复刻经典:揭秘香港“故宫”建造过程
2022-07-04 11:36:42  来源:   点击:

文章来源:中国建造微信公众号



       由开工到竣工历时982天,香港故宫文化博物馆在维港海滨拔地而起。建筑师匠心独运,构思出呼应中国传统文化的现代博物馆蓝图。建设者全力以赴,利用先进科技,精准建造这座造型独特、工艺精致的建筑物。
 
央企担当  科技领航
 
       作为成功完成香港国际机场客运大楼、港珠澳大桥香港引桥等重大项目的中国建筑国际集团有限公司承建了香港故宫文化博物馆,据该公司董事长颜建国介绍,香港故宫文化博物馆建设过程中,从图纸设计、工厂生产、现场施工方案模拟、进度计划模拟、施工检验等方面都深入运用了BIM技术,即建筑信息模型技术建立虚拟的建筑工程三维模型,从而减少了项目图纸的错误。同时通过智慧工地系统从施工进度、安全、环保等方面进一步优化流程,极大地提升了施工效率与准确率以先进的科技手段守护文物的安全,力求打造美好的参观体验。
 
 
香港故宫文化博物馆主体建筑
 
       香港故宫文化博物馆的外观借鉴了中国传统器物设计中“上宽下聚,顶虚底实”的美学特点,并辅以现代化建筑手法和新兴建筑材料来体现建筑特色。颜建国表示为实现独特的外部建筑造型,香港故宫文化博物馆外墙使用倾斜度高达1:3的清水混凝土结构和大悬臂的四层悬挑结构,外墙清水混凝土面积达到11000平方米,表面安装了3999件弧度不一的带孔曲面铝板,最大悬臂长14.6米,由100毫米厚的型钢构件组成,单个构件重达12吨。
       工程团队还设计了一系列复杂精密的系统来精确控制场馆内的温度、湿度,保障文物展出所需的环境条件。面对疫情带来的影响,项目团队采取积极措施,创新应用智慧建造体系,开发先进的建造技术,克服混凝土、钢结构等材料供应紧张的影响确保了建设的质量和进度。
       据了解,在该项目的施工建设过程中,中国建筑国际抽调技术和管理骨干组成一流的项目班底;在全球范围内采购优质的建筑材料;运用巨型钢混凝土斜柱和斜面大体积清水混凝土的高难度施工法;利用自主研发的智慧工地平台系统赋能工程管理;应用BIM技术进行项目设计、施工及运维的全生命周期干预,确保工程质量和施工效率。同时,鉴于项目的特殊地理位置以及博物馆结构要求,精心设计并高质量完成防风防震系统、机电及消防系统等,为故宫文物的保护创造重要的环境条件,在建设过程中,已经获得包含工程、安全 、环保等范围的11项大奖。
 
 
香港故宫文化博物馆内部设计图
 
香港首座高倾角、大面积清水混凝土建筑
用现代手法表现故宫历史感
 
       中国建筑国际是中国建筑旗下驻港央企,从1979年起就开始了在香港建筑市场的耕耘,此次设计建筑中,尽可能运用全新的建筑科技成果。项目不仅将作为一系列故宫珍贵艺术藏品的重要承载,其建筑本身也是一座大型“艺术品”。
       博物馆整体外形借鉴中国传统器物设计“上宽下聚,顶虚底实”的美学追求,呈现出方鼎造型。为了实现这一设计追求,项目大量采用高精度的悬臂倒挂结构,形成斜度高达1:3的清水混凝土外墙。香港故宫文化博物馆外墙清水混凝土总面积达11000平方米,这是香港第一座高倾角、大面积的倾斜清水混凝土外墙建筑结构。
       清水混凝土作为具有现代主义的建筑表现手法,因不加修饰,呈现混凝土的“素颜”状态,很有表现力。中国建筑国际在此次项目中,并非单纯展现建筑原始状态,而是在浇筑之后,用人工锤敲出富有年代感的肌理纹路,呈现出像城墙一般原汁原味、古朴厚重的底蕴。
 
