幕墙第一线 | 再续长安三万里 绿创万象启“新城”——西安CCBD万象城商业裙楼幕墙工程解析

楼市   其他   2025-01-06 17:32   北京  

编者按

秦汉圣祖尚有迹,盛唐诗词已封神;
再续长安三万里,绿创万象启新城。
  2024年冬月之末,和一众建筑内外装设计大咖夜探西安CCBD万象城。这个项目在两周前刚刚开业,由华润置地在创立30周年暨万象商业20周年的重要节点,斥资百亿打造。它不光是西北地区首个万象城,更是在文旅商业“神仙打架”的西安,塑造了一个“现象级”的存在。
  我们此行主要探访的由中建装饰绿创科技有限公司幕墙分公司(原中建深圳装饰有限公司幕墙分公司)负责打造幕墙的商业南区部分,其幕墙施工面积近7万平,主要涉及的幕墙(门窗)种类有:陶板幕墙、玻璃幕墙、铝板幕墙、采光顶、吊顶不锈钢板、雨棚、百叶、格栅、栏杆、石材等。
  所到之处皆有惊喜:
  独一无二的建筑构件——受到传统嵌套桌形状的启发,商业体被分解为较小的建筑体块,以独特的TABLE堆叠建筑骨架,将35张形似“桌子”的结构层层相扣。错落的“桌子”构造了不同层级的多个平面,既是休憩聚集的开放式露台,又是独特的花式游园。
  现代釉面处理的框架幕墙——参照盛唐名品唐三彩,采用定制陶板勾勒出建筑轮廓。项目团队同陶板供应商一起,经过3年研发,进行了超过2000次试验,最终打造了2.8万平米现代釉面处理的框架幕墙,为商业建筑首创。这不光呼应了巨型“桌子”的设计,同时连续的釉面陶板游走于建筑的各个角落,甚至连“叶脉天窗”的主龙骨都由唐三彩陶板覆盖,像是一条灵蛇,贯穿始终。
  在这个商业体中,还有很多极美的主题存在,比如:
  “竹之光庭”——存在于“最美转角”处,中庭的自然光线透过玻璃穹顶,洒落在竹节造型的竖向玻璃面上,光影交错间,顿感梦幻的力量。
  “灵感之桥”——位于中轴线上,东西连接生命之树、西安电视塔。灵感之桥将南北商区连接在一起,外形呈现超大玻璃立面,结合桥身底部平整的镜面不锈钢吊顶,如同一个悬浮在空中的透明观景台,让人在此静观美景。
  “晴空之阁”——将中国传统建筑中“阁”的经典元素“人字尖顶”融入穹顶设计,又将大自然中的叶片,用现代建筑手法对称呈现。在晴空之阁的映衬下,让室外的那棵生命之树成为美轮美奂的背景,无论是白天还是夜晚。

引言

  西安,作为中国四大古都之一,承载着丰富的历史记忆与文化底蕴,拥有3100多年的建城史和1100多年的建都史,是中国历史上建都时间最长、建都朝代最多的城市之一,如今,西安仍是“一带一路”的重要节点城市,继续发挥着文化交流与合作的桥梁作用。
西安城墙
西安钟楼
  西安华润CCBD项目总设计师Thomas Heatherwick表示,项目设计灵感来自于西安这座被城墙环绕的城市,西安城墙和一座网格化的城市,丰富多彩的城市生活在广场和街巷中随处可见。将整个基地划分成网格,网格可以有不同的面积,通过连接点创造有趣的空间。这些空间可以起到桥梁作用,或对不同城市状况做出响应。它们既可形成大的体块,也可缩小至街道上的人体尺度。它们可以是创造出多样空间体验的露台,也可以是遮风挡雨的场所、天蓬或建筑开口。基地内的塔楼是网格的交汇之处,在建筑群中拔地而起。
  建筑方案团队希望使立柱和框架具有丰富的质感,并以此作为本项目区别于标准购物中心的一种方式。陶瓷的使用可为本项目带来许多情感上的共鸣,挖掘西安闻名遐迩的工艺传统,并体现当地个性。在本项目中使用当地手工艺方法并与当地匠人合作,为将本项目与其所处环境联系起来提供令人兴奋的契机。
长安:网格之城
总体规划布局设计

