幕墙第一线 | 北京新国展二期项目东厅幕墙工程解析
△ 北京新国展二期效果图
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编者按
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帝都又见筑馆忙，大气磅礴古铜光；釉面琉璃纹肌理，前沿科技列阵旁。时空共享通南北，紫金丝带耀东方；甲辰开张指日待，四海宾朋翘首望。 被誉为“紫金丝带”的北京新国际展览中心二期主体结构已于2023年11月封顶，建筑的丝带造型已呼之欲出。目前各标段的幕墙安装正在紧锣密鼓地施工中，预计2024年一季度将实现整体形象亮相。
△ 正在施工中的北京新国展二期东区大厅主入口（实拍） 北京新国展二期项目由北辰集团、北京建工和中建二局共同投资组建的辰星公司负责开发建设，扎哈·哈迪德建筑事务所设计。项目包含1栋会议中心、1栋酒店、9栋展馆和3栋登录厅14个单体，建成后的新国展二期将是北京市建筑规模最大、功能最完善、技术最先进的综合性会展场馆。
△北京新国展二期东3厅西侧折线铝板幕墙（实拍）
△ 北京新国展二期东4厅北侧双曲铝板幕墙（实拍） 2024年1月，《幕墙设计》、幕墙工程网&“幕墙世界weekly”来到北京顺义新国展二期建设现场，在珠海兴业绿色建筑科技有限公司（以下简称“珠海兴业”）项目团队的陪同下，零距离观摩了这个首都单体规模最大工程的幕墙建设现场。
△ 2024年1月14日，北京顺义新国展二期东区幕墙工程观摩合影（左起：珠海兴业绿华北分公司副总经理 刘胜强、《幕墙设计》& 幕墙工程网总编 唐 琦、珠海兴业工程部执行经理 何 林）
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北京新国展二期项目概要
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△ 北京新国展二期效果图 北京国际展览中心二期项目位于北京的地铁15号线上，拥有专属的地铁站点，并毗邻首都国际机场。早先落成的北京国际展览中心一期工程现已成为国内外重要会议、各类交易会以及行业展览会举办的重点考量场合。
△ 北京新国展二期效果图 扎哈·哈迪德建筑事务所（ZHA）在设计方案中将展览大厅、会议中心和酒店空间整合在一起，以中国传统建筑中的釉面琉璃瓦肌理为灵感，通过相互连接的轮廓线条和几何图形来体现这种空间互连关系。同时，古铜色的色彩基和谐外皮的巨型凹槽开窗更是给展览中心的二期空间增添了动感与活力。
建筑的南北中轴是工具侧展览空间的连通主轴，承担了空间功能界说、灵活度和实用性的调度功能。同时，这条空间主轴上还设有共享庭院、咖啡馆和户外公共活动区等。庭院上方的连廊更是进一步强化了国际展览中心各个空间的交流与联系，从而打造了一个完整便捷的核心设施网络。
△ 北京新国展二期效果图 会议中心和酒店空间位于国际展览中心的北侧。人车分流的空间流线设计，更是包管了行人、货物以及车辆流通路线的自力性，在包管空间灵活性的同时，还确保各个空间正在进行的会议不会受到任何的额外干扰。
△ 北京新国展二期效果图 复合屋顶系统具有良好的隔热性并能提供最佳隔音效果，而模块化制造和施工方法将最大限度缩短施工时间、投资和运营本钱。同时，太阳能电池阵列、雨水收集和灰水回收将辅助先进的可延续建筑技术，以实现最低隐含碳排放。
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北京新国展二期东区幕墙系统
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△ 北京新国展二期项目效果图
△ 项目整体鸟瞰图△ 视频：北京国际展览中心二期幕墙项目现场掠影（时长：1′9″） 一、设计理念 新国展二期整体形象肃静严厉大气，因怪异的外形设计被誉为紫金丝带，一是寓意“一带一路”建设新丝绸之路的美好愿景，表达中国与世界互联互通之音。二是建筑外立面幕墙造型转变多样，流线过渡，飘逸灵动。在色彩搭配上，檐口及屋顶采取沉稳厚重的古铜色，与连桥的透明幕墙和首层深色铝板门头形成鲜明的对比。给人一种悬浮于半空中的错觉，仿佛风中摇曳的金色丝带。未来，这里将成为北京举办大型展览和高端会议的重要场馆，同时可承载演艺、文创、赛事、科技体验等多种类型活动。
