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深圳科技館（新館）幕墻、結(jié)構(gòu)等建造難點(diǎn)揭秘，采用BIM及一體化設(shè)計(jì)

深圳科技館（新館），深圳重點(diǎn)規(guī)劃建設(shè)的“新時(shí)代十大文化設(shè)施”之一，項(xiàng)目從方案到落地，都備受矚目。

項(xiàng)目由深圳市建筑工務(wù)署組織建設(shè)，建筑方案由扎哈· 哈迪德建筑事務(wù)所/北京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司聯(lián)合設(shè)計(jì)，以自然形態(tài)為設(shè)計(jì)靈感來(lái)源，融入科技，彰顯未來(lái)。華陽(yáng)國(guó)際負(fù)責(zé)主體施工圖和幕墻、室內(nèi)、景觀、智能化、基坑支護(hù)、燈光、聲學(xué)、標(biāo)識(shí)、概算編制等建筑工程項(xiàng)目投資范圍內(nèi)的專項(xiàng)深化設(shè)計(jì)及施工圖設(shè)計(jì)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)工作。

建筑以流動(dòng)造型組織整體形態(tài)，如何在保證建筑效果的前提下，對(duì)曲面進(jìn)行合理優(yōu)化，精準(zhǔn)控制建筑整體？如何面對(duì)形體復(fù)雜帶來(lái)的信息數(shù)據(jù)繁雜、限額控制等諸多難點(diǎn)？如何保證公共文化建筑兼顧視覺(jué)標(biāo)識(shí)性與實(shí)用價(jià)值？在項(xiàng)目開(kāi)建之時(shí)，來(lái)自華陽(yáng)國(guó)際項(xiàng)目負(fù)責(zé)人吳總的講述，揭開(kāi)從方案到落地的神秘面紗。

▲形如一艘未來(lái)主義的船只

▲項(xiàng)目在建實(shí)景

01 消防

“將非常規(guī)性的特殊消防問(wèn)題，

用常規(guī)的消防設(shè)計(jì)手法予以解決”

境外先鋒事務(wù)所的設(shè)計(jì)理念往往展現(xiàn)出天馬行空般的創(chuàng)造力，建筑以最大化設(shè)計(jì)為原則，圍繞中央庭院設(shè)置公共空間、展廳和教育設(shè)施等成序列的空間，每個(gè)展廳的幾何形態(tài)、比例和空間體驗(yàn)各具特色。

如何界定這些非常規(guī)空間的做法，消防安全性是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。我們過(guò)往的項(xiàng)目經(jīng)常是通過(guò)消防專家評(píng)審或消防性能化分析的方式來(lái)論證這些現(xiàn)行規(guī)范中難以界定的問(wèn)題。而在深圳科技館（新館）項(xiàng)目中，我們和方案設(shè)計(jì)單位合作，將特殊消防設(shè)計(jì)回歸到一般，通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)則的把握和理解，在保證空間體驗(yàn)和建筑效果的前提下，將非常規(guī)性的特殊消防問(wèn)題，用常規(guī)的消防設(shè)計(jì)手法予以解決。

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02 BIM

“設(shè)計(jì)創(chuàng)新需要BIM方法的革新支持，

BIM進(jìn)步也反向促進(jìn)設(shè)計(jì)手法的革新”

深圳科技館被認(rèn)為是一個(gè)獨(dú)特的創(chuàng)新和實(shí)驗(yàn)的載體，其建筑設(shè)想是一艘未來(lái)主義的船只，作為頂尖的建筑與技術(shù)的碰撞，自然帶來(lái)空間傾斜、扭轉(zhuǎn)、懸挑等諸多問(wèn)題。

科技館的BIM設(shè)計(jì)，是需求驅(qū)動(dòng)的BIM創(chuàng)新設(shè)計(jì)，BIM進(jìn)步也反向促進(jìn)設(shè)計(jì)手法的革新，比如，挑戰(zhàn)科技館項(xiàng)目超復(fù)雜形體的BIM正向設(shè)計(jì)；最大化運(yùn)用BIM三維工具和參數(shù)化工具，解決結(jié)構(gòu)框架、幕墻系統(tǒng)的曲面隨形及定位；單曲面、雙曲面的分析擬合，誤差優(yōu)化；跨平臺(tái)跨國(guó)界的遠(yuǎn)程全過(guò)程協(xié)同設(shè)計(jì)。同時(shí)，曲面的數(shù)字化建造、計(jì)算機(jī)多點(diǎn)無(wú)模成型工藝、復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的精細(xì)化設(shè)計(jì)和三維拆分等都是普通二維設(shè)計(jì)工具難以完成的工作。

▲第十二屆“創(chuàng)新杯”建筑信息模型（BIM）應(yīng)用大賽文化體育類BIM應(yīng)用一等成果

▲第十屆“龍圖杯”全國(guó)BIM（建筑信息模型）大賽設(shè)計(jì)組一等獎(jiǎng)

03 幕墻

“一個(gè)在圖紙上無(wú)法體現(xiàn)的細(xì)節(jié)，

也會(huì)對(duì)最終建成效果產(chǎn)生巨大影響”

