济宁文化中心美术馆幕墙工程

发布日期：2021-04-22　浏览次数：

济宁市文化中心项目地处太白湖新区运河路东、圣贤路南，全市未来政务文化中心区核心位置，以人与自然和谐共生为设计理念，打造城市与自然融合、人与环境共生的文化功能区和市民购物休闲旅游的目的地。项目总建筑面积13.3万平方米，主要规划布局群众艺术馆、图书馆、博物馆、美术馆四个文化场馆，将科学、文化、艺术、知识有机融合，以济宁文化产业园商业商务配套及高地公园为支撑，构建成一体四馆的公共文化服务完美体系。

济宁文化中心建筑群

v 群众艺术馆以研究指导群众艺术活动、收集整理民间艺术遗产、辅导群众艺术创作、培训基层及群众业务骨干为主要功能，旨在进一步引导市民群众文化活动向更高、更积极、更健康、更和谐的方向迈进。群众艺术馆设计立意“游于艺”，来源于《论语·述而》，通过多层次的“活力环”动线与景观平台，打造层次丰富、步移景异、充满活力的空间场所，让不同年龄的群众尽情畅游于丰富多样的艺术空间中，能够自由自在地“游于艺”。

图书馆设计藏书量约100万册，将最大程度满足市民阅读需求，让知识与文化视野在这里升华。图书馆设计以“学宫—辟雍”为原型，以杏坛为中心，从下至上形成由动到静、逐渐打开的十字对称的中庭，结合高台明堂、环形水系和园林再现辟雍形式，彰显济宁作为孔孟之乡的重要地位，突出图书馆作为知识圣地的文化职能。

博物馆是集搜集、保存、修护、研究、展览、教育、娱乐等功能于一体的综合性、现代化场馆。博物馆设计兼顾时代性与济宁地域文化特色，力求空间的流动性与有机渗透，把阳光充分引入室内，让公众充分感受到自然与文化的气息。古老而神秘的历史印迹从这里开始，让您切身感受到济宁多彩的文化魅力和古今沧桑的巨变。

美术馆肩负典藏陈列、研究教育、艺术交流和推动当代美术事业发展的社会责任及历史使命。美术馆设计致力于打造景观化、轻松化的场所空间。以荷叶状大屋顶、公园、水景、庭院，以及可灵活使用的展厅，吸引市民自由进入的回廊为空间要素，打造公园般的活力空间，使市民在欣赏艺术的同时感受到自然之美。

文化综合体远景

规划与设计：城市与自然融合的文化综合体

济宁文化中心美术馆是由国际著名的日本建筑设计师、普利兹克奖获得者西泽立卫先生设计，他的设计理念是立足于济宁深厚的历史文化底蕴，将自然、历史、文化与现代建筑美学相结合，展现一个继承和发扬传统文化气质、更要勇于创新性发展的新时代济宁文化的中心。

美术馆实景

美术馆效果图

最初考虑分开设计美术馆和博物馆这两个场馆。但是，建设济宁市新的文化中心是为了收藏展示艺术作品，而对文化设施的共同设计要求是任何人都能自由参观的开放型建筑。因此，我们决定将美术馆和博物馆建筑一体化。

总平面图

公共文化服务主阵地——美术馆

弘扬中国传统文化，传播社会主义核心价值观，收藏和展示当代美术经典作品，提供高质量的公共文化服务“作为自身的立馆宗旨和发展理念。

美术馆建筑是在荷叶状的大型屋顶下，设计师利用这个四通八达的位置，沿着自由起伏的三维曲面屋顶，设计了大型中庭以及各式庭院。荷叶这种不明确区分前后的形状，让游客可以随意地走进这里。建筑从任何角度都可以看为正面，并且与周边的景观无比协调。美术馆为单层建筑，建筑构成是在大型的屋顶下分设大小不同的展厅和工作室，展室之间围绕以回廊，透过玻璃幕墙回廊可以从建筑一端望尽另一端，玻璃幕墙回廊不仅利于采光，也便于借景，保证建筑内部开阔明亮。游客们穿过小路一般的回廊走向展厅，既能尽情体验艺术，也能完全放松自己。

剖面图

美术馆展厅实景

每个展厅均为独立结构，各个展厅的天花板高度可以灵活调节。同时大屋顶的屋檐也能避开日晒，形成阴凉空间。在以荷叶屋顶为中心构成的广场，花园里或其他户外艺术作品，使之成为新的户外展陈空间。统筹安排花园花树草木等，打造艺术与自然完美结合的多样化空间。期待它成为一个能够感受光影，体验丰饶艺术的崭新空间，期待人们能在这里尽情的地接近绿意盎然的自然环境，接近运河路湖泊形成的亲水空间，同时接近艺术。

美术馆内院效果图

美术馆内院实景

二、幕墙系统设计与分析

1、荷叶状的大型屋顶曲面拟合

由于弧形壳体建筑物测量定位、龙骨加工及安装、面板安装,远比一般的矩形、圆形等简单几何图形要复杂得多,且与一般的框架结构不同的是,该建筑的弧形主体结构先完成,而后做外面的异性幕墙,从而会导致主体结构与理论存在偏差.这给测量定位、龙骨加工安装、面板安装等设计及施工带来了很大的难度,对现场安装工作者而言,较为棘手.所以壳体建筑物放线的精准度对幕墙龙骨尺寸及定位和安装、弧形面板尺寸和安装的偏差,在施工中都是控制的要点,是保证幕墙外观效果的必要措施.

