广州大剧院由扎哈·哈迪德设计,位于广州珠江新城中心区南部,其构思以“圆润双砾”为命题。项目的外壳结构为不规则钢结构,外层由石材和玻璃两种材料构成,复杂多变,充满奇思妙想。
形体的创造由一块大石头出发,经过巧削妙磨,边、角全部“圆润”了,极具后现代未来主义的建筑风格。大石头过百个面均为异形,以三角形分格才能共面平整施工,小石头也有几十个异形面,累计有100多个面,各个面的圆润连接是本工程最大的挑战与难点。
屋面设计中,去水是需要首先解决的问题。每个屋面工程,必须先根据实际情况计算面积和流水量,确定水流方向;另外屋面的坡度、排板的角度也至关重要,虹吸位置,水沟配置、深度宽度等都是要综合考虑的因素。
借鉴屋面挂石的成功经验,错缝、不分大小、顺畅排放,建筑师的宏观思维为项目实施带来许多便利。
在石材选用上,需要根据不同场景、功能进行选择。本项目以屋面边缘作为界线,边缘线以上作为屋顶,选用30mm厚花岗岩;边缘线以下为蜂窝石材,石材与蜂窝复合总厚度为30mm。其中,歌剧院石材(大石头)品种为冰花蓝,多功能厅石材(小石头)品种为浪花白。
在石材选用上,需满足弯曲强度不小于8.0MPa,吸水率应小于0.8%。此外,在花岗岩防水保护上,采用溶剂将高分子树脂注入石材的毛细孔中,经过渗透及4小时左右的养生期后,将会留下树脂成份,将毛细孔填满,以达到阻绝水份及污染的渗透作用。
本工程屋面及吊顶部分花岗岩的采用背槽式防坠落措施技术,花岗岩的背面复合层(由0.6~1.2mm高强纤维布加阻燃聚酯树脂合成)高强度纤维安全增强层,增加花岗岩幕墙的强度和安全性。
整个屋面系统设计中,在保证实现原建筑效果的前提下,重点要解决以下几个问题:
做到安装方便、经济合理;
保证建筑外围护系统技术上的可实现性;
保证围护系统的防水、隔音、保温等各项性能要求;
方案永久、经济、美观、 环保。
广州大剧院三角形钢结构是无序的,很难用预先生产的檩条装上去,需要现场量度,立即生产,立即安装。
项目的建筑方案极具解构主义风格,外围护结构强烈凹凸的不规则折面造就奇特的建筑造型,内部大跨度、大悬挑、倾斜的剪力墙、柱形成复杂的不规则建筑空间,复杂非常规的建筑结构从图纸变成现实,其难度超乎想象。
广州大剧院的外围护结构采用与建筑外形完全吻合的空间折板式三向斜交单层网格结构,共有104个折面,59个转角和158条棱线。
小石头以白色为本色,同样,40个面均为异形,以三角形分格才能共面平整施工。大石头共有64个异形平面,要分别当成一个区域进行施工,各个的材料尺寸都不一样。
每个石头都有若干个采光区域,这些区域要做节能的中空玻璃帷幕,三角形或异形,尺寸不一。整个玻璃帷幕以高通透玻璃、多折面圆润、多曲面连接而成。
本项目的防水系统主要为石材装饰层+龙骨+EPDM防水层+聚氨酯发泡防水层+保温层+隔声钢底板屋面+檩条+主体钢结构。对建筑体形的适应性强,对尖角、不规则小面、小半径圆弧的防水层的设计施工具有优势。
妥善地解决石材支撑穿透防水层的技术难题,石材面与玻璃交界处设置天沟过渡,天沟外表面铺设EPDM防水卷材,采用虹吸排水方式,使整个工程在理论上做到滴水不漏。
来源:罗忆大讲堂
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