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“不止于大”:揭秘深圳国际会展中心硬核科技

时间:2019-12-07  来源:未知  作者:信息中心

在广深沿江高速上驱车经过空港新城片区,远远眺望,目光被绵延在银色海岸线边的一片蓝色金属“海洋”吸引:富有活力的海天蓝随起伏的海浪翻涌,向前渐变至勒杜鹃紫,彩色丝带随风飘舞,波涛之中,一条白色巨龙破浪排空,昂首出海。如此引人注目的,正是上月投入运营的深圳国际会展中心,这座世界级超大型会展综合体坐拥着全球最大的金属屋面。

(图:深圳国际会展中心金属屋面)

这座高颜值的屋面在诞生初期,就曾凭借过硬实力“喜提”政府表扬信。2018年9月,超强台风“山竹”侵袭深圳,仍处于铺设阶段、抗风揭体系尚未形成的金属屋面,在临海首当其冲的不利位置下,竟然“毫发无损”。这不仅得益于会展项目团队对建筑设计的严格把控、为屋面量身定制的专项抗防台风方案和高效的工程现场管控,更在于精益求精、不断创新施工工艺的匠心态度。

深圳国际会展中心金属屋面系统包括12层功能结构,厚度达1.18米,集抗风、防水、防腐、保温、降噪等多功能为一体,不仅颜值出众,实力也超级能打。

蓝色海洋彩带飘舞,精雕细琢营造屋面飘逸美

会展项目设计团队在尝试从云海、丝带、花瓣等元素中提炼创意灵感后,历经150次设计方案更迭,最终敲定了海洋形象:波浪起伏的蓝色海洋与轻盈飘舞的渐变彩色丝带交相辉映,寓意“海上丝绸之路”。

但是,要实现如此理想化的设计理念绝非易事,在45万平方米的金属屋面上打造7种渐变色叠加的飘逸海浪造型,使得施工难度呈指数型增长。位于屋面系统最顶部的装饰层由23万多块7种颜色的铝单板组成,并且这些装饰板的规格根据位置不同而有所差异,存在不同尺寸的40%异形板,可以说,每一块装饰板都是独一无二的。

为了使设计图纸上的优美图案成为现实,会展项目团队为23万块颜色尺寸各异的装饰板编号,并给每款板材打上对应的二维码,然后“点式”铺设而成,稍有尺寸或颜色有偏差就重新定制、重新安装,历尽艰辛,终在有限时间内呈现出令人惊艳的“海上丝绸”效果。工程量如此浩大繁复的屋面装饰项目尚属全国首例。

如果近距离仔细观察,就会发现,屋面所有装饰板都倾斜45°,虽有起有伏,但无论怎样的坡面曲度,从侧面看,同一斜度的屋面板材正投影都始终保持一条直线,呈现井然有序的视觉效果。要同时保证45万平米展厅屋面的起伏弧度一致和每条直线的精度,难度自然不言而喻。就此,会展项目团队采用空间坐标精确测量定位控制技术,利用全站仪进行三维空间立体坐标点位密集放样,严格控制每10米范围内的偏离误差,才营造出屋面气势恢宏又轻盈流畅的飘逸美感。

(图:深圳国际会展中心航拍)

会展项目团队精益求精,不仅在显而易见的造型上精雕细琢,在易被忽略的各项细节上也费尽心思。在进入登录大厅前,大多数人都会被犹如龙首的大挑檐屋面所吸引,而没有注意到线条流畅的双曲包边檐口,这正是设计中最难处理的工艺之一。

在材料选择方面,双曲结构既要求有柔性材料的可塑性,又须兼具刚性材料的抗风、耐腐蚀功能。项目团队最终选择了铝单板和蜂窝板,采用“一模一形”,根据登录大厅和展厅檐口每一部位的不同尺寸和造型要求,定制出完美契合的组成部件,最终实现檐口衔接润滑流畅、紧密精致的视觉效果。

(图:深圳国际会展中心展馆檐口)

迎战百年一遇台风的秘诀:抗风揭金属屋面系统

深圳国际会展中心位于狮子洋与内伶仃洋交汇处,深受亚热带季风季候影响,夏季多发暴雨、台风等灾害性天气,金属屋面具备超强抗风揭能力就显得尤为关键。那么,怎样才能使得面积巨大的屋面在台风中安如磐石岿然不动呢?