前期我们通过全站仪采取屋面网点,采集屋面上的网点数据进行曲面拟合,获得一个与屋面曲面近似的顺滑曲面片.(注意:网点Z轴方向标高取正负零)

屋面轴网点（带定位轴线）

屋面曲面拟合（带定位轴线）

2、大跨度实心钢立柱

目前，很多建筑师一直致力于对超大通透空间的追求，然而往往大跨度的玻璃幕墙龙骨较“笨重”，主体结构梁“粗大”，较纤细的龙骨及薄主体结构梁又无法实现太大的跨度，两者很难兼得。为了克服大跨度与超大通透空间的技术矛盾，幕墙设计为坐立式受力体系。

本工程幕墙采用坐立式实心钢立柱，美术馆建筑是在荷叶状大型屋面下的单层建筑（150mm厚混凝土曲屋面），建筑构成是在大型的非沉承重屋顶下分设大小不同的23个玻璃幕墙展厅，玻璃面板采用TP8mm+1.52mmPVB+TP8mm+16AR+TP8mm+1.52mmPVB+TP8mm厚双银LOW-E超白钢化中空夹胶玻璃。玻璃最大分格2mX4.5m,玻璃重达1吨;立柱最大跨度高达12米,立柱重达1~2吨。建筑结构本身无剪力墙及结构柱，屋顶结构不能承重，屋顶整体造型为双曲面，造型复杂，安装精度高。采用实心直角钢立柱，截面小，垂直平整度高，表面氟碳喷涂，既保证水平内立柱结构稳定安全，也实现了原建筑需要的效果：便于采光，也便于借景，保证建筑内部开阔明亮、通透性。

实心钢立柱加工

坐立式实心钢立柱安装

大跨度实心钢立柱截面小，安全性能更好，立柱垂直平整度好。能有效保证外观效果，并且结构简单轻挑、易于加工安装，适用于大跨度玻璃幕墙框架系统，解决了目前用于大跨度的立柱截面粗实，立柱焊接变形，铝材拼接缝不平整，立柱垂直度差，在后期使用的过程中立柱很容易发生受力变形导致幕墙板块脱落等问题。

大跨度实心钢立柱系统结构简单，便于制作，现场安装工序少，施工效率高，安全环保；施工安装与拆卸难度小，便于安装和更换维修，实用性强。既保证大跨度立柱截面受力要求，也保证施工安装中垂直平整，大跨度没有断缝拼接，外观效果好。

美术馆立柱实景

3、曲面吊顶格栅

本工程屋面为类似荷叶状的高低起伏的曲面屋顶，吊顶格栅与楼板底部间距800mm。格栅长度根据日方建筑师要求4mX 2m米一个格栅单元，每个单元格栅沿着曲面屋面衔接自然、顺滑。在确保外形美观的同时，还要考虑现场每根格栅安装快捷、方便（现场格栅总数17778支，格栅原料13444支）。

曲面格栅单元分割平面图

通过BIM犀牛，4mX 2m米一个格栅单元拟合一个完成面，提取格栅4000mmx2000mm单元中的A B C D四个点做为控制点XYZ。其中A B C D四个点xyz坐标点数据直接在三维定位图中读取。

格栅单元分割平面图

格栅单元安装三维定位图

美术馆格栅吊顶实景

4、檐口铝板系统

由于屋面类似荷叶状的高低起伏，所以屋顶檐口铝板类似飘带一样简单轻挑，无规则非线性曲面铝板飘带铝板的体现。美术馆檐口铝板对整体建筑风格体现体现，能给人们带来不一样的视觉冲击。所以檐口铝板也是整体项目成功关键。

铝板沿着曲面檐口内外两圈。为了实现日方建筑师檐口铝板轻挑、简单、飘逸的设计理念，我们秉承严谨、精益求精的作风来设计样板。

实体样板

为了方便铝板加工及现场安装及定位，我们利用前期屋面拟合的基础模板进行BIM建模，总共几千块不一样铝板。

屋面曲面檐口铝板拟合（带定位轴线）

每块铝板的半径与弧长都不一样，通过GH编程，对铝板进行编号和安装定位，非常方便快捷。

BIM建模GH电池+编号和展开

铝板展开图、尺寸标注、铝板尺寸数据提取

美术馆檐口铝板实景

弯弧玻璃加工难点分析共享

本工程幕墙玻璃面板采用TP8mm+1.52mmPVB+TP8mm+16AR+TP8mm+1.52mmPVB+TP8mm厚双银LOW-E超白钢化中空夹胶玻璃，在荷叶状的大型屋面下设置大小不同的23个玻璃幕墙展厅，玻璃幕墙沿着屋面荷叶曲面边缘内外两圈，所以该玻璃幕墙多为弯弧玻璃。济宁美术馆有1/3玻璃是反弯钢化Low-e玻璃，玻璃加工过程中Low-e镀膜面存在擦伤痕迹，原片钢化加工三片玻璃，可能只有一片擦伤痕迹较少。玻璃加工难度大，加工一件合格成品，需要2到3倍原片备料，报废率高。

反弯Low-e玻璃加工擦伤痕迹

备注说明：反弯Low-e弯钢化玻璃是指原片玻璃经钢化炉加热后，通过陶瓷辊道或石棉辊道输送至成形钢化段，首先上下成形辊道弯曲，使软化玻璃成弧度，然后辊道间的风栅吹风冷却钢化。反弯Low-e玻璃镀膜面刚好跟辊道接触面，在这个过程中高温炉中玻璃Low-e面跟辊道来回滚动摩擦，很容易出现痕迹。济宁美术馆反弯玻璃加工过程中厂家配合停机洗炉，擦伤痕迹还是不能避免,每块玻璃还是有少量痕迹。所以今后其他项目遇到有反弯Low-e玻璃时，前期向甲方或建造师提前说明反弯Low-e玻璃加工缺陷，规避风险。