廣東省新博物館工程的設(shè)計(jì)特點(diǎn)及新技術(shù)應(yīng)用

鄭耀華

(瑞華建設(shè)集團(tuán)有限公司，廣州 510640)

1 設(shè)計(jì)概況

廣東省新博物館工程位于廣州市珠江新城黃金地塊上，是處于廣州市新城市中心軸線上，是珠江新城四大重大文化建筑之一。該工程的方案設(shè)計(jì)者為目前最出色的華人建筑師事務(wù)所之一的香港許李嚴(yán)建筑師有限公司，并由其與廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院組成聯(lián)合體共同承擔(dān)本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。由于香港與廣東血肉相連，文化、語言相通，在對(duì)廣東文化的理解上有其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，因而其設(shè)計(jì)方案很好地解讀中國(guó)傳統(tǒng)文化精華，并具有廣東地域特點(diǎn)的文化內(nèi)涵。

工程單棟建筑面積6.3萬m2，投資約8.5億元人民幣。共設(shè)有從藏品管理到陳列展覽、教育與綜合服務(wù)、業(yè)務(wù)科研、行政管理、安保、地下停車等8個(gè)功能系統(tǒng)。而其中所珍藏的國(guó)寶級(jí)文物的特殊保護(hù)與重量級(jí)的安全要求，無疑使其在建筑智能化配備方面，提高到了一個(gè)更高的層面。

建筑物采用巨型懸吊結(jié)構(gòu)選型，而這種結(jié)構(gòu)形式在國(guó)內(nèi)十分少見，在省內(nèi)獨(dú)一無二。由于展覽這一特定的視覺與聽覺要求，使其對(duì)于建筑空間的要求達(dá)到了十分苛刻的程度，為提供盡可能大的空間，并確保其充分的采光與通風(fēng)條件。

作為大型綜合性博物館，該工程設(shè)計(jì)須達(dá)到多項(xiàng)特殊功能要求：

①屬于一級(jí)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)單位，有嚴(yán)密的防盜系統(tǒng)；

②具有現(xiàn)代化的智能化信息通信網(wǎng)絡(luò)；

③許多收藏物品對(duì)環(huán)境的溫濕度及防腐要求嚴(yán)格，廣東省氣候潮濕，春夏梅雨和高溫季節(jié)時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)置了恒溫恒濕設(shè)施；

④屬一類防火建筑，地下室同時(shí)按人防工程設(shè)計(jì)；

⑤各個(gè)功能區(qū)對(duì)聲、光、電設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求不同，如展區(qū)布展場(chǎng)景設(shè)計(jì)了聲、光、電高科技技術(shù)；

⑥抗震設(shè)防類別為乙類建筑，地震作用按本地區(qū)的抗震設(shè)防烈度7度計(jì)算，抗震措施提高為8度進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2 設(shè)計(jì)特點(diǎn)

2.1 建筑功能

該建筑物設(shè)計(jì)層次深遠(yuǎn)，仿如一件雕通的寶盒，寓意著博物館如盛載寶物的器皿，包容了古今中外的珍品，吸納了傳統(tǒng)與現(xiàn)代文化的精華，彰顯了博物館在作為自然、歷史、人文等文化傳播與發(fā)展有機(jī)載體過程中充當(dāng)?shù)闹匾巧?/p>

新館在廣州新城市軸線珠江新城的顯要位置，與西面的廣州歌劇院形成強(qiáng)烈的對(duì)比，又與南面的珠江和周邊的城市公共空間通過草坡的過渡有機(jī)結(jié)合，建筑色彩運(yùn)用傳統(tǒng)的紅色和深灰色調(diào)，形象簡(jiǎn)明突出，具有強(qiáng)烈的標(biāo)志性。室外景觀用“一匹布”的構(gòu)思，與主體造型形成剛?cè)釋?duì)比，同時(shí)巧妙地處理了與城市中軸線和歌劇院的關(guān)系，整體感強(qiáng)、舒展大方、構(gòu)思精妙。