项目实景

工程概况  

  西安万象城,位于曲江新区雁展路以南、长安南路以东、汇新路以西,总占地面积138亩,总建筑面积56.5万平方米,建设4座150米左右的高层建筑及裙楼,业态包含国际酒店、国际公寓、商务写字楼等。国际建筑大师托马斯·赫斯维克利用现代国际手法融入中国文化精华,其中最重要的特征之一,即以商业空间设计连接culture(文化)、nature(自然)和future(未来)。 
  该西安万象城地处西安中轴线南端核心地带,力推“一站式”消费和“体验式”购物,集零售、餐饮、娱乐、休闲、商务、住居等诸多功能于一体,集文化价值、商业价值和交通优势于一身,包罗万象,应有尽有,为消费者带来全新的消费概念和生活体验。

  中建装饰绿创科技主要承建二标段南商业幕墙工程,主要涉及的幕墙(门窗)种类:陶板幕墙、玻璃幕墙、铝板幕墙、采光顶、吊顶不锈钢板、雨棚、百叶、格栅、栏杆、石材等。

项目主要设计亮点  

  一、“灵感之桥”

  灵感之桥与生命之树、西安电视塔位于同一中轴线上。该桥采用无横梁设计,使得室内外效果更加通透、简洁。同时,通过两种不同反射的玻璃,形成了独特的“眼睛”造型。结合桥身底部平整的镜面不锈钢吊顶,如同一个悬浮在空中的透明观景台,让人在此静观美景。
  灵感之桥立面的“眼睛”造型西侧可遥望西安以前的地标-电视塔,东侧可观赏未来的地标-生命之树,不仅连接了南北商业,还贯穿了西安的过去与未来。
项目鸟瞰图
灵感之桥“眼睛”
灵感之桥吊顶
  二、“晴空之阁”

  晴空之阁的穹顶设计灵感源于大自然中的叶片,通过现代建筑手法对称呈现,同时融入了中国传统建筑中“阁”的经典元素——人字尖顶,使得整体结构更加挺拔、庄重。其穹顶设计中就融入了现代建筑中的对称和平衡原理,同时又不失传统建筑的韵味和美感。
  这种创新表达不仅使得晴空之阁成为了一个独特的建筑景观,还为西安万象城增添了更多的文化内涵和艺术价值。 
  三、屋顶花园
  屋顶花园天窗天窗具体图案是以树叶脉络为灵感设计的。这一设计灵感来源于大自然,通过现代建筑手法将其巧妙地融入到天窗的设计中,使得整个购物中心内部充满了生机与活力。
  天窗的玻璃板块呈现出渐变的造型尺寸,每块玻璃与型材、金属板之间的夹角角度各异,形成了独特而美观的树叶脉络图案。这些图案不仅美观,而且具有实用性,它们能够引入大量的自然光线,使得购物中心内部明亮而舒适。
  天窗设计还融入了其他自然元素和传统文化元素,如取张掖丹霞分层地貌之风情,为室内增加蜿蜒连绵的曲线设计,“叶脉天窗”的屋脊龙骨都由唐三彩陶板覆盖,像是一条灵蛇,贯穿始终。这些都使得整个购物中心更加具有艺术气息和文化内涵。