(图:屋面板机械咬合锁边)

在历经大量国内外屋面实例考察对比,并进行多次抗风揭实验之后,会展项目团队决定对标北京大兴机场,屋面构造层的最外层采用最新同款屋面材料——镀铝锌钢板。这种板材具有惯性大、强度高、防腐耐蚀的特点,十分适合台风暴雨频繁的深圳。

同时,项目组采用了日本先进技术——92/420直立锁边,从而实现了屋面的超强抗风揭功能。不同于以往的铝镁锰屋面板65mm板肋高度,及其大边小边咬合在板材上方的扣压方式,新技术采用板肋高度为92mm的镀铝锌钢板,并通过大边在上、小边在下的咬合方式,增强连接的紧密度更紧密的连接方法;此外,增加支架与檩条密度,在每个点的力度与密度上发力,从而将风荷有效地分散到多个支点上。

这套先进的屋面系统,完美通过了实验室抗风揭15.8千帕静态承载力和15.6千帕动态承载力试验,可抵御超级台风。

量身打造伸缩自如双层“雨衣”

除了台风多发之外,高温时间长、降水密集是南部沿海城市的又一大气候特点。针对这个问题,项目组专门为深圳国际会展中心打造了一件伸缩自如的双层“雨衣”,力保屋面滴水不漏。

为了加强防水效果,项目团队决定减少钢板数量以减少拼接,所以采用与展厅同宽的钢板。正因如此,深圳国际会展中心拥有了目前世界上最长的屋面钢板:标准展厅屋面的钢板长110米,超大展厅的则长达260米。

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(图:深圳国际会展中心屋面镀铝锌钢板)

但是,作为守护场馆的第一层坚硬防水系统的钢板,却因为过长,而导致40℃温差下的理论收缩变形值高达20公分,如此大的伸缩变形,无疑会导致钢板间磨损而造成严重的漏水问题。既然金属热胀冷缩这一自然现象无法避免,那该如何解决这个棘手问题呢?

首先,项目团队选择了热胀系数低的镀铝锌直立锁缝压型钢板,这种板材伸缩变形小,在风吸力作用下,即使截面发生了变形,板头也不受影响,还能够自锁锁紧。

另一个答案则藏在面板下方的安装工艺里。为了实现“纵向无搭接,横向无收缩”,项目团队巧妙地引进“点式固定”法,利用活节螺栓连接成千上万个小锚点支座,将钢板的纵向线性大变形消化为无数个向高度膨胀的曲线小变形,可谓化伸缩于“无形”;同时,活节螺栓可通过伸缩实现自由转动,避免板材磨损,从而防止其破损漏雨。

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(图:活节螺栓示意图)

1.5mm的TPO防水卷材则是防雨防漏的第二层软盔甲,别看它“软”,却是防水的实力担当。“山竹”来袭时,展馆屋面还未安装镀铝锌钢板,正面迎战台风暴雨侵袭的正是这层TPO防水卷材。令人惊叹的是,当时不仅实现金属屋面零损失,并且涓滴不遗,展现了屋面系统在抗风防雨性能上领先行业的技术实力,也完美地诠释了“深圳质量”。

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(图:深圳国际会展中心屋面TPO防水卷材)

吸音抗噪,硬核实力见证非凡品质

作为全球最大展馆的守护之翼,屋面系统除了抗风防雨,吸音抗噪能力也不可小觑。

深圳国际会展中心紧挨机场和沿江高速,巨大噪音干扰是家常便饭,因此降噪是这座新展馆的一项必备技能。在场馆的声学设计中,屋顶结构起着至关重要的作用。处于屋面多层结构下方的吊顶穿孔压型钢板和100mm厚的32K吸音棉能够有效地吸音抗噪:它们一方面将室外航道上飞机起落时的80分贝噪音降至不足50分贝,另一方面也解决了这座会展巨无霸室内的颤动回声、声聚焦和混响时间过长等声学问题。

此外,在流畅起伏的屋面上,还暗藏着国内最大的3个滑移天窗和496个气动开启天窗,这些天窗被视为展馆在特殊场合下的“呼吸气道”,一旦出现火情,便自动与消防联动,可在60s内全部开启,疏导有害烟雾,为馆内人员保驾护航保护人员安全。

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(图:深圳国际会展中心)

屋面是深圳国际会展中心施工难度最高的项目之一,也是最具亮点的工程之一。在极限工期内,会展项目团队废寝忘食、拼尽全力地认真打磨每一处细节,以敢为人先的气魄精神打造出冲在世界前沿的“深圳质量”,最终成就了这座全新世界级展馆的非凡品质,也成就了会展人的“匠心精神”。(王峰)




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