發(fā)布時間：2024年03月22日 [返回列表]
項目地址：重慶，南岸區(qū)
建筑面積：約 19,000 平米
主持設計：崔愷、劉恒
清水面積：約 62,000 平米
建設單位：廣陽島綠島發(fā)展中心
設計單位：中國建筑設計研究院有限公司
建筑攝影：中鐵建設集團西南公司、中國建筑設計研究院綠色建筑設計研究院
總包單位：中鐵建設集團西南公司、宣志杰創(chuàng)新工作室
清水施工：北京益匯達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。
本項目設計理念先進科學，項目為空間型雙曲面彩色清水混凝土結構，87.5%的建筑結構為異形曲面結構，含有雙螺旋殼體、傘形柱、弧形梁等結構，造型不規(guī)則且無規(guī)律可循，施工技術難度在全國十分罕見，充分體現了綠色生態(tài)設計理念。
建筑以“生態(tài)北斗”為設計理念，突出“形于山、嵌于地、隱于田、望于江”的設計意向，圍繞現狀“土堆”為核心順勢嵌入，內部空間隨“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構構成，懸挑長度 4.4‐6.9m。
▲大河文明館施工鳥瞰 ?中鐵建設
整個規(guī)劃建設用地呈不規(guī)則多邊形、場地南北寬約 225 米，東西長約 350 米，西側中干路市正標高約在190.5 米～ 193 米之間東側環(huán)島濱江路標高約在 188.40 米～ 188.60 米之間。場內部有三座土丘，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、展陳內容和表達方式的協(xié)調融合，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色彩。
歐松板的運用不僅環(huán)?？稍偕?，而且契合了當地本土特色。
▲歐松板實拍
▲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，強調清水混凝土的自然表現肌理。要用清水混凝土，但質感又不能過于冰冷，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感產生一定的影響。不同顏色氧化鐵如何搭配，也需要不斷試驗。項目團隊結合當地土質情況，施工前期通過不同顏色配合比樣品試驗初步確定顏色方向，為“創(chuàng)造”出這種獨一無二的彩色生態(tài)混凝土，項目團隊積極探索新技術、新工藝、新材料運用。對清水混凝土標號、顏料用量、砂石類型纖維用量、木紋類型等進行40余次配比試驗反復試驗、調整混凝土的色彩和質感。在經過114組樣品比對和修正后，終于試配出符合設計要求的彩色生態(tài)混凝土，達到觀之有紋理、觸之有肌理的藝術效果。
混凝土顏色調整材料。主要為氧化鐵紅、氧化鐵黃。
▲混凝土細骨料選配
▲粗細骨料最終定樣
▲大河文明館混凝土色塊小樣
2）彩色清水混凝土肌理選擇
針對肌理表現形式，本項目采用木紋肌理作為建筑裝飾面。因此項目團隊再利用不同板面效果的木紋模板進行肌理拆模試驗，確認彩色混凝土配比與木紋肌理飾面板的最終表現效果。
▲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計理念：在無序中排序、在排序尋找自然、在自然中加入人類智慧的美。最終呈現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設計要求進行排版深化。
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”的原則進行深化，避免出現明縫轉角過大的現象，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。
▲深化設計圖
#02、樣板展示
▲彩色木紋清水混凝土樣板 ?中鐵建設
#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%的建筑結構為異形單曲及雙曲面結構，含有雙層螺旋墻、錐形殼體、傘形柱等結構，建筑造型奇特且無規(guī)律可循。項目團隊根據難易程度、視線主次，針對不同的結構形態(tài)，制定不同的施工模板體系方案，并結合圖紙及模型進行造型背楞模板深化設計，采用全自動程控模板裁割機雕刻成型，再根據編號進行拼裝。
▲異形曲面模板施工 ?中鐵建設
▲自由曲面模板定型體系
▲Grasshopper參數化編程
為搭建符合曲面造型的“巨型模具”，項目團隊自主研發(fā)“定位盤+背楞”支撐體系，創(chuàng)新運用多種三維建模技術異形曲面施工技術提取三維曲面數據。
三維模型數據搭建完成后聘請專家團隊對施工模型當中的支撐體系、模板加固體系、混凝土澆筑流動過程中模板側壓力承載極限進行驗算。驗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證通過后將最終進行二次深化，將數以千計的三維模板體系模型進行維度轉換將三維模型轉換為二維平面圖框，最終采用全自動數控CNC機床進行精確下料。使加工誤差控制在±1mm以內。
模板加工生產過程中技術團隊同步進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
一塊模板需經過計算機三維建模、數控機床加工。模板拼接打磨等10余個工序施工后，才能被精準安裝到固定點位。他們共計優(yōu)化模板施工圖5650張完成4萬多個標高點、7萬多個測量點放線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
為滿足異型結構造型設計要求，一根鋼筋要進行4至5次不同曲率的折彎加工。且無法使用傳統(tǒng)鋼筋算量技術計算加工數據。為攻克鋼筋技術難題，因此施工團隊創(chuàng)新使用“三維建模+計算機編程+二維轉換”技術，測量計算出每條曲形鋼筋的二維長度、折彎曲度，再通過數控機床進行精準加工，對每一條鋼筋進行編碼排列。
▲華夏廳鋼筋三維模型采用Rhino+GH參數化建模
▲桃心柱鋼筋模型
▲鋼筋放樣配料單
▲異形鋼筋綁扎 ?中鐵建設
“該項目自由曲面混合肌理彩色清水混凝土的設計規(guī)模和施工難度是國內少有的。綜合評價達到了國內一流的設計施工水平”。在工程設計構想成功實現后，崔愷院士對工程建設予以充分肯定。
#05、背面模板施工技術
1）自由曲面背膜施工措施
1、模板原材料全部改為室內堆放，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。現場準備附著式振搗器進行輔助振搗。
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。
4、頂部曲面環(huán)梁吊模位置進行2次振搗，避免混凝土氣泡過多。在背模合模完成后，在模板上設置排氣孔。調整振搗口在弧度位置開口，縮小振搗口尺寸?；虿捎?0公分寬圓孔開孔器開洞振搗口后期打磨修復。
▲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
為保護好廣陽島的山水湖田，項目團隊固土護坡、綠化植被，對土堆山體進行修復和綠化最大程度保護。山體原有的植被群落和水文生態(tài)，堅持“綠色建筑三星級”標準，嚴格控制建筑材料綠色標準，大面積采用綠色再生材料歐松板，混凝土廢舊骨料回收應用，整體89%的綠色建材使用比例等措施。
對建筑垃圾進行破碎回收再利用，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)能減排設備，投用后預計平均每年減碳約246.4噸。
▲大河文明館現場航拍圖 ?綠色建筑設計研究院
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，通過新技術的運用提高工程質量、縮短工期、節(jié)約施工成本，推進行業(yè)技術發(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、綠色建筑設計研究院