深装副中心图书馆项目经理熊宗祠告诉记者,每组“树冠”中间藏有一个秘密武器,那就是负载在玻璃上的光伏薄膜系统,它能让建筑的可再生能源利用率提升到2.1%。这个绿色低碳的做法,诠释了城市副中心看得见、可体验、有内涵的深厚底色。

  这里还是北京市绿色安全样板工地,2000块异型铝板吊顶,运到现场后组装成200个花瓣状的铝板单元再进行装配化吊装,不仅提高了施工效率,还通过减少高空作业,降低了安全风险。副中心质量就这样在一个个试验、一砖一瓦当中得以彰显。

深化设计下足“绣花功夫”

  作为通州未来的文化地标建筑,副中心图书馆代表着全新的文化体验。杨英率领的项目深化设计团队用绣花功夫,完美呈现了森林景观与图书阅览区融为一体的通透空间感。

  走近副中心图书馆,外立面全玻璃幕墙呈现“W”的折线造型,玻璃夹角从74°到133°共有14种角度,由于屋顶柔性的钢结构结构无法承受超大玻璃荷载,玻璃需采用自承重的结构形式,坐落于悬挑5米的钢结构之上。每块巨大的玻璃之间几乎没有衔接痕迹。如何做到看起来浑然一体的同时还保持稳定坚固,归功于“无任何支撑龙骨及玻璃肋”的自主首创设计。

  “现行的幕墙规范在这里毫无用武之地。”杨英回忆当时面临的窘况:玻璃稳定性设计及抗震性设计,没有规范可参考;如此大角度的互为支撑玻璃幕墙,没有项目先例;目前已知世界最重、单块11吨的玻璃幕墙要如何安装?去哪里定制吊装设备……

  一项项技术难题考验着这个青年设计团队,“2021年底实现外立面亮相”的施工目标催促着每一个现场人员。

  在连日对结构设计、构造设计、抗震设计、玻璃稳定性、超宽超深结构胶受力、玻璃安装设备等各方面进行创新性设计,并经多次论证后,自承重式互为支撑全玻璃幕墙的结构得以敲定。而在每块玻璃间加注宽35毫米、厚150毫米的高强结构胶进行传力,实现互为支撑,就是一次针对稳定性的创新性设计。不要小看注胶这个细节动作,项目团队为此花了整整6个月时间,要知道完成所有玻璃幕墙吊装仅用了3个月。

  两倍时间用在哪里? “太大、太厚了!”不仅注胶的厚度和宽度都是熊宗祠未曾见过的,无尘环境也难以实现。“在超出规定温度、湿度的环境中,注胶会产生白点且无法凝固,环境要求极苛刻。”等待他们的是多次前期论证和上百次试验。“每天上午下午各做一次试验,试块质量合格后再开始正式施工。”熊宗祠的施工日记里,这部分施工记录精确到了每6个小时,并为后期评估胶水性能留下了追溯样本,也不失为维护工程品质的一次尝试。

  材料有缺陷就返厂、施工不合格就返工……高质量大树在每一处细节中发芽。

“幕墙神器”见证副中心速度

  2019年10月28日正式动工,2021年底三大建筑外立面实现亮相,2023年底前具备开放条件,副中心速度可谓“分秒必争”。

  压力笼罩在施工现场,吊装第一块玻璃用了5小时,熊宗祠手心捏了把汗;吊装南北主入口处最大玻璃时,所有人的心都提到了嗓子眼。这个高16米、宽2.5米、总厚度132.6毫米、重达11吨,全球已知的单块最重幕墙玻璃,如何将其吊装在5米高的钢结构上是个技术难题。

  项目为此定制了24爪独立回路的真空电动吸盘,吸盘整体可实现360°无极旋转,±90°翻转功能,吸盘的额定载重可达12吨。每组真空吸盘由PLC中央控制,由独立的真空泵、真空回路、机械安全系统、电器控制系统系统组成。24组吸盘还可以根据需求进行自由组合,实现12吨以下任意重量玻璃的安装,堪称“幕墙神器”。

  有了“幕墙神器”的助力,2021年10月下旬,玻璃吊装开始提速,从一天装四五块,到一天七八块。然而新困难又接踵而至,单块价值达百万的玻璃如何保护?

  “现场施工环境复杂,交叉作业普遍,为了防止破坏,我们在玻璃表面涂刷了防火漆和防撞木板。在运输阶段,定制超厚耐高压、匹配同角度的硬质胶块保护玻璃斜边,并按尺寸改良了平板车进行运输;进场之后再次包边防护,吊装中还用揽风绳做固定。”一套组合拳下来,超大玻璃完好吊装,实现了图书馆外立面如期亮相。

  整整276块超大玻璃,从设计到加工到安装,凝聚了无数人的心血。熊宗祠牵头项目部制定科学的总进度计划,分解每个施工段、每个责任人,同时将每个区域的关键性节点再次细化,以网格化管理模式下放给各个施工段的管理人员,实现管理下沉、一管到底、直面一线、解决问题。

  打造经得起历史检验的时代精品力作!“中国建造”这张蜚声海内外的国家名片,在熟悉的“中国速度”标签之上,新时代青年建设者再次为其添写上“中国创新”的注脚。(本报记者 王海霞)

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