在功能設(shè)計(jì)上，以公益性為主、資源為核心，更好地保護(hù)祖國(guó)的歷史文化遺產(chǎn)，以現(xiàn)代技術(shù)展示我國(guó)特別是廣東省優(yōu)秀的歷史、文化和藝術(shù)，宣傳改革開放取得的偉大成就；同時(shí)，突出民族傳統(tǒng)文化精華，體現(xiàn)嶺南建筑風(fēng)格和時(shí)代風(fēng)貌，使廣東省博物館成為廣東對(duì)外接待、參觀訪問、學(xué)術(shù)文化交流的窗口，具備接待外國(guó)元首級(jí)貴賓硬、軟件水平的精品工程，建設(shè)成為廣州地區(qū)乃至珠三角重要的文化旅游設(shè)施，成為嶺南地區(qū)悠久歷史和燦爛文化的象征。該館的建設(shè)考慮了其日后的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，其內(nèi)部功能的觀眾服務(wù)部分考慮商業(yè)化運(yùn)作，提高服務(wù)水平和減少運(yùn)營(yíng)成本。

決定新館藝術(shù)效果的因素不僅在于建筑造型的處理，更在于室內(nèi)空間與展品的結(jié)合，因此在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的同時(shí)開展館藏的展陳設(shè)計(jì)，使得建筑空間滿足最終陳列效果要求，二者相得益彰，保證新館的整體藝術(shù)效果。學(xué)習(xí)并借鑒日本阪田博物館和上海博物館的經(jīng)驗(yàn)，建筑采用智能化管理，有先進(jìn)的多媒體導(dǎo)覽系統(tǒng)、數(shù)碼式語音導(dǎo)覽系統(tǒng)和高清晰度影視中心及具有同聲傳譯設(shè)施的多功能講演廳。

在該工程的設(shè)計(jì)上，堅(jiān)持功能健全和技術(shù)設(shè)施先進(jìn)的原則：除滿足文物博物館各類業(yè)務(wù)研究和行政管理的功能要求外，還需充分考慮為觀眾服務(wù)的功能需要，如地下停車場(chǎng)、餐飲、旅游和文物商店等配套設(shè)施，以進(jìn)一步提高博物館的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)博物館自我發(fā)展的能力；新館的陳列展覽、文物保管、科學(xué)研究、文物修復(fù)、電腦信息管理、宣傳教育手段、消防安全技術(shù)以及建筑設(shè)備設(shè)施等方面，技術(shù)選用先進(jìn)可行，且在設(shè)計(jì)上應(yīng)留有發(fā)展的余地，同時(shí)注意安全適用，經(jīng)濟(jì)合理。

2.2 基礎(chǔ)與結(jié)構(gòu)形式

結(jié)構(gòu)形式為核心鋼筋混凝土剪力墻筒體、巨型鋼桁架懸吊結(jié)構(gòu)體系：地下部分從地下室底板到上首層平面，平面中部為75m×75m，厚約1.4m的現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻構(gòu)成的筒體，是整個(gè)結(jié)構(gòu)的主要豎向受力構(gòu)件，另布有鋼筋混凝土柱，樓蓋為現(xiàn)澆鋼筋混凝土；地上部分為了滿足建筑的造型要求，到了建筑的上首層平面后，地下室的柱子不能繼續(xù)往上升，而中間的鋼筋混凝土剪力墻筒體則繼續(xù)往上升，在頂部支撐大型的空間鋼桁架，伸臂長(zhǎng)21m。整個(gè)建筑的2層以上的樓蓋，都是一端固接于中間的鋼筋混凝土剪力墻筒體，而另一端由頂層的空間桁架上伸下的鋼吊桿吊起。樓蓋和屋蓋均為鋼梁和現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板組成的組合樓蓋。

由于主體采用巨型懸吊式結(jié)構(gòu)，中心筒體對(duì)基礎(chǔ)承載力是相當(dāng)大的，建筑物基礎(chǔ)采用大直徑樁基礎(chǔ)。又由于建設(shè)地點(diǎn)存在淤泥質(zhì)土和淤泥(層厚0.70～2.40m)、細(xì)砂和中粗砂(層厚0.50～5.70m)等不良地質(zhì)，工程阰臨珠江，地下水豐富，為考慮施工安全，排除了人工挖孔樁。綜合該工程的特點(diǎn)與實(shí)際地質(zhì)情況，建筑物主體采用了大直徑鉆(沖)孔砼灌注樁。

