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天地之中蘊(yùn)鄭城，慢慢品，舊事未老。深裝巧匠奪天工，披星月，盡趕早。
冕冠加繡銀甲鱗，細(xì)細(xì)筑，創(chuàng)世王朝。寶盆乃大皆有容，似也嘆，合聚好。
——《浪淘沙·鄭博新館》
△視頻：正在建設(shè)中的鄭州博物館新館幕墻工程
編者按
鄭州博物館作為國家一級館，存有文物52468件，其中一級文物79件、二級文物238件。“鎮(zhèn)館之寶”包括大名鼎鼎的青釉瓷尊、商代前期青銅方鼎、春秋青銅編鐘、九鼎八簋九鬲兩壺等。老博物館由于面積受限，讓大量“寶貝”隱居庫房。而正在建設(shè)的新館，建成投入使用后，依托7萬多平方米的地面建筑面積，和功能完善、設(shè)施先進(jìn)的館設(shè)，大量“隱居”的文物將和世人親密接觸，成為國人領(lǐng)略中原傳統(tǒng)厚重歷史文化的重要之地。
從2018年年底開始進(jìn)場，鄭州博物館(新館)幕墻工程已初具規(guī)模，其建筑外觀立意取自象征黃帝文明的“冕冠”造型，同時引借聚寶盆的形象寓意，提煉出遒勁的曲線動勢，生成“冕冠”浮出“聚寶盆”上的文明景象。新館在今年落成后，將成為2019年第11屆全國少數(shù)民族傳統(tǒng)體育運(yùn)動會的重要配套設(shè)施。
一圈轉(zhuǎn)下來，這個幕墻項目看點十足，而且不經(jīng)意間，又締造了諸多“幕墻之最”。
一、GRC之最：造型最復(fù)雜的GRC幕墻
GRC幕墻面積有3萬多平方，展開有40000㎡以上。
GRC板在微觀上是碗形+菱形+橫條型。在宏觀上呈厚碗型(聚寶盆)。
“聚寶盆”碗狀GRC雖然整體呈現(xiàn)的是一個東西走向直線距離達(dá)155米，最高點達(dá)29米的龐大“聚寶盆”，但分解開來，其實是由一個個小的梯形“聚寶盆”組成的。說它小，其實也不小，最大分格的碗狀GRC達(dá)到2933x1664mm，重達(dá)350公斤。造型上外端由一個較大的梯形組成，里端則由1/3板塊大小的等比例梯形內(nèi)凹170形成一個小的“聚寶盆”，“盆”里側(cè)則規(guī)則的布置著“回”字狀鋸齒形拉槽。
二、超大、超復(fù)雜屋面系統(tǒng)
1.建筑單體屋面形式多達(dá)四種。
① 隱框玻璃幕墻采光頂;
�、� 電動遮陽百頁;
�、� 屋面采光頂;
�、� 鋁板屋面，這個要說一下，鋁板是和鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)裝，以裝配式的形式進(jìn)行提升安裝，部分位置還要進(jìn)行橫向運(yùn)動就位，最大提升的屋面結(jié)構(gòu)板塊尺寸達(dá)到9米×4米×1.4米，重量超2噸。
△ 屋面“鋁板+鋼結(jié)構(gòu)”裝配式單元體，最大尺寸達(dá)9米×4米×1.4米
2.整體屋面面積近60000㎡，創(chuàng)建筑單體屋面之最。
3. 屋頂?shù)呐畠簤Σ课�，還有巧妙設(shè)計的溢水孔，能確保百年一遇的暴雨來臨之際，及時給屋面排水，避免屋面被雨水壓塌(屋面承水水深極限為30cm)。
三、精確的加工工藝和高質(zhì)量施工技術(shù)，確�！懊峁凇备〕觥熬蹖毰琛鄙系奈拿骶跋蟆�
好了，鄭博新館幕墻工程的詳情，讓我們一起來看看設(shè)計師的解讀吧……
集大氣于天成，蘊(yùn)靈巧于萬物，坐落于鄭州西四環(huán)東側(cè)，中原路與隴海高架之間的市民公共文化服務(wù)區(qū)“四個中心”中軸線的鄭州博物館新館亮相中原，這座萬博之館是河南省最大體量的博物館，秉承著“中華之中，黃帝之冠”的設(shè)計理念，將現(xiàn)代化的表現(xiàn)手法和悠久的傳統(tǒng)歷史有機(jī)結(jié)合起來，完美呈現(xiàn)出一種文化與時尚的視覺盛宴。
