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金属板对比混凝土板具有轻质高强、高韧性的特点,故金属屋面能够实现一些更新颖的建筑形式,多用于艺术馆及机场高铁站等现代化场馆的围护施工中。目前国内的大型仿古类建筑使用金属屋面的案例较少,下面我将分享一个仿古建筑项目金属屋面的方案设计、节点设计及大坡度屋面施工的思路,希望大家能够喜欢。
项目简介及设计背景
项目简介:本次案例源于黄河非物质文化遗产项目,项目坐落于河南省洛阳市古城路与龙门大道交界处,是省重点项目、市重点民生工程。本项目屋面总面积约3.6万平方米,屋面防水等级为一级,包含非遗展示馆、非遗书城、非遗学术交流中心三部分屋面。屋面结构采用多层次的连续坡屋面形式,使得屋面整体造型跌宕起伏,象征着滚滚黄河奔流不息,黄河文化源远流长。本项目屋面具有超大坡度、整体连接、双层椽檐口仿古的特点。
图一 项目屋面效果图
设计背景:本项目屋面建筑方案为同济大学设计院李立教授团队所做,施工图则由中国汽车工业工程有限公司进行设计。李立教授团队在洛阳享有很高的知名度,当地公共场馆类建筑大多采用李教授的设计方案,深受业主方信赖。我们五局钢结构设计院进行的是对施工图二次深化工作,保证原有设计方案能够完美落地。如何才能实现方案图中的屋面目标效果?让我带大家走进初步方案设计的过程。
屋面方案设计
▍1-入局
招标(词条“招标”由行业大百科提供)清单方案分析,展现专业技术实力。
最初,在确定中标后。针对招标清单描述,经我司设计人员分析,这套屋面方案既不能满足建筑外观设计,又存在成本浪费的情况,还有严重的漏水隐患。因此,虽然此套方案造价低,但其并不具备应用价值。因此我们判断项目的屋面做法大概率可以进行重大变更。
图二 招标清单方案分析
▍2-乱局
建筑效果冲突,方案阶段陷入泥潭。
在祛除方案中不必要的成本项,补全了屋面的防水性能的工作完成后,完成了咱们屋面方案的第一次升级。但是依旧无法达到同济大学设计院想要的建筑效果。同济院对此套方案十分失望,进而自行提供了一套屋面构造做法。但是经市场调查,此方案单价约为2500元/㎡,业主方在金属屋面单项上需追加约7000万元,是我们投标报价的数倍。因此,业主方也产生了犹豫的情绪,既不愿增加太多投入又不能否定李教授的封山之作,因此迟迟不能决断。项目陷入了停滞阶段。
图三 同济院与中汽院设计方案对比
▍3-破局
分析双方冲突点,寻找优解谋共赢。
在同济院提供方案之后,我司设计人员针对所提方案进行了仔细分析,我们得出两个成本较高的原因:其一,体系本身必须采用一种国外进口的保温材料及其粘结剂(词条“粘结剂”由行业大百科提供),在国内属于垄断产品,价格奇高;其二,屋面选用“金属和瓦”作为装饰层实现仿古效果,成本较高。
以成本为突破口,我们对同济院所提方案进行了优化。但考虑到建筑外观要求,我们做出保留“和瓦”为最外层装饰瓦的决定。同时设计抗风夹及龙骨为和瓦提供固定结构。下层构造则以铝(词条“铝”由行业大百科提供)镁锰金属板、TPO防水卷材组成一级防水构造,岩棉板为主要保温隔热层,辅以隔气层、透汽层、持力层等,整个屋面共计12层。
新方案构造层数量、材料种类是原方案的两倍,但价格依然只有原方案的1/2。因此,我司所提方案十分受业主认可。同时,本方案中所用到的铝镁锰材料、和瓦等材料也分别是汽车院和同济院方案中的材料,因此两所设计院也并没有异议。
屋面建筑构造方案在四方共同的认可下,圆满落地。这是和瓦第一次在非混凝土板等硬质屋面的应用,也是和瓦第一次在大面积屋面上的应用。
图四 最终屋面方案
项目实施效果及总结
图五 书城南侧航拍图
图六 展示馆东侧航拍图
经过方案优化之后,屋面正式施工时顺利进行,最终以节省20%工期完成施工。
回顾本项目的方案设计过程,可以看到专业设计能力在项目中发挥着重要支撑和引领作用。只有凭借过硬的技术实力,专业公司设计院才能从后端走到前端;只有对行业、市场足够贴合的设计方案,才能赢得业主、设计院、施工单位的肯定,才能真正把控项目的走向,助力项目优质履约!