建筑專業(yè)-設(shè)計理念與技術(shù)策略
室外公共空間設(shè)計歷來是世園會建筑設(shè)計的重要內(nèi)容。由于不確定因素較多,因此我們采用“弱”設(shè)計的策略,為二次設(shè)計留有巨大的可操作空間。
展廳空間從最具適應(yīng)性和靈活性的矩形大空間出發(fā),綜合考慮用地、南北重要公共空間的關(guān)系、規(guī)模、交通流線等多種因素,方案采用分開的兩組矩形空間,整合所有的展廳。
建筑布局采用南北貫通的總圖布局,建筑立面四個方向勻質(zhì),營造出相對模糊的建筑世界,既尊重大環(huán)境,又尊重周圍小環(huán)境。
本項目在初步設(shè)計、施工圖設(shè)計階段采用BIM技術(shù)優(yōu)化設(shè)備管線設(shè)計,取得了品質(zhì)提升、施工質(zhì)量、運維效益等方面的成果。
國際館屋面為輪廓為球面,94朵花傘有94種造型,設(shè)計通過縱向壓縮,將每4朵花傘統(tǒng)一為一個16.8X16.8矩陣網(wǎng)格,實現(xiàn)了對復(fù)雜造型的精確幾何控制。漏斗形花傘利于雨水排放和收集利用,花傘上方覆蓋光伏發(fā)電膜,體現(xiàn)綠色設(shè)計理念,花傘絢麗的夜景照明效果為2019北京世園會提供了最經(jīng)典的記憶。
結(jié)構(gòu)專業(yè)-設(shè)計特點
本項目由南北兩個展廳組成,北展廳地上2層,南展廳地上1層,采用鋼框架結(jié)構(gòu),雙向柱網(wǎng)均為16.8m。北側(cè)設(shè)1層地下室,采用鋼筋混凝土框架—剪力墻結(jié)構(gòu)。屋面的鋼結(jié)構(gòu)和2層的鋼桁架連廊將南北展廳連成整體。屋面最高處標(biāo)高23.65m,最低處15.82m,南北和東西向長度分別為201.7m和198.9m,未設(shè)結(jié)構(gòu)縫。
創(chuàng)新采用異型鋼框架結(jié)構(gòu)體系,實現(xiàn)建筑“花?!崩砟睢N菝?4朵“花傘”組成的“花?!?,是本項目最矚目的造型特點。結(jié)構(gòu)設(shè)計充分利用建筑“花傘”造型和找形“花瓣”的幾何邏輯,“編織”既符合建筑外觀造型又滿足結(jié)構(gòu)受力需要的異形鋼框架。通過對異形鋼框架單元和整體結(jié)構(gòu)的深入分析,證明結(jié)構(gòu)具有較好的受力特性:屋蓋平面內(nèi)剛度較大,可協(xié)調(diào)南北展廳變形和受力,結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度和整體性較強;折形屋蓋通過豎向變形釋放溫度內(nèi)力,實現(xiàn)超長結(jié)構(gòu)不設(shè)縫。
構(gòu)造、分析雙措施,實現(xiàn)最細(xì)花傘柱。除了支承展廳樓層和吊掛幕墻的花傘柱外,大部分花傘柱僅承擔(dān)上部輕型屋面,長細(xì)比是控制花傘柱截面的主要指標(biāo)。為獲得最小鋼柱截面,采取以下措施:
1)加強對花傘柱的約束。柱底采用埋入式剛接柱腳;柱頂與屋蓋主梁剛接;合理布置屋蓋鋼梁,提高屋蓋整體變形協(xié)調(diào)能力,提升穩(wěn)定承載能力。
2)準(zhǔn)確求解變截面花傘柱長細(xì)比?;▊阒鶠樽兘孛驿摴苤L細(xì)比計算復(fù)雜;異形框架無法簡單套用規(guī)范公式求解計算長度。為此,通過整體屈曲分析,用歐拉公式反求框架柱計算長度和長細(xì)比,從而為確定框架柱截面尺寸提供定量依據(jù)。
設(shè)備專業(yè)-暖通、空調(diào)
本項目地上展廳屬于高大空間,單層高到達(dá)20米以上,最大擴大50多米,三面玻璃幕墻結(jié)構(gòu),針對此特點采用全空氣分層空調(diào)系統(tǒng),側(cè)送噴口送風(fēng),側(cè)下回風(fēng),屋頂上排風(fēng)。在保證人員活動區(qū)域的熱舒適性同時,降低空調(diào)負(fù)荷,展廳上空熱量通過上部排風(fēng)機排出室外,為了更準(zhǔn)確的實現(xiàn)設(shè)計意圖,運用建筑模擬軟件及氣流、室內(nèi)環(huán)境模擬軟件對高大空間進行分層空調(diào)氣流組織及室內(nèi)溫度場進行模擬計算,通過模擬結(jié)果調(diào)整側(cè)送風(fēng)口形式、布置間距及送風(fēng)量,并在國際展廳設(shè)置送風(fēng)塔實現(xiàn)氣流組織均勻。