主要系统剖析  

  一、天窗幕墙系统
  系统简介:天窗整体为异形设计,形状分为橄榄型,饺子型两类。标准节点为竖明横隐设计,延主体钢结构方向为明框,玻璃标准分格1000mm*2400mm,玻璃配置为8FT(LOW-E)+12AR+6FT+1.52PVB+6FT中空钢化夹胶超白彩釉玻璃,中间屋脊线采用陶板材料。
  重难点分析:1.玻璃与结构之间存在各种夹角,为保证效果要求装饰扣盖需垂直于地面,导致附框需适应不同角度。2.业主出于对成本考虑要求(翘曲<50mm)采用冷弯玻璃,翘曲>50mm采用热弯成型。
  系统深化:通过BIM建模分析,分析出玻璃平面之间夹角度数,根据最大角度到最小角度根据不同区间设计不同的型材附框及压板。通过分析出玻璃最大翘曲值后,进行冷弯试验,验证冷弯方案是否可行。
与主体结构之间夹角分析 
现场实景图
  通过夹角分析,通过不断安装模拟,我们最终决定将10°作为一个区间,总共设计了四类节点,通过不同的附框及压板去适应不同的角度。
85°-90°夹角 
75°-85°夹角
65°-75°夹角 
57°-65°夹角
  玻璃固定方式采用不锈钢机制螺钉与通长铝合金压板压接固定,但玻璃硬度极大,通过机制螺钉不易压弯到位,制作特殊夹具,将玻璃压弯至理论弧度后,进行压板固定,压板固定完毕后,拆除压弯夹具。
玻璃翘曲值分析 
冷弯试验
  二、跨层大跨度框架玻璃幕墙系统
  系统介绍:主要特点是立面玻璃幕墙两层一个跨度,大面标准位置立柱跨度达到10.6M中间不能有支撑点。宽度方向分格大约为2000mm,高度方向分格为4200mm.2800mm.2750m吗。玻璃配置为:12FT(Low-E)+12Ar+12FT超白Low-e中空钢化玻璃(暖边) .12FT超白钢化镀膜玻璃。
  系统分析:在立柱截面尺寸不能做过大的条件下,常规设计思路是做铝包钢立柱,但铝包钢系统对现场施工要求较高。经过各方交流讨论,提出采用纯铝合金立柱的设计思路,但不能增加成本。
立面玻璃幕墙立柱跨度示意
  方案比选:a(图1),铝包钢立柱,对材料加工生产而言都是常规操作,基本无技术难点,但现场安装工序较多,对施工精度要求更高。b(图2),纯铝立柱,型材生产需要开具超大超厚模具,对于型材生产厂家是个技术挑战。
图1(铝包钢立柱) 
图2(纯铝合金立柱)
  通过对两种方案的成本对比分析,发现两种方案成本相差不大,考虑到现场工期紧张,为降低现场质量风险,经过多方沟通交流,最终决定采用方案二。最终经过型材生产厂家不断调整试验,攻克了生产技术难题。不仅提高了现场安装功效还极大的提升了整体品质。
铝合金立柱实拍
现场实景实拍
  三、双曲面铝板吊顶系统
  系统介绍:双全面吊顶系统主要分布在主入口区域。整体排布方式为建筑曲屋面排布,分格大概为1000mm*1000mm,单块面板为双曲3mm铝板(白色)+3mm铝板(四周围边)组成的铝板盒子。本系统的主要难点在于两种不同颜色的铝板如何组装成铝板盒子。
主入口吊顶模型 
铝板模型
  重难点分析:由于四周围边铝板内退在双曲面铝板折边内测,且两种铝板颜色不同,所以两种铝板生产加工时只能分开加工,加工好后再将两块铝板通过机械连接到一起,组装成一整个铝板盒子单元与龙骨挂接,且不能对双曲面铝板表面效果造成影响。
龙骨模型效果图
  系统深化:以分析思路为基础,我们在原始方案上进行了优化。原方案是在双曲面白色铝板背后焊接3mm铝板肋板,通过螺栓将肋板与四周围边铝板进行连接。
优化方案节点图
  我们考虑到铝板背面焊接容易对铝板表面造成起影印记且铝板焊接焊缝强度有所折减,容易有失稳风险。最终决定采用型材分段,通过植钉+结构胶的方式与四周围边铝板结合型材龙骨进行组框。
现场实景图
  四、弧形铝板系统