映入眼簾的東西兩側(cè)是雄偉壯麗的GRC系統(tǒng)，行云流水的雕紋賦予著古老而又莊嚴(yán)的氣息，北面碗狀GRC則是收納天下之靈氣的“聚寶盆”的象征，最具特點的是由鋁板組成的屋頂造型“冕冠”，東西長約140m，懸挑高度最高處達(dá)67.8m，給人以帝王般尊貴隆重的視感。
中建深圳裝飾有限公司承接該項目幕墻工程后，迅速組建實力雄厚的項目管理團(tuán)隊及設(shè)計團(tuán)隊，充分的了解了建筑的設(shè)計內(nèi)涵和文化寓意后，逐一分解該項目復(fù)雜的造型設(shè)計，并逐一制定方案將其個個擊破，把建筑師的設(shè)計內(nèi)涵一一轉(zhuǎn)化為具體的一釘一栓�？朔て诰o、任務(wù)重、難度大的三座大山，不畏艱險，逆流而上，在確保工程質(zhì)量的基礎(chǔ)上勢將其順利交付給鄭州人民，使“中華之中、黃帝之冠”的形象如期躍然于神州大地。
鄭州博物館新館項目估算投資額約15.1億元，總建筑面積14.5萬平方米，是國內(nèi)單體面積最大的博物館。地下兩層，地上三層(局部五層)、建筑總高68米。新館一層由三層通高的中央大廳、臨時展廳、學(xué)術(shù)報告廳、非遺展示區(qū)、公共服務(wù)空間、觀眾服務(wù)用房等組成。二層由基本陳列展廳、專題展廳、未成年活動中心、4D影院、觀眾互動體驗空間及公共服務(wù)空間等組成。三層主要由專題展廳、未成年人活動室、觀眾休息廳、互動體驗室等用房組成。局部四層主要由專題展廳、多功能廳、科技保護(hù)中心用房及文物庫房組成。局部五層：主要由科技保護(hù)用房、綜合業(yè)務(wù)辦公用房、信息資料中心用房等組成。
藏品庫區(qū)由庫前區(qū)和庫房區(qū)組成。庫前區(qū)主要包括拆箱間、鑒選室、暫存庫、材料庫、保管設(shè)備庫、周轉(zhuǎn)庫等;庫房區(qū)按藏品材質(zhì)分類，包括書畫、金屬器具、陶瓷、玉石、織繡、木器等庫。
基本陳列展區(qū)用于展出鄭州地區(qū)地下出土文物，以及傳世和征集的珍貴文物，包含“創(chuàng)世王都”“天地之中”“鄭城舊事”三個基本陳列展廳。設(shè)置在建筑二層。專題展區(qū)用于展出大型石刻、鄭州名人、漢代畫像磚、陶瓷藝術(shù)、宋金壁畫、姓氏文化、地方戲曲、非物質(zhì)文化遺產(chǎn)等主題文化。設(shè)置在一至四層。
教育區(qū)主要包括學(xué)術(shù)報告廳、未成年人活動中心、觀眾體驗專區(qū)、多功能廳、4D影院。其中，學(xué)術(shù)報告廳位于一層?xùn)|側(cè)，出入口位于北側(cè);未成年人活動中心位于二、三層?xùn)|側(cè)，獨立成區(qū);觀眾互動體驗區(qū)及其他休閑設(shè)施分散布置在博物館各節(jié)點，為觀展游客提供體驗式的互動休閑空間;多功能廳位于四層，與周圍展廳構(gòu)成地方特色文化展示區(qū);4D影院位于二層南側(cè)，與邊庭空間共同構(gòu)成休閑區(qū)域。
新館公共服務(wù)設(shè)施主要包括：售票室、飲水室、廣播室、貴賓接待中心、紀(jì)念品店、書店、餐廳、公共空間等。
鄭州博物館作為國家一級館，目前有文物52468件，其中一級文物79件、二級文物238件，包括大名鼎鼎的青釉瓷尊、商代前期青銅方鼎、春秋青銅編鐘、九鼎八簋九鬲兩壺等，都可謂鄭州博物館的“鎮(zhèn)館之寶”。由于展廳面積或其他條件因素，除了展現(xiàn)在觀眾面前的“寶貝”，博物館往往還有大量“隱居”庫房的文物。
新館投入使用后，依托7萬多平方米的地面建筑面積，功能更加完善、設(shè)施更加先進(jìn)，將讓大量“隱居”的文物和公眾“親密”接觸，進(jìn)一步發(fā)揮其在社會公共服務(wù)和中外文化交流中的重要作用，未來，這里將成為市民領(lǐng)略中原傳統(tǒng)厚重歷史文化的重要場所，也將成為外來客人了解鄭州過往歷史的一個重要窗口。