△ 建筑设计立意飘逸灵动 二、幕墙系统介绍 珠海兴业在新国展二期项目中负责东3、东4展馆及连桥的幕墙深化设计和施工。东3展馆为有柱展厅，最高21.95米。东4展馆为无柱展厅，最高26.15米。展馆地上2层，地下1层。幕墙设计中采取了框架式玻璃幕墙系统、柔性屋面系统、铝板幕墙系统、铝合金格栅百叶、铝合金地弹门、大象门、消防排烟窗等多种幕墙系统。东3、东4两个展馆总计幕墙面积约45800m²。
1. 框架式玻璃幕墙 框架式玻璃幕墙位于东3东4展厅的环廊、连桥位置，设计用于采光、视觉衔接的作用。外饰效果为竖明横隐，竖龙骨为铝合金型材，玻璃采取10mm双银Low-E+12A+10mm超白钢化中空玻璃。这种玻璃的优势在于晶莹剔透，透光率可达70%以上，通过均质措置其自爆率也远低于普通玻璃，大大提高了幕墙的平安性。另外幕墙分格采取1800*2600大跨度设计，做到最洪流平体现幕墙的通透的效果，与建筑上部的古铜色褶皱铝板幕墙系统形成强烈的反差，从而实现现代与古典的结合。
技术要点：1）竖明横隐幕墙虽然是较为传统和常规的幕墙系统，但该项目中也存在一定的特殊性。为包管展馆室内侧最洪流平的通透效果，本项目采取了无横梁的做法，横向分格处在玻璃底部用铝合金玻璃加强托板承托。视觉效果上加重了竖向250mm截面的铝合金立柱强烈的线条感。室内外都是只有一道横向胶缝，效果统一。
△ 无横梁框架式幕墙系统构造节点 2. 柔性屋面系统 本项目序厅位置柔性屋面采取双层防水卷材防水。在主体钢结构上安插屋面钢檩条，铺设0.8mm厚镀铝锌压型钢底板。钢板上设置保温层、隔气层后机械固定安装P型织物内增强TPO防水卷材，固定点以小于200mm间距安插，相邻卷材固定完成后在搭接位置使用热风焊接收边。常规TPO防水卷材两面都为光面，本项目TPO防水卷材采取一侧光面一侧毛面，包管面层双组分丙烯酸聚合物水泥防水涂料能更好的与之结合。 技术要点：1）本项目屋面及外立面设计有褶皱铝板，需从柔性屋面穿出固定支点。连接支点一方面要提前与主体结构可靠固定。另一方面在施工屋面系统时，穿出屋面处需设置防水卷材、水泥防水涂料、聚脲防水涂料三道防水层。
△ 柔性屋面构造节点
△ 柔性屋面施工实拍 2）为了验证柔性屋面系统的抗风性能，本项目选取其中具有代表性的典型部位进行测试，检测屋面系统中的材料、构件加工、质量等应与实际工程情况一致，且符合相应规范及标准的要求。在实验室模拟风荷载的条件下对检测试件施加风荷载，经过系统多次循环加载，模拟屋面系统在分歧荷载情况下的受风情况，根据试件在试验过程中的变形以及连接固定等整体的转变进行评估，本项目柔性屋面抗风揭性能满足要求。
△ 柔性屋面抗风揭试验样板实拍 3. 褶皱波纹铝板系统 褶皱波纹铝板安装在柔性屋面外侧，屋面上已提前预留安装铝板的钢管支座。由于序厅屋面是双面弯曲设计，为了方便调度，铝板的龙骨都设计成圆形钢管。铝板的主龙骨通过定制钢卡件与预留的钢管支座顶部钢板转接件螺栓连接。次龙骨再通过2个抱箍钢卡件与主龙骨连接。3mm的“褶皱”铝板竖边方向通过铝制U形件固定在次龙骨上。横边方向不设置龙骨，相邻铝板折边采取M6不锈钢销轴连接紧固。铝板安装完不设置胶缝。水落入屋面后流入侧面水槽后排出。
△ 褶皱波纹铝板整体构造节点 技术要点：1）龙骨支座采取套芯连接，上下可调度50mm，包管铝板龙骨安装时标高在同一高度，支座钢材可统一下料尺寸。铝板主次龙骨连接卡件加工成弧形长条孔，施工时结合放线角度平面方向旋转调度。
△ 龙骨细部构造节点 2）在主次龙骨定位校核后，铝板竖边方向与次龙骨抱箍连接，在垂直立面方向实现调度角度，通过U型件上下调度铝板标高，待X,Y,Z三个点位与模型点位一致时可拧紧螺母。
△ 铝板竖向安装构造节点 3）褶皱铝板呈空间三角曲面造型，通过按一定间距安插定制加强筋，实现铝板整体的强度能够满足受力要求。竖边方向固定后，横边方向没有安插龙骨，铝板折边直接采取销轴连接。
△ 铝板横向安装构造节点 4. 大象门 为了门的整体美观，设计成一大一小的子母形式。子母门设计满足了结构承重，美观耐用，操作方便。本项目母门扇宽度3米，高度5米，子门扇宽度1.5米，高度2.5米。开启子门即可满足日常人流通行，当需要大型车辆或集中人流通过时，开启母门形成6000MM宽度疏散通道，实现平安高效通行，满足了场馆的功能需求。
