文档介绍：鄂尔多斯博物馆双曲异型金属屋面的设计
王德勤张洋陈启明廉洪波
(北京德宏幕墙工程技术有限公司,北京 100062)
[提要] 以鄂尔多斯博物馆的实际工程为例,对该项目在设计过程中碰到的难点进行分析。同时介绍异型金属屋面的
基本概念、结构与构造设计原理、节点的设计思路和相关的施工技术。用大量的现场图片、图纸,针对在异型金属屋
面和幕墙的设计中碰到的难点和关键技术进行分析,从屋面最外面的装饰面板到连接件、防水层、保温层、隔热层、
隔声层以及排水屋面构造、除雪融冰系统等的设计作一介绍。
[关键词] 鄂尔多斯博物馆,直立锁边的金属屋面,弧形钢管檩条,压型板,顶部装饰板带。
1 引言
现有建筑造型已经呈现多元化的发展方向,一些新派建筑师不满足于设计中规中矩的建筑形式,
许多极富视觉冲击力的建筑越来越多的呈现在我们面前。幕墙作为建筑的外饰层,如何实现建筑创意
甚至如何将建筑的语言表达的更加透彻,已经是许多幕墙公司必须面临的问题。
曲面建筑,特别是双曲面的建筑造型越来越多的应用在许多国内外建筑造型中。以往只是作为
建筑造型中的个别单体,现在已经大范围的应用到整个建筑造型中。新型的计算机技术已经完全可以
满足幕墙的造型设计需要。
鄂尔多斯博物馆工程概况:
鄂尔多斯博物馆位于鄂尔多斯市康巴什新区,规划建设用地面积为 27760 ㎡,总建筑面积 41227
㎡,总高度 ,是一座集文物展陈、收藏及博物馆文化局办公室,地下一层、地上四层(办公区
八层)的大型综合性建筑,使用年限为 100 年。鄂尔多斯博物馆项目由 MAD 建筑事务所完成建筑设
计,山西建筑设计研究院完成施工图设计。
鄂尔多斯博物馆的建筑设计,展览陈设和科技项目均定位于国际水准,无论是建筑空间、展区
规划、展览主题选择还是对展品、展项的具体设置,都秉承“绿色、科技、人文”的宗旨。建筑造型
寓意一块坚固的石头,象征永恒,古铜色的金属外表面记录着鄂尔多斯悠久的文化,展现着鄂尔多斯
开创未来的创新精神。整体建筑效果见下图示意:(如图 )
王德勤,男, 出生,教授级高级工程师,北京德宏幕墙工程技术科研中心主任;清华大学建筑玻璃与金属结构研究所技术交流
委员会副主任;中国建筑金属结构协会幕墙委员会专家组成员;中国建筑装饰协会专家组成员;
图 鄂尔多斯博物馆东立面照片
图 鄂尔多斯博物馆西立面照片图 鄂尔多斯博物馆俯视图图 顶部装饰板带
整个建筑的外立面是由不规则的双曲面构成,顶部有四个斜向玻璃天窗,在办公区也设置有两个
斜向的采光天窗,主次入口造型的变化十分复杂,观众通过逐渐收缩的喇叭口进入建筑,两侧的铠甲
状不锈钢板能给人以穿越时空的感觉。( 如图 -4)
工程基本特点:
本工程幕墙与金属屋面部分几乎全部是双曲面,而且曲面并无规律。如何控制好建筑的造型,实
现建筑师的预想,是工程的关键。以往常规的图纸表述方式:平面图、立面图、剖面图不能准确表达
异型幕墙的要求。
由于外部的建筑造型所致,该项目的金属屋面部分与建筑幕墙部分没有一个明确的分界线。如果
标准区分就是与水平面大于 75°的为建筑幕墙,小于 75°的为屋面。幕墙与屋面从节点设计到强度
计算以及材料的使用,都有着很大的差异。为确保项目的安全性能和使用性能,我们在设计中根据本
工程项目的实际情况进行整体设计,不论是幕墙还是屋面、采光顶将其有机地结合在一起,综合考虑
技术指标。
2 异型金属屋面的设计
金属屋面系统的构造
鄂尔多斯博物馆建筑的整体外形是由多个不规则的双曲面体形有机顺滑的集合成一个不规则的
异型体。主体结构为钢结构支撑系统,其表面大部分为金属屋面和铝装饰板(带)所覆盖,整体造型
在柔顺中能透出刚毅。这种类似的建筑在国内是极为少见的。
由于其体型和功能的要求,对金属屋面来说,其设计与施工的难度很大,必须结合实际工程情况
采取特殊的、能够适应本项工程的结构,节点设计和施工工艺方案才能顺利完成本项工程。本工程屋
面系统的构造如下:(自下而上)
主体支撑钢结构;檩托,可进行双向调整的连接机构;檩条,Φ121×5 的弧形钢管;硬防水板,
底层硬质防水镀锌钢板(厚度为 );防潮层,聚乙烯防潮隔层;隔声层,玻璃纤维增强硅酸钙
板;防水板 T 型支座系统;保温层,双层 50mm 保温棉;防水透气膜;铝镁锰金属屋面板,厚度为 ,
高直立锁边;转接件,铝合金材质的连接装置;弧形铝支撑管,Φ40×3