一.幕墻工程概況
項目幕墻工程主要由7種主系統(tǒng)組成
系統(tǒng)一：入口處碗狀GRC幕墻，位于建筑北面。
系統(tǒng)二：弧形立面菱形狀GRC幕墻，位于建筑東西兩側(cè)。
系統(tǒng)三：弧形立面橫條形GRC幕墻，位于建筑東西兩側(cè)。
系統(tǒng)四：外立面弧形玻璃幕墻，位于建筑南北面。
系統(tǒng)五：內(nèi)庭弧形玻璃幕墻，位于建筑內(nèi)庭及屋面。
系統(tǒng)六：屋面玻璃采光頂。
系統(tǒng)七：屋面大截面（詞條“截面”由行業(yè)大百科提供）金屬格柵。
二.面積最大 GRC幕墻——東西兩側(cè)弧形立面菱形GRC幕墻設(shè)計
△視頻：鄭州博物館新館弧形立面菱形狀GRC幕墻安裝一覽
系統(tǒng)難點及解決方案介紹：
2.1宏觀造型設(shè)計：
該項目整體平面呈現(xiàn)為橢圓造形，其中東西兩側(cè)立面弧線線長都為107米，立面在宏觀上是由半徑分別為62858mm與126583mm的圓弧于1-10軸和1-23軸線處相切而成，如下圖所示：
△ 菱形GRC宏觀造型示意
但因為GRC板塊為菱形狀，并非常規(guī)矩形，故而必定會有板塊橫跨
兩種半徑，這給加工制作帶來了一定困難。
2.2微觀造型設(shè)計：
在宏觀造型上為變半徑圓弧相切，在微觀上造形更為復(fù)雜，整體呈現(xiàn)為菱形狀，但菱形中部為球面圓柱體造型，輔以象征中華傳統(tǒng)文化的“回形紋”路，使得GRC板塊整體造型莊嚴(yán)大氣，同時也增加了單個板塊的加工復(fù)雜程度。
△ 菱形GRC實物樣板照
△ 菱形GRC規(guī)格造型圖
2.3層間防火設(shè)計
復(fù)雜的造型，導(dǎo)致GRC板面進(jìn)出凹凸不平，這給層間防火的設(shè)計工作帶來兩個挑戰(zhàn)：1.如何在這凹凸不平的板材與層間結(jié)構(gòu)間設(shè)置一道嚴(yán)絲合縫的防火隔離帶;2.如何盡量減少因防火隔離帶導(dǎo)致的板塊種類增加的問題。在經(jīng)過反復(fù)而又嚴(yán)格的比較核對后，最終我們創(chuàng)造性地增加了GRC背部層間防火構(gòu)造，并兼顧了所有樓層的不同情況，選擇了只增加兩種防火GRC類型的方案，完美的解決了該問題。
△ 菱形GRC背部層間防火隔離帶三維示意
2.4造型消防救援窗及溢流口設(shè)計
如此復(fù)雜的造型上，還分布有17處消防救援窗及12處溢流口。消防救援窗設(shè)計的設(shè)置難點有：1.需在合適的位置上設(shè)置大小滿足1000*1000mm凈尺寸空間的消防救援窗;2.GRC消防救援窗無法像玻璃一樣采用砸碎的方式來進(jìn)入救援，只能以設(shè)置開啟扇的方式來解決該問題，這就又產(chǎn)生了兩個新的問題，一是尺寸問題，太大開不動，太小不滿足尺寸要求;二是對外立面效果的影響問題，如何讓這消防救援窗既能在平時不影響觀感，火災(zāi)之時又能分辨得清?這看似矛盾得不可調(diào)和的問題著實讓我們十分為難，經(jīng)過反復(fù)求證，最終我們通過選取菱形GRC中間的1117*1000mm矩形窗來實現(xiàn)開啟的可操作性，通過減少造型中間球面圓柱體的凸起距離來體現(xiàn)差異性，讓整個立面第一眼乍一看上去顯得毫無違和感，但第二眼再一細(xì)看又能明顯找到這幾處救援窗。
△ 消防救援窗方案圖
△ GRC消防救援窗開啟狀態(tài)(左)、GRC消防救援窗關(guān)閉狀態(tài)(右)
△ GRC消防救援窗開啟狀態(tài)實景圖