建設(shè)場(chǎng)地分布有一定厚度的軟、可塑土層，含水量高，孔隙比大，壓縮性大，抗震強(qiáng)度低，承載力也低，上部受荷后由于附加應(yīng)力作用，將會(huì)產(chǎn)生較大的沉降量，而且由于土質(zhì)不均勻，上部附加應(yīng)力也不等，對(duì)建(構(gòu))筑物的均勻沉降有一定影響。如附屬建筑物、或道路廣場(chǎng)、停車場(chǎng)等，經(jīng)過沉降驗(yàn)算后選用天然基礎(chǔ)或淺基礎(chǔ)，但須經(jīng)過適當(dāng)處理。在處理方法上，按附屬工程的具體情況及對(duì)地耐力的要求，分別采用換填夯實(shí)、長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌注超流態(tài)砼樁(CFG樁)土復(fù)合地基。CFG樁具有砼連續(xù)性好，鉆孔可入強(qiáng)風(fēng)化巖，樁底無沉碴，施工無震動(dòng)，噪音低，成樁速度快，在許多工程中通過中密度的布樁，可與原土共受力，形成樁土復(fù)合地基，可達(dá)到滿足工程需要并節(jié)約成本的目的。

從地下室底板到上首層平面，平面中部為75m×75m，厚約1.4m的現(xiàn)澆鋼筋砼剪力墻構(gòu)成的筒體，另布有鋼筋砼柱，樓蓋為現(xiàn)澆鋼筋砼。對(duì)于這種超長(zhǎng)鋼筋砼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工，是目前國(guó)內(nèi)外建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)界研究的課題，也是該工程值得探討的問題。我們結(jié)合在以往高層建筑物的大型地下室、大型水廠、地鐵隧道等工程的成功經(jīng)驗(yàn)，不設(shè)少設(shè)變形縫與后澆帶，采用無縫施工法，通過設(shè)置加強(qiáng)帶，應(yīng)用補(bǔ)償收縮砼技術(shù)從建筑材料的角度解決砼收縮裂縫問題。

2.3 其他專業(yè)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與選型既滿足實(shí)用、經(jīng)濟(jì)，又可滿足發(fā)展的需要。個(gè)別的系統(tǒng)適當(dāng)超前，特別是數(shù)字化智能化建設(shè)部分，具有擴(kuò)展的兼容性。

設(shè)正常照明和應(yīng)急照明2套獨(dú)立的運(yùn)行系統(tǒng)，正常照明以高光效和節(jié)能為原則選用光源和燈具；在公共場(chǎng)所，變配電房，消防控制中心，消防電梯前室，疏散樓梯及前室，疏散走道，均設(shè)應(yīng)急照明；在樓梯間、公共通道和主要出入口等場(chǎng)所設(shè)應(yīng)急疏散指示照明，它們?cè)谡＜笆鹿蕰r(shí)均能及時(shí)點(diǎn)燃。

采用控制中心報(bào)警系統(tǒng)，消防控制中心設(shè)在大樓首層。消防中心設(shè)火災(zāi)報(bào)警控制器及聯(lián)動(dòng)柜，對(duì)建筑物實(shí)行火災(zāi)自動(dòng)監(jiān)測(cè)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警，在確認(rèn)火災(zāi)發(fā)生后，自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)消防設(shè)備和非消防設(shè)備實(shí)行聯(lián)動(dòng)控制，確保各種消防設(shè)備投入運(yùn)行。

該工程屬一級(jí)防火保護(hù)對(duì)象，采用區(qū)域保護(hù)方式，在建筑物的各樓層的走道、機(jī)電用房、辦公、地下車庫(kù)、大堂、展覽廳、休息廳等處均裝設(shè)感煙或感溫探測(cè)器。

廣播音響系統(tǒng)分緊急廣播及特殊音響設(shè)置：緊急廣播的對(duì)象主要為公共場(chǎng)所，在各功能區(qū)域處裝設(shè)組合式聲柱或分散式揚(yáng)聲器，平時(shí)必要時(shí)播放通知及有關(guān)信息；當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)則作事故廣播，用作指揮疏散；緊急廣播系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與消防報(bào)警配合，實(shí)行分區(qū)控制，區(qū)域劃分與消防分區(qū)相同；在多功能演講廳設(shè)特殊音響系統(tǒng)，音響系統(tǒng)分為舞臺(tái)音響與觀眾廳音響。