 
香港故宫文化博物馆主体建筑外墙纹理
 
       与此同时,为贴合紫禁城琉璃瓦、红墙等视觉元素设计,在外墙中还采用了饰面铝板、玻璃幕墙、天然渐变铁饰面板这三种形式的预制构件,使得外墙流光溢彩。
       为追求这种美感,需要付出很多努力。比如,在外墙部分共采用了4022件饰面铝板,它们设计各不相同,每一层铝板的曲面均由不同的圆柱体横切面组成。为了缩小误差,呈现最佳效果,工程团队对每一件铝板的支架都进行了尺寸微调。在这过程中,BIM技术辅助生成每个构件的加工图纸,大幅提高了出图和生产的效率,节省时间、避免了误差造成的返工。
       为了提高效率, BIM技术应用到项目全过程,实现了施工过程中的科技赋能,从图纸设计、工厂生产到现场施工,从方案模拟、进度计划模拟、施工检验等,都实现了BIM模型出图。
 
 
香港故宫文化博物馆建筑信息模型
 
       BIM即建筑信息模型,是用三维图形来展示项目的整体情况。建筑的施工涉及到诸多专业领域和无数图纸,而其中某一项的细微修改都有可能牵一发而动全身。中国建筑国际在该项目中全程使用BIM技术辅助之后,任何一项数据、工序的改动,施工人员都可以一目了然。
       承建方介绍,在项目建设过程中,三维实景模型和三维点云模型精准匹配检测安装质量,通过量化检测检查安装误差,测量结果均达到了团队规定的“3mm误差以内”这一现场施工精度标准,大幅提高了施工质量与效率。
 
 
香港故宫文化博物馆现场施工人员
 
       建设团队在此次项目中还运用了最新物联网技术,随时检测项目安全环保情况,从而强化现场管理;应用光纤实时监测系统,监控重要结构安全情况;3D激光扫描系统则用来形成完整完工模型,检查结构缺陷;AI人工智能监测系统也贯穿整个施工过程,及时关注现场的不规范行为,确保施工人员安全和项目的顺利进行,同时还有智能化的火灾预警,做到防患于未然。
 
香港故宫文化博物馆选址
 
       博物馆选址在西九文化区西部海滨,三面环海,其地理位置的特殊性,使得该项目在设计之初便考虑了对于台风的防范:在原基础上放大2.8倍进行结构设计,经计算可抵抗高达273km/h风速,对应蒲福风级表中的17级,即现有最高的风速级别;在外墙及室内墙身中更是运用GRC材料(玻璃纤维增强混凝土),在减轻重量的同时,使得外墙抗拉、抗压强度大幅提高。
 
 
       由于博物馆内部结构特殊,消防、展览、安保方面要求有一套复杂的机电系统予以保障,包括楼梯增压系统、动态排烟系统、振动监测保安系统、红外入侵报警系统、中央电池照明系统等等。例如在消防系统的设计上,建设团队在该项目中采用了预动式花洒洒水系统、Novec 1230洁净气体灭火系统、远射程花洒洒水系统三套不同的消防系统协同工作,一旦发生火灾,可以在及时灭火的同时保证博物馆内设施和文物不受破坏。
       同时,文物和展品的保存对环境的湿度、温度要求极高,而在博物馆这样大而分散的空间中,想要实现精准控制十分困难。为此,团队对超过8000个阀门、1224个风嘴进行调校,最终实现馆内空调温度控制精度在+-2℃,湿度控制精度在+-5%相对湿度,保障未来在馆内的文物与展品都能在最适宜的恒温恒湿环境中保存。
       此外,建设团队还充分考虑了来访观众的观展体验。为降低密布在展厅天花板上的机电管线及空调设备带来的噪音,团队梳理了每一条风管的排布,并在每一根吊顶丝杆上加装了避震弹弓,而且管线穿过墙上的每条缝隙都用石膏板封闭。最终,整个香港故宫文化博物馆的展览厅噪音要求都达到了NC30的标准,让观众可以静下心来鉴赏展品。
 
 
香港故宫文化博物馆天顶
 
       据了解,香港故宫文化博物馆内部装修工程也即将全部完工,预计今年11月即可全面竣工交付。这一新兴地标将承载着对中国历史文化的传承与守望,屹立在维港海岸。

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