地上國際競賽展廳、地下登錄廳,多功能廳采用帶熱回收的全空氣系統(tǒng),采用轉(zhuǎn)輪全熱回收,全熱回收效率大于60%。
地上展廳及地下登錄廳及多功能廳等內(nèi)擾作息變化較大的區(qū)域設(shè)置全空氣變風(fēng)量系統(tǒng),送排風(fēng)機根據(jù)負(fù)荷變化變頻調(diào)節(jié),確保區(qū)域溫度在設(shè)計范圍內(nèi),避免過冷過熱現(xiàn)象,降低系統(tǒng)能耗。
全空氣空調(diào)系統(tǒng)過渡季可加大新風(fēng)運行,最大新風(fēng)比70%,充分利用室外天然冷源,減少冷機開啟時間。
地下停車庫通風(fēng)系統(tǒng)根據(jù)車流量和車庫內(nèi)的CO濃度控制風(fēng)機啟停,節(jié)省風(fēng)機能耗。
設(shè)備專業(yè)-給排水
1.所有衛(wèi)生器具配件均滿足LEED節(jié)水器具要求,景觀綠化采用噴灌、微灌等節(jié)水器具;
2.設(shè)置雨水收集及回用系統(tǒng),最大限度減少自來水用水量;
3.沖廁、綠化用水、道路澆灑等采用市政中水;
4.水池、水箱溢流水位均設(shè)報警裝置,防止進水管閥門故障時,水池、水箱長時間溢流排水。
5.本項目再生水設(shè)計使用量為62 m3/d,總用水量 114.3 m3/d。非傳統(tǒng)水源利用率為54.2 %。
6.本項目展廳屬于高大空間,南展館凈高超過12米,同時展館花傘屋面為金屬屋面和玻璃屋面的結(jié)合,無法安裝固定噴頭,根據(jù)本項目實際情況,考慮展廳整體效果和實際實施難度,從整體消防系統(tǒng)整合和優(yōu)化出發(fā),展廳高大空間采用自動消防炮滅火系統(tǒng)(帶霧化裝置)。
7.本項目為金屬屋面和玻璃屋面結(jié)合的花傘屋面,且屋面整體帶有弧度,設(shè)置屋頂消防水箱間確有困難,因此,在二層夾層設(shè)置消防水箱。在滿足規(guī)范的前提下,保證屋面整體效果。
8.結(jié)合展館花傘屋面的造型設(shè)置屋面雨水系統(tǒng),每一個“花瓣”為獨立的匯水面,設(shè)置2個DN100雨水斗和一根DN150雨水立管。
9.在展廳內(nèi)布置展位溝,預(yù)留給水、灌溉水和排水條件,為后期實際使用預(yù)留靈活空間。并結(jié)合展位溝設(shè)置室內(nèi)地埋式消火栓,保證展廳整體效果。
電氣專業(yè)-綜合效益
本項目在2019年北京世園會后已成為北京市全民休閑娛樂的重要場所,產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟、社會效益。電氣系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠、維護管理方便,對電磁污染、聲污染及光污染采取綜合治理,達(dá)到環(huán)境保護相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求;夜景照明實現(xiàn)了城市亮化與節(jié)約電能兼顧的作用;分區(qū)分項獨立計量和公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)有利于后期運維;國際館電氣設(shè)計具有未來前瞻性,能適應(yīng)各種類型展覽和表演活動,能為延慶區(qū)經(jīng)濟發(fā)展發(fā)揮出良好的綜合效益。
智能化專業(yè)-綜合效益
本項目成功舉辦了2019年北京世園會開幕式及展會,國際館是世園會的標(biāo)志性建筑,智能化系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠,滿足了會時和重大活動的需求,受到各方好評,取得良好的社會效益。信息設(shè)施系統(tǒng)配置靈活且便于擴展升級,信息化應(yīng)用系統(tǒng)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平,滿足賽后運營需求。設(shè)置集成信息管理平臺,保證體育中心的整體安全;通過建筑設(shè)備管理系統(tǒng),對機電設(shè)備進行節(jié)能控制并提供舒適、高效、靈活的工作環(huán)境,產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益。