此外，菱形GRC屋頂女兒墻處還布置有12處溢流口。溢流口的布置是為了防止博物館這種重點文物保護(hù)工程突遇大雨而屋頂有組織排水效果不佳或失效時，采取的一種保證措施，能使屋頂大量的積水通過溢流口到達(dá)幕墻外立面直接外排，從而達(dá)到保障重點文物不受浸害的目的。既要實現(xiàn)溢流的功能，又要讓溢流口對立面效果的影響最小化，我們通過對造型的分析，最終巧妙地將溢流口設(shè)置在凹槽內(nèi)部，既能在排水量上滿足設(shè)計要求，又將其對外立面的影響巧妙地藏了起來。
△ 菱形GRC溢流口模型示意圖
三.造型最復(fù)雜 GRC幕墻——北面“聚寶盆”碗狀GRC幕墻設(shè)計
△視頻：鄭州博物館新館碗狀GRC幕墻安裝一覽
系統(tǒng)難點及解決方案介紹
3.1宏觀造型設(shè)計
北面“聚寶盆”碗狀GRC是本項目的一個亮點也是難點，寓意聚集天下之靈氣，造型上底口是由半徑為99083mm的圓弧與兩側(cè)兩個半徑都為35358mm的圓弧相切而成，同理，頂口則是由半徑為116383mm的圓弧與兩側(cè)兩個半徑都為52658mm的圓弧相切而成，截面則是取半徑為32947mm的一段圓弧，使其進(jìn)出尺寸差達(dá)到17300mm。詳細(xì)造型成型原理如下圖所示：
△ 碗狀GRC成型平面圖(圖中紅色部分)
△ 碗狀GRC剖面造型
△ 碗狀GRC表皮成型圖
3.2微觀造型設(shè)計
“聚寶盆”碗狀GRC雖然整體呈現(xiàn)的是一個東西走向直線距離達(dá)155米，最高點達(dá)29米的龐大“聚寶盆”，但分解開來，其實是由一個個小的梯形“聚寶盆”組成的。說它小，其實也不小，最大分格的碗狀GRC達(dá)到2933x1664mm，重達(dá)500公斤。造型上外端由一個較大的梯形組成，里端則由1/3板塊大小的等比例梯形內(nèi)凹170mm形成一個小的“聚寶盆”，“盆”里側(cè)則規(guī)則的布置著“回”字狀鋸齒形拉槽。
△ 碗狀GRC實物樣板照
△ 碗狀GRC板塊詳圖
3.3平面分格點及橫梁精確定位
眾所周知，雙曲面異形幕墻的龍骨及面材的加工、安裝定位問題一直是難點所在，針對本項目的具體情況，我們采用了立柱主龍骨拉彎，橫梁折線擬合的方案，其中，以橫梁的加工定位精度（詞條“精度”由行業(yè)大百科提供）要求更高，難度更大，針對這一困難，我們將每一根橫梁的長度，加工所需角度β及橫梁與立柱定位角度α以列表的形式列舉出來，方便現(xiàn)場加工生產(chǎn)及定位安裝。
△ 碗狀GRC橫梁加工及定位尺寸表
除此之外，我們還結(jié)合三維模型對現(xiàn)場進(jìn)行交底，方便一線工人的理解，但鑒于三維操作要求較高的困難，我們又將這些他們理解后的構(gòu)造關(guān)系及數(shù)據(jù)全部轉(zhuǎn)換為二維圖紙和具體的標(biāo)注，其中包括每一根橫梁的位置尺寸布置圖以及每一個高度分格所對應(yīng)的多達(dá)17張平面圖，這些數(shù)據(jù)共同保證了現(xiàn)場一線工人的準(zhǔn)確理解和正確合理的材料加工及施工安裝。
△ 碗狀GRC三維交底模型
△ 碗狀GRC三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)二維數(shù)據(jù)布置圖
△ 碗狀GRC施工實景圖
四.建筑單體屋面之最——屋頂“冕冠”造型鋁板幕墻設(shè)計
4.1宏觀造型設(shè)計
“冕冠”始于周代，也稱“旒冠”，俗稱“平天冠”， 主要由延、旒、帽卷、玉笄、武、纓、纊、紞等部分組成，是帝王在參加重要典禮活動時所戴的等級最高的禮冠。本項目屋頂造型鋁板正是取自“冕冠”里的重要組成部分“延板”而成，營造出鄭州博物館如帝王般尊貴隆重的氣勢。其中北側(cè)標(biāo)高35.7米，從北向南逐漸升高至67.8米，且呈北寬南窄漸變之勢。
4.2復(fù)雜鋼桁架鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及龍骨布置固定方案設(shè)計
