△ 三星堆博物馆新馆航拍
成都平原,鸭子河畔,当青铜时代的风吹过这片沧桑的土地,“三星伴月”熠熠生辉,留下独具一格的文明印记。这里曾流传着“蚕丛及鱼凫,开国何茫然”的古老传说,金乌栖息于通天神树,在叩问苍穹间飞渡千年时光。△ 2023年7月26日,习近平总书记来到三星堆博物馆,了解历史文化遗址发掘研究、文物保护修复等情况。期间,总书记深刻指出:“今天,我们要铸就中华文化新辉煌,就要以更加博大的胸怀,更加广泛地开展同各国的文化交流” 2023年4月,《幕墙设计》、中国幕墙工程网(www.cncwe.net)在中建八局第二建设有限公司(以下简称“八局二公司”)项目团队的陪同下,来到建设中的三星堆博物馆新馆,尝试去敲响古蜀之门,拂去岁月尘埃,通过重现于世的吉光片羽,感悟灿烂文明曾经的模样。△ 三星堆遗址出土的青铜大面具(宽131cm,高71cm,深66cm,重131斤) △ 三星堆遗址出土的造型最奇特、最宏伟壮观的文物,有“千里眼”、“顺风耳”之誉的——青铜纵目面具(高66cm,宽138cm), 三星堆抽象的青铜造像、神秘的符号图案,体现着古蜀文化鲜明的地域特色,成为中华文化多样性、丰富性的生动写照。与此同时,历史留下的草蛇灰线伏脉千里,揭示着三星堆与中原及长江中下游地区的“文化对话”。三星堆出土的带翅青铜龙,既有独特的风格,也与华夏龙的形态颇为相似,反映了古蜀先民对“龙的传人”的文化认同,印证了古蜀文化是中华文化的重要组成部分,彰显了中华优秀传统文化“九州共贯、多元一体的大一统传统”。△ 三星堆遗址出土的青铜大立人(整体高260.8cm,人像高172cm;底座横宽48.5cm,纵长46.7cm,高35cm) 放眼更宏阔的世界历史坐标,三星堆作为北纬30度的“东方传奇”,也为世界读懂中国打开了一扇瑰丽窗口。三星堆文物自1993年首次“走出国门”亮相瑞士洛桑奥林匹克博物馆以来,不断扩大海外“朋友圈”,引来全球各地对中华文化的一次又一次关注。△ 视频:堆列三星 古蜀之眼——三星堆博物馆新馆幕墙工程漫游(时长:1′34″ )
三星堆遗址距今4800 年至2600 年,分布面积12 平方公里。它的发现为已消逝的古蜀国提供了独特物证,昭示了长江流域与黄河流域一样同属中华文明的母体,与玛雅文明、古埃及文明、古巴比伦文明共同串起了神奇的北纬30 度,被誉为“长江文明之源”“世界第九大奇迹”。1988 年被公布为“全国重点文物保护单位”,2010 年被公布为“第一批国家考古遗址公园”,现已列入《中国世界文化遗产预备名单》。 三星堆遗址位于四川省广汉市西北郊鸭子河南岸,距历史文化名城——成都市一小时车程。三星堆遗址是古蜀文明遗址的核心代表,是迄今在西南地区发现的范围最大、延续时间最长、文化内涵最丰富的青铜文化遗址,占地约12 平方公里。三星堆遗址博物馆区位于遗址区的东北角,毗邻鸭子河。拟新建三星堆博物馆新馆建筑面积约54400㎡,属于特大型博物馆,是现有场馆建筑面积的5倍。新馆形体与地貌、史迹与文物艺术造型相结合,在建筑表现上,敦实厚重的立面透出“古蜀之眼”,向遗址区方向眺望,象征着三星堆文化对外展示的窗口,是古蜀文明穿越古今凝望世界的隐喻。 项目全称为三星堆古蜀文化遗址博物馆及附属设施工程,建筑设计是中国建筑西南设计研究院刘艺大师团队,幕墙方案由西南院幕墙所设计,幕墙施工由中建八局第二建设有限公司完成△ 项目幕墙系统分布
建筑的形体概念与“三星堆”名字同源——古蜀王国的城墙遗址。三个起伏相连的黄土堆和遗址北面新月状的月亮湾台地,形成“三星伴月”景观,“三星堆”由此得名。 三个体量破土而出,相互堆叠。幕墙与二号馆外墙相连环抱一方水潭,是“三星伴月”的建筑化诠释。 折线石材幕墙系统为整个建筑的主要表现形式,通过石材的厚重敦实寓意三星堆文明的破土涌现。面材采用80mm米黄色石材表面凿毛处理,折线一体成型。分格宽度约1.4米渐变,分格骑马缝形式布置,石材分格最大高度为990mm,内倾76°并逐渐向两侧收束,边部最小高度为360mm。立面由平直段和弧线段构成,内层采用3mm防水铝板及保温系统。 立面垂直方向石材分板数量不变,石材高度逐渐收束;石材折板外凸高度为定值;板块均为变截面,石材夹角为变值。 建筑设计幕墙石材外部造型多样性,石材呈现1/2、上1/4、下1/4、平板四种断面形式且排布呈不规律状,交接位置多; 设计解决策略采用分层式、归类化设计和装配式施工方案来保证石材幕墙的落地可行。 