△ 大象门模型及样板安装实拍 5. 格栅吊顶 格栅吊顶相比于铝板吊顶更加轻盈，不受尺寸限制，几乎无拼缝。后期可按需求在间隔内藏灯光，适用于各种场合，在展馆、车站、机场上应用广泛。本项目吊顶格栅龙骨采取60mm铝方管，较小的截面尽可能减弱龙骨给通长吊顶造成的不良效果。铝方管与吊点钢通通过U形钢件转接后用螺栓固定。U形钢件上开长条孔便于调度吊顶龙骨的高度，包管格栅安装在同一水平标高上。格栅方管与L形铝合金卡件是采取插件方式连接，可以左右定位调度。L形铝合金卡件上部有锯齿设计，与铝合金锯齿垫片配合安装在吊顶龙骨上，能调度格栅的高度。施工过程中，在加工厂提前将铝合金卡件孔位加工好，所有材料运至现场后，根据场地和机械等条件考虑，将格栅与龙骨按一个大分格作为一个单位拼接。再将格栅单位与吊顶固定。安装调度空间大，施工方便，效率高。
△ 格栅吊顶构造节点 三、BIM技术在项目中的应用 本项目涉及复杂的三维曲面铝板飘带造型，这是常规二维设计无法应对的。在施工图深化过程中，珠海兴业项目团队根据幕墙招标图纸、原建筑施工图、结构施工图及三维模型图。进一步建立施工图幕墙龙骨及表皮，使得模型与图纸一致，达到BIM设计可视化。在模型中反向验证设计节点的合理性，模拟各专业间的构件是否碰撞。在施工前提前做出了纠偏办法，解决图纸上的碰撞干涉问题。 1. 运用BIM技术优化幕墙表皮 檐口及立面位置表皮为自由曲面，是典型的异形幕墙。为了实现灵动飘逸的丝带造型，三维方向尺寸渐变势必会发生大量的双曲面板。而双曲面铝板加工工艺复杂，本钱较高，对项目的进度和本钱控制都极为晦气。为此，在不改变建筑外观效果的前提下，通过Rhino+GH技术对表皮进行分割、优化。除空间三个方向都转变的区域连结双曲造型。其他双曲造型优化为单曲面板，弧度较大的优化为平面板。
△ 拱门柱脚BIM模型
△ 拱门柱脚现场龙骨施工实拍 在面板优化完成后，现场龙骨的加工也变得简便。按从右到左给现场提供几个模型龙骨的渐变方向及角度定位点。定点后现场根据渐变方向焊接外轮廓横向通贯龙骨，再将分格位置的龙骨以一品为单位焊接上墙。极大的降低了材料的加工难度，不但节约了加工费，而且提高了加工效率，有效保障了工期。
△ 檐口及立面BIM模型
△ 檐口及立面现场施工实拍 2. BIM技术在龙骨、面板生产安装过程中的运用 在施工过程中，序厅褶皱铝板的每支主、次龙骨、U型连接件都需要现场定位，现场定位点数量多、工作量大。为了避免无效的丈量工作。运用Grasshooper参数化设计在模型中提前建好了全套的龙骨安插图。将每个分格褶皱铝板作为一品，提供主次龙骨通贯线上4个空间（x,y,z）坐标定位点。现场运用全站仪按点位数据打点后，校核数据，将现场误差返尺到BIM模型中进行调剂。运用Grasshooper参数化设计把每一品褶皱铝板提前安插好特制三角形加强肋，批量对每一分格铝板的外形尺寸和对应的加强肋、折边的加工尺寸及角度等参数在Rhino中生成，之后在Rhino中以三视图形式另存格式导入CAD平面图中，生成铝板加工图。
△ 现场龙骨施工实拍
△ 褶皱铝板模型以及CAD加工图
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结 语
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北京新国展二期项目东3、东4展厅总体来说幕墙系统种类多样，立面造型丰富，转角收边类型多样，无标准板块可言。珠海兴业项目团队针对曲面造型专项设计的可多维方向调度的褶皱铝板幕墙系统与柔性屋面的结合，在施工中充分获得了进一步的验证。从施工图深化到施工阶段全过程运用BIM技术解决了放线定位难、龙骨安装复杂、面板下料出图工作量大等诸多设计及施工难点，减少了可能致使毛病的材料损耗，加快施工进度，减少工程本钱，包管了项目设计的有效落地，为项目的高效施工创作发明了有利条件。
△ 北京新国展二期东3、东4厅幕墙工程（实拍） 项目建成后，北京新国展项目也将在历史的舞台上发挥应有的光辉，对标世界会展城市，财产带动区域全面腾飞！
文 | 珠海兴业绿色建筑科技有限公司 彭成泉、凌浩龙、张志刚、刘胜强、何 林
责任编辑 | 唐 琦
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