該項目屋頂“冕冠”造型總用鋼量多達(dá)12000多噸，主要由中間
31榀鋼桁架及兩側(cè)的鋼網(wǎng)架組成，中間有鏤空鋁板造型，復(fù)雜的桁架及網(wǎng)架腹桿叢生，規(guī)格各異，如何運(yùn)用最少規(guī)格的材料來適應(yīng)不同規(guī)格主體鋼架且能避開復(fù)雜的腹桿是擺在面前的第一道難題。此外，“綖板”前后懸挑出結(jié)構(gòu)近三十米，最高處達(dá)67.8米，這里如何施工也是擺在眼前的一個巨大難題。
△ 屋頂造型鋁板鋼結(jié)構(gòu)模型圖
經(jīng)過仔細(xì)研究鋼結(jié)構(gòu)圖紙，尋找主體結(jié)構(gòu)布置規(guī)律，我們采用了埋板抱箍+鋁板獨立主次龍骨布置的方案較好的解決了固定和材料規(guī)格統(tǒng)一的問題;最后，為了減少現(xiàn)場施工措施的搭建，提高材料的加工安裝精度，我們將懸挑部位設(shè)計成單元板塊，如此一來，很好地解決了施工措施的問題，但因單元的非標(biāo)準(zhǔn)性，導(dǎo)致形狀各異的異形單元給設(shè)計和施工又帶來了新的難度。
△ 屋頂造型鋁板龍骨布置及固定方案圖
△ 屋頂造型鋁板單元吊裝實景圖
4.3 BIM參數(shù)化下料
因屋面造型鋁板在高度和寬度上同時漸變，導(dǎo)致鋁板和玻璃的尺寸很難在二維圖紙中精度表達(dá)，為克服該問題，我們采用了行業(yè)較為成熟的RHINO+GRASSHOPPER的BIM參數(shù)化軟件較好地解決了該問題，批量生成加工圖及其對應(yīng)數(shù)據(jù)，極大地減少了設(shè)計下料的工作量。
△ 鄭州博物館重難點部位RHINO模型
△ 異形鋁板RHINO+GRASSHOPPER參數(shù)化下料
五.南面24米大跨度鋼桁架玻璃幕墻設(shè)計
△ 南面24米大跨度鋼桁架安裝實景圖
本項目南面為豎明橫隱的玻璃幕墻，玻璃配置較高，為8+1.52Pvb+8(雙銀low-e)+12Ar(氬氣)+8+1.52Pvb+8mm超白鋼化夾膠中空玻璃(暖邊條)，最大尺寸達(dá)4400*2154,重達(dá)800公斤，玻璃后面采用吊掛式鋼桁架主龍骨，高度達(dá)24米。如此大的荷載給主體結(jié)構(gòu)帶來了不小的負(fù)擔(dān)，經(jīng)過與設(shè)計院核對并反復(fù)調(diào)整桁架固定方案，最終對14榀桁架的不同情況制定出針對性的5種連接方案，最大限度地減少對主體結(jié)構(gòu)的負(fù)荷，較好地解決了該問題。
△ 本次采訪人員(左起：《幕墻設(shè)計》總編 唐琦、中建深圳裝飾有限公司武漢分公司經(jīng)理 劉鋮、中建深裝設(shè)計研究院武漢分院院長 張偉方)
六.結(jié)語
鄭州博物館新館作為鄭州市文化中心CCD的重要組成部分，在傳承河南悠久歷史、弘揚(yáng)傳統(tǒng)文化方面具有重要意義，也為中原崛起、文化自信打下了堅實的基礎(chǔ)，中建深圳裝飾有限公司致力于品質(zhì)提升，弘揚(yáng)文化精神，巧奪天工的手藝溶于鄭州博物館新館的一磚一瓦當(dāng)中，別具匠心的設(shè)計將傳統(tǒng)文化與現(xiàn)代建筑有機(jī)結(jié)合，將文化傳承下來的同時，為城市帶來福音，架起優(yōu)秀傳統(tǒng)文化與社會公眾互通、中華文明與世界文明互動的橋梁。
文/ 中建深圳裝飾有限公司張偉方、李 鵬、苗 壯
致謝/ 本文特別感謝鄭州市建設(shè)投資集團(tuán)有限公司副總經(jīng)理 汪 洋、中建三局總承包中原公司鄭州博物館新館項目經(jīng)理 劉 明 的大力支持。
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