合理转变面材控制变量:夹角变值转定值:经对模型放样分析、比对,98%的石材可采用固定角度实现建筑效果;高度变值转定值:采用高度区间过渡,每高度区间石材高度为定值;折板外凸高度定值转变值:石材外凸高度随石材高度、夹角取值; 外层面材采用背附钢龙骨组装成石材单元,龙骨距内侧防水面距离设计时取为定值,石材面板与龙骨之间采用变值转接,定值高空作业,变值地面组装,装配化施工。石材幕墙横向分格宽度约为1350mm,以1350mm为一个石材板材单元,石材幕墙以Nx1350mm为一个石材安装单元(石材安装单元内背附整体圆管钢架,石材安装单元内石材板材单元间竖向分缝为h=2mm密缝,N≤4)。开缝遮挡及多道防水措施
折线石材幕墙采用开缝设计,开缝位置采用仿石材铝板遮挡,保证幕墙外立面的整体效果。内侧采用两道背衬板防水体系,胶缝处粘接丁基自粘防水胶带,并在表面喷涂速凝防水沥青柔性防水。
夸张的异形眼睛的崇拜是三星堆青铜器所反映出来的最独特的崇拜。在三星堆青铜器里,表现“眼睛”的器物数量众多,而且造型夸张奇特,令人惊叹。 建筑正面敦实厚重的立面透出“古蜀之眼”,向遗址区方向眺望。这双巨大的“眼睛”采用通透的玻璃幕墙构建,为室内公共空间引入自然光线,也象征着三星堆文化对外展示的窗口,是古蜀文明穿越古今凝望世界的隐喻。 “眼睛”造型玻璃幕墙系统位于建筑形体曲面段,是整个建筑的点睛之笔,与遗址纵目面具相互辉映。横梁随机外挑青铜板装饰条,玻璃与石材交接位置外覆青铜板扭曲造型。 幕墙面为双曲造型,内倾76°,且向两侧收束;玻璃分格跨度大,横向分格约4.4米(对应抗风柱位置),竖向分格约1米;采用玻璃配置:钢化双银Low-E中空(充氩气)玻璃(全超白)TP10(Low-E)+16Ar+TP8+2.258PVB+TP8mm。 建筑设计理念要求尽量通透,横梁轻盈、纤薄。横向间隔分布青铜挑饰条,与石材交接处扭曲造型且尺寸大(部分造型超过12米);沿用样板无立柱体系,优化横梁截面
双曲玻璃优化为单曲,降低加工、安装难度;与石材交接位置构建钢龙骨,满足受力要求;优化载荷传递路径,铝横梁不承担玻璃重力载荷,玻璃自重在竖向分格位置采用钢托件传递至后侧抗风柱,在满足系统结构受力要求的前提下,进一步优化了立面效果。扭曲饰条最优解
经过多次打样对比,最终选取青铜板蜂窝板面材,表面氧化处理,更切近青铜器自然色彩; 扭曲饰条长度控制在12米以内,一体成形,达到最优饰面效果;腔内采用不锈钢网格加强,防止饰面变形。
三星堆博物馆新馆幕墙项目作为举世瞩目的重点工程,品质要求高,幕墙施工工期较紧,幕墙造型多,施工中面临着异形材料多、大体量拉弯钢龙骨加工难度大、异形“折板”石材幕墙施工定位精度要求高、施工装配化等难题。八二装饰设计BIM团队通过BIM参数化设计、模拟放样、辅助施工等BIM技术应用解决了上述难题,保证了项目品质落地和高效履约。
在BIM模型上进行施工区域模拟划分,形象直观、作业明确;利用BIM模型进行可视化交底,实现移动端查看BIM模型,直观的展示建筑的形态和构造,有效缩短沟通时间,提高沟通效率。虚拟系统放样及构造节点模拟
项目团队通过BIM参数化建模,对幕墙系统设计进行放样模拟,直观地展示幕墙三维效果,对不同系统的交接进行设计处理;模拟建造过程,将设计与施工的问题前置,为幕墙样板的制作奠定基础。 通过BIM模型模拟构造节点,评估构造的合理性、可行性;并通过模拟石材背栓和挂件的位置关系,检查施工中的干涉碰撞。幕墙结构设计
通过BIM导出三维幕墙结构模型,结合专业级有限元分析软件和结构设计软件Dlubal RFEM,对幕墙龙骨转接件及主体钢结构局部应力进行分析,确定不同方向弯矩的工况作用下的局部应力,确保结构连接安全有效。同时,根据模型统计分析结果,并选取典型位置,将BIM模型导入midas进行结构验算,确保安全性和经济性。 在进行BIM模型深化之前,团队通过三维扫描获取现场主体钢结构点云数据,通过与主体结构BIM模型的比对进行偏差分析,对偏差较大的位置进行提前放样。系统设计采用石材装配单元钢架转接件和主体钢结构转接牛腿二次调节设置,有效消除了主体结构偏差。为后续深化提供了基准,保证了设计精度和施工效率。 龙骨装配化单元。