  系统简介:弧形铝板主要有大弧形铝板.小弧形铝板两种,系统为开放式系统,面材是由正面3mmS型截面铝板+侧面3mm平面铝板/铝合金百叶组成的铝板单元。宽度有1250mm/750mm/500mm三种,高度3000mm,高度方向错缝排列。
  重难点分析1:由于铝板为S型截面,板型控制弯弧铝板如没有特殊处理,均有一定的回弹可能性或加工弧度误差。针对此造型铝板要解决加强筋问题,防止铝板滚弧之后在二次搬运过程种回弹。
大弧形铝板横剖节点
  系统深化:加强筋用3mm铝板由数控切割完成,保证弧度的精准性,再将数控切割的铝板结合分段型材植钉+结构胶的方式与弯弧成型的面板连接。依靠数控切割折边的精确性约束铝板,防止回弹。精准一致的弧度造型,才能保证安装后上下面板造型连贯。
小弧形铝板横剖节点
  挂座分开挂接,由于整体立面高度方案为错缝布置,施工要点在于要将每一列板块截面对齐。挂座分开分开挂架可以每列板块单独可调进出左右,可消化加工误差提升整体效果。
大弧形板块加工实拍
现场实景实拍
  五、陶板系统
  系统介绍:本系统主要由陶板柱及陶板横梁组成。复杂的造型勾勒出了整个建筑的轮廓,远观仿佛巨型的“桌腿”,近看细节繁复,每个“桌腿”除了大的“十”字交叉的造型外,尚有圆角启承转折,且桌腿自身也有上粗下细的变化。
  陶板柱有两种类型:主体结构受力柱和装饰柱。每种柱子下细上粗,斜率1.5度。单块陶板为梯形,宽度渐变,高度固定为1000mm。
整体模型 
陶板柱形体
  重难点分析1:陶板柱为上大下小‘十’字型轮廓,且陶板分缝为错缝,为保证建筑效果,整个陶板柱外轮廓截面要尽量做小,导致内部构造空间非常局限,且现场交叉施工较多,场地局限,甲方要求要以单元整体吊装方案施工。所以本系统的主要难度在于陶板单元板块划分原则以及内部龙骨构造设计,龙骨截面不宜过大。
  关于板块划分经过多次与顾问单位的讨论分析,结合现场施工场地,最终将陶板柱分为月牙板块和阴角板块,板块高度3m。考虑因素主要两点,板块过大现场不易二次搬运,且龙骨截面要加大;板块过小将失去整体吊装的优势。
陶板柱截面板块划分示意
陶板柱板块三维图示意
  陶板柱龙骨构造设计方面,有钢龙骨和铝龙骨两种方案选择。
钢龙骨
铝龙骨
  方案比选:
  a:钢龙骨方案组框连接节点刚度更强,受力形式更好,组框更简单,但钢龙骨焊接易变形,会导致陶板安装精度更加难以控制,防腐性能较差。
  b:铝龙骨型材加工组框精度更高,防腐性能更好。
  经过对比分析后,铝龙骨更优,但要保证龙骨组框的连接节点稳固可靠。
铝龙骨组框连接节点 
工厂单元组装实拍
  重难点分析2:陶板梁整体形体为向上弯弧‘C’型截面梁,竖向风格错缝分布,横向分格长度1米。主要难点在于板块划分以及挂接方向,垂直于法线方向挂接或垂直于地面挂接,同时还要考虑板块三维可调。
陶板梁立面图
陶板梁单元划分示意
  板块划分:根据陶板梁的分缝特点,将陶板梁分为上中下3种单元板块。安装顺序先安装下板块,再安装中板块,最后安装上板块。这样的板块划分原则可以使整个异形陶板梁基本无散装板块。
  挂接方案比选:
  a:垂直于地面挂接,对于现场施工更好操作可控,降低现场施工难度。但板块组装时龙骨与面板相对尺寸毫无规律,对于工厂板块组装难度太大,功效太低。
方案a挂接方向示意图
方案a龙骨组框模型图
  b:垂直于法线方向挂接,龙骨与面板之间相对关系有规律,但由于竖向龙骨不是垂直与地面,导致挂耳也不垂直于地面,每个挂座定位需要不断调整角度,对现场施工精度要求更高,会导致现场功效较低。
方案b挂接方向示意图
方案b龙骨组框模型图
  经过比对分析,即要解决工厂组框加工功效问题,又要解决现场功效问题,我们决定采用一个折中的方案。竖向龙骨布置方式垂直于法线方向,挂耳挂座垂直于地面,在挂耳与挂座的连接方式做一个可旋转角度的构造设计。
挂接方案图
工厂单元组装实拍
  经过现场打样论证,工厂组装难度以及现场安装难度都在可控范围之内,施工精度也能较好的保证。