有人說(shuō)，扎哈事務(wù)所的建筑作品，在現(xiàn)場(chǎng)參觀可以給人帶來(lái)很多效果圖上感受不到的體驗(yàn)，這其實(shí)是建筑師對(duì)設(shè)計(jì)理念的把控，不再僅僅局限于效果圖層面，而要落地到最終的建筑工程上，從設(shè)計(jì)完成度層面做出更好的工程質(zhì)量，需要工程設(shè)計(jì)建設(shè)的每一個(gè)參與方，以精益求精的態(tài)度做好每一個(gè)細(xì)節(jié)。

為了確保最終建筑整體外觀的完成效果，在幕墻金屬面板曲面成型和面層工藝選擇上，我們做了各項(xiàng)計(jì)算模擬和優(yōu)化分析，材料樣板比選，物理化學(xué)工藝試驗(yàn)，不同軋制工藝和退火工藝對(duì)表面肌理紋理的影響，表面處理工藝產(chǎn)生的不同光暈光澤度和光污染影響；在金屬面板表面處理上，多次試驗(yàn)曲面成型工藝、壓花工藝、焊接工藝、局部位置的特殊著色工藝等，對(duì)品質(zhì)的追求千錘百煉。

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面板工藝和成型的比選，雖然是一個(gè)在圖紙上難以體現(xiàn)的細(xì)節(jié)，但是背后傾注了建筑師大量工作，一遍遍的材料工藝樣板制作和審查，也希望將來(lái)能給項(xiàng)目帶來(lái)最佳的效果體驗(yàn)。

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04 結(jié)構(gòu)

“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要擺脫傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)方式，

并在細(xì)節(jié)處展現(xiàn)力與美的追求”

建筑外部幾何形態(tài)與功能布局相關(guān)，呼應(yīng)內(nèi)部中庭流動(dòng)的空間的同時(shí)，并將中庭空間與西側(cè)的公園相連接。建筑造型是對(duì)基地周邊情況作出的響應(yīng)。建筑以圍合的動(dòng)態(tài)曲線幾何形狀與其東面城市交通流線相呼應(yīng)。相比傳統(tǒng)項(xiàng)目，曲線造型建筑確實(shí)有不一樣的實(shí)施流程和推進(jìn)方式。

在設(shè)計(jì)建筑形態(tài)、布置使用功能時(shí)，建筑設(shè)計(jì)師需要與結(jié)構(gòu)工程師密切合作，充分考慮結(jié)構(gòu)原理與可行性，在受力無(wú)法實(shí)現(xiàn)建筑要求的時(shí)候，一起分析，考慮各種可能的結(jié)構(gòu)布置或建筑優(yōu)化方向。同時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要擺脫傳統(tǒng)的二維平面設(shè)計(jì)方式，通過(guò)三維模型研究建筑空間，使結(jié)構(gòu)布置符合建筑形態(tài)，設(shè)計(jì)出體現(xiàn)力與美的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

▲振型分析

05 一體化設(shè)計(jì)

“不只是LDI，

通過(guò)全專業(yè)、全方位、一體化設(shè)計(jì)，

落實(shí)建筑師負(fù)責(zé)制”

除了傳統(tǒng)LDI的方案配合、主體初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)外，在這個(gè)項(xiàng)目里，我們同時(shí)身兼建筑工程投資范圍內(nèi)的幕墻、室內(nèi)、景觀、智能化、基坑支護(hù)、燈光、聲學(xué)、標(biāo)識(shí)、概算編制等各專項(xiàng)全范圍的設(shè)計(jì)或設(shè)計(jì)管理工作，以及相應(yīng)的合約管理、進(jìn)度管理、質(zhì)量管理、信息管理、投資控制等全流程工作。操作層面也是針對(duì)以上專項(xiàng)設(shè)計(jì)和管理范疇，采取前期策劃、計(jì)劃分解、界面切分、過(guò)程把控、中期交流、事后控制等流程管理方法。

作為專業(yè)技術(shù)人員和建設(shè)單位代理人，建筑師應(yīng)對(duì)項(xiàng)目負(fù)有主導(dǎo)、協(xié)調(diào)、監(jiān)督職責(zé)。建筑師要遵從甲方意愿，向甲方通報(bào)所有與專業(yè)利益密切相關(guān)的重要信息，負(fù)責(zé)保證專業(yè)品質(zhì)和甲方利益；要對(duì)其設(shè)計(jì)咨詢管理服務(wù)成果的真實(shí)性、有效性和科學(xué)性負(fù)責(zé)；要依據(jù)合約對(duì)方案設(shè)計(jì)單位、各專業(yè)顧問(wèn)、承包商和供應(yīng)商進(jìn)行管理并有下達(dá)指令和認(rèn)可工程的權(quán)力。經(jīng)建筑師蓋章的設(shè)計(jì)文件可作為相關(guān)審批監(jiān)管依據(jù)，建筑師承擔(dān)相應(yīng)技術(shù)審查責(zé)任。

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深圳科技館（新館）現(xiàn)已開(kāi)建，其實(shí)，從概念到深化落地，每個(gè)項(xiàng)目都要經(jīng)歷一個(gè)精益求精不斷完善的過(guò)程，“工匠精神”是一個(gè)需要不斷探索實(shí)踐的題目，建筑師要有自覺(jué)培養(yǎng)的意識(shí)，專注于設(shè)計(jì)中的每一處，專業(yè)化，職業(yè)化，擺脫紙面建筑師，真正引導(dǎo)技術(shù)實(shí)現(xiàn)與創(chuàng)新。