根据BIM模型及装配式工艺设计划分装配单元、出具适合本项目的装配模具,工厂化加工形成高精度的模具,在施工现场设立地面定位点安装定位龙骨,并基于模具进行构件的拼装、定位、复检,最后将装配单元进行吊装和固定,实现装配化安装。 石材组装龙骨。按照折线石材板块高度及整跨的跨度,通过GH程序自动优化划分为不同分格数的板块,通过提取不同板块对应的拱高、弦长、倾斜直角边长以及石材背栓连接件定位等数据来确定背负龙骨与石材的拼装形式。团队依据规律编制相应的GH程序,实现了“一键建模、一键出图、一键提取数据出料单”。 项目团队运用BIM参数化建立模型,结合玻璃幕墙表皮造型,对玻璃进行双曲转单曲优化,板块合并等,减少材料的加工及安装难度。对扭转型材进行标准化优化,从原始双曲转换成可以拉弯的翘角型材。批量提取加工参数,生成型材料单。 将带有加工数据的BIM加工模型转换成数控加工模型,生成数控机床代码,结合智能数控加工中心,进行数字化自动加工。 利用grasshopper强大的数据处理功能,快速提取相关控制点的坐标并标注重要定位尺寸,有效降低了施工定位难度,极大提高了现场施工效率。 为高效实现本工程BIM参数化应用,团队在现有的R+G软件基础上投入了二次开发,将不同逻辑在gh和Visiual studio分别写代码。
三星堆博物馆新馆整体幕墙造型为弧形,主钢结构跨度较大,安装精度难以保证,而弯弧段幕墙现场装配单元对加工安装精度要求高。为解决此问题,创新采用胎架法施工,根据三维扫描主体钢结构数据,在地面采用钢架模拟实际数据作为胎架,在胎架上进行装配单元的加工组装和拼接,保证安装上墙后的精度和吻合度。 主体钢结构扫描→胎架模型建模→胎架安装固定→钢龙骨定位→构件拼装→石材装配单元拼装→背衬板装配单元安装→石材装配单元安装。创新胎架辅助定位、地面拼装、整体吊装的装配式施工方案。 弧形折线超厚超大石材和青铜板异形装饰条是本项目材料加工的难点。施工结合项目实际及工厂加工设计研究合适的加工流程。并对板块较大的折线石材采用钢板加强处理。 3D建模→数据提取、导入→五轴水刀切割→五轴石材雕刻→厂内预拼→人工錾面→模具比对…防护处理→运输。 3D建模→数据提取→绳锯切割→人工錾面→模具比对→厂内预拼…防护处理→运输。(如下组图示意) a)横梁转接件定位焊接→b)铝横梁安装固定→c)玻璃面板安装→d)压板及外挑件安装、典型位置饰条安装、交接部位饰条安装。(如下组图示意) 三星堆博物馆新馆完工效果完美呈现建筑效果,敦重厚实的石材幕墙与通透的玻璃幕墙以及青铜装饰条交相生辉,使建筑方案“堆列三星、古蜀之眼”的设计理念得以完美呈现。△ 视频:三星堆博物馆新馆航拍漫游(时长:1′23″)
△ 三星堆博物馆新馆夜晚亮灯航拍
“躺了千年,盼望与你相见;看了千遍,守望古蜀桑田。”可以说,三星堆遗址每一次惊艳世人的“苏醒”,都关乎文物与考古人的“双向奔赴”。守正创新,方能古韵新生。从科技感十足的“考古方舱”到AI辅助文物修复完成模拟拼接,三星堆遗址的多学科研究与保护成为建设“中国特色、中国风格、中国气派”考古学的生动实例。随着三星堆博物馆新馆的落成,将更加助推三星堆遗址考古持续发力文化数字化,从古代到当代,从地下到“云端”,科技赋能历史文物以“赛博永生”,在古今对话中寻找“何以中国”的时代答案。△ 2023年4月26日,三星堆博物馆新馆观摩合影(左起:八局二公司项目经理 徐 泉、八局二公司装饰与环境设计院总工 张昌奇、《幕墙设计》&中国幕墙工程网总编 唐 琦、中建深圳装饰有限公司设计研究院(幕墙)西南分院院长 李国华) 随着大型异形文体场馆类幕墙项目在我国随着幕墙行业发展日益增多,如何在如期履约、保质保量的完成项目交付的同时又能保证建筑效果的完美呈现是建筑行业幕墙设计师需要思考的难题。三星堆博物馆新馆幕墙运用BIM技术与装配化施工方案相结合,既解决了项目当下遇到的难题,也为之后类似的项目积累了经验。经过中建西南设计院、中建八局西南公司、中建八局二公司装饰公司等各单位上下不懈的努力,三星堆博物馆新馆已于7月27日投入试运行,幕墙项目最终如期完美交付,向国人交出了一份满意的答卷,更为成都平原竖起一道崭新的地标。△ 视频:60秒!三星堆博物馆新馆“成长记”(时长:60″)
文 | 中建八局第二建设有限公司 张昌奇、李建明、张洪岩、李洪军