现场实景效果

建造安装难点分析  

  一、材料组织难度大
  项目型材种类多,裙楼楼型材开模200余套、型材总重量500t,平均每套模具对应型材约2.5t,每层涉及型材种类多,数量分布不均,甚至有的材料不足0.2t。
  解决措施:下单生产方面大批量下单,小批量提货,避免型材厂频繁更换模具,提升加工效率,
  二、收口细节多
  整个裙楼形体由17个桌子组合而成,桌子连着桌子,每个桌子幕墙完成面,标高几乎无规律。各种幕墙系统交织融合在一起,导致有许多的交接收口。
  解决措施:深化设计全程采用LOD500深度BIM模型导出1:1加工图,确保覆盖到每个收口位置。每个区域安排相对应的设计负责人与项目管理人员,不断的进行交底。
模型细节
  三、测量放线难
  测量放线的难度主要在于没有规则的大面,且结构形式种类非常多,用传统全站仪打点测量的方式效率非常慢,难以满足设计下单计划要求。
  解决措施:通过三维扫描应用扫描整体结构,再用犀牛软件逆向建模还原现场结构。
三维扫描
  四、措施方案
  建筑外形导致很大常用措施无法使用,很多位置无法使用大型吊车机械,例如屋面,露台位置。
  解决措施:安装全部采用我司自主研发可移动伸缩吊2.0可实现本项目单元板块的准确安装,同时提高施工效率、安装质量及施工安全性。

吊装机械

BIM技术应用  

  为保证设计建造的准确性和提高工作的效率,西安华润CCBD项目幕墙工程进行全过程深度BIM技术应用,包括形体分析、方案选型、材料下单、数字加工模型、加工数据提取,现场定位安装等方面。
  通过编制LOD500信息集成系统完整的实施了全异形单元板块幕墙通过模型选型、模型下单、模型出图、模型安装等过程,解决了异形陶板板块玻璃尺寸多;冷弯玻璃板块加工难;变化角度转角单元板块实现复杂及变化角度单元板块挂接复杂等难题。通过一千多个GH电池及python程序相互关联,构建一个存储信息量达百万条的数字化模型。程序将各类单元板块进行快速规整建模,并将相应物件进行信息存储,模型深度达到可加工精度(深度LOD500)。

全程BIM应用

结语  

  西安华润CCBD项目的成功落地,不仅标志着西安在商业和文化领域迈出了重要的一步,更是这座城市迈向国际化大都市进程中的一座重要里程碑。该项目以其独特的地理位置、卓越的设计理念、丰富的业态布局,以及精湛的施工技艺,展现了西安的包容与开放,也体现了现代商业综合体的发展趋势和创新精神。
  作为华润置地斥资百亿打造的“头号”项目,西安CCBD无疑将成为引领城市与商业发展的新标杆。它不仅将推动曲江中心城区的城市能级提升,更将与周边的商业旗舰共同构成西安的“中央商轴”,为这座千年古城注入新的商业活力,续写长安盛世的新辉煌。
西南角
东南角 
东北角
西北角
风雅游廊
△ 2024年冬月之末,西安CCBD万象城幕墙工程观摩合影(左起:中建装饰绿创科技有限公司本项目主设计师 陈  科、中建装饰绿创科技有限公司本项目项目经理 张文龙;中建深圳装饰有限公司总设计师、设计院院长 程希奇;《幕墙设计》& 中国幕墙工程网总编 唐 琦;中建装饰绿创科技有限公司设计管理部副经理、幕墙分公司副总工 张书斌;中建深圳装饰有限公司设计院内装设计总监 秦 越)

作者 | 中建装饰绿创科技有限公司、中建深圳装饰有限公司  陈科、张文龙、梁勇、张书斌、夏旭峰、王攀、郭俊刚、张平、赵树青
责任编辑 | 唐  琦

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