全部區(qū)域夏季中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、冬季通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。藏品庫(kù)房全年恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用冷凍水供冷；地下室、衛(wèi)生間、車庫(kù)等平時(shí)通風(fēng)。制冷機(jī)房設(shè)在地下室內(nèi)。

重視消聲與減振措施：所有設(shè)備選用低噪聲型，降低噪聲源；冷水機(jī)組、水泵、空調(diào)器、風(fēng)機(jī)、冷卻塔均作減振處理；制冷機(jī)房、空調(diào)機(jī)房、風(fēng)機(jī)房的內(nèi)墻壁及天花作吸聲處理，所有的機(jī)房門均用雙層隔音密閉門；冷水機(jī)組、水泵等的進(jìn)出口端均安裝可曲撓的軟接頭，防止震動(dòng)沿管路傳播；空調(diào)器、風(fēng)機(jī)的進(jìn)出口處，均設(shè)帆布軟接頭隔振，消防用的排煙風(fēng)機(jī)所用軟接頭材質(zhì)，采用非燃材料。

采取的節(jié)能措施：整體建筑布局注意物候的特征，盡可能利用自然通風(fēng)及自然采光，減少運(yùn)行能源消耗；通過館舍管理自動(dòng)化系統(tǒng)，使空調(diào)、變配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等處于最佳效率運(yùn)行，最大限度節(jié)約能源；采用高效照明燈具，改善傳統(tǒng)照明耗電大、發(fā)熱高的缺點(diǎn)；合理選用變壓器(選用干式變壓器，并設(shè)置與地下室)，提高其負(fù)荷率，使變壓器處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)；在變配電房的低壓側(cè)安裝電容器，進(jìn)行無功補(bǔ)償，提高了變壓器利用率及降低無功損耗；選用節(jié)水潔具，保護(hù)水資源。

3 新技術(shù)應(yīng)用總結(jié)

作為廣東省應(yīng)用建筑新技術(shù)的示范工程，該工程采用了如下新技術(shù)、新材料、新工藝，并取得成功。

1)大跨度空間鋼桁架懸吊樓板結(jié)構(gòu)施工安裝技術(shù)、鋼結(jié)構(gòu)CAD應(yīng)用技術(shù)、鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)、鋼結(jié)構(gòu)防火、防腐技術(shù)。

2)建筑物的地下室和核心筒體屬于超長(zhǎng)鋼筋砼結(jié)構(gòu)，其裂縫控制技術(shù)采用無縫施工法，通過設(shè)置加強(qiáng)帶，應(yīng)用補(bǔ)償收縮砼從建筑材料的角度解決砼收縮裂縫問題。

3)基坑邊坡綜合支護(hù)技術(shù)：在阰臨珠江的一側(cè)采用水泥土深層攪拌樁加土釘墻的擋土止水支護(hù)結(jié)構(gòu)，而其他三側(cè)采用噴錨支護(hù)形式。

4)CFG樁復(fù)合地基成套技術(shù)：對(duì)附屬建筑物等選用天然基礎(chǔ)或淺基礎(chǔ)，采用長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌注超流態(tài)砼樁(CFG樁)土復(fù)合地基適當(dāng)處理。

5)橫向鋼筋Φ22以上采用直螺紋連接、豎向鋼筋Φ18以上采用電渣壓力焊連接技術(shù)，加快鋼筋工程的施工速度。

6)緩凝早強(qiáng)型減水劑摻加技術(shù)的應(yīng)用：提高砼的和易性、緩凝性，便于提高砼施工易操作性，并縮短拆模時(shí)間，有利于工程進(jìn)度控制。

7)防水抗?jié)B砼采用“三摻技術(shù)”，即在砼中同時(shí)摻用粉煤灰、緩凝型減水劑和膨脹劑，并認(rèn)真做好砼的試配工作，并全面實(shí)施砼的泵送工藝(包括砼輸送泵和布料桿)。

8)采用新型模板確保結(jié)構(gòu)構(gòu)件幾何尺寸：中間筒體、電梯井模板采用滑模施工技術(shù)；模板的面板材料采用竹夾板或定型鋼模板、后澆孔洞采用快易收口網(wǎng)。

9)清水砼的成型、施工質(zhì)量控制技術(shù)：從模板與鋼筋制安裝，砼原材料選用、配合比設(shè)計(jì)、砼的澆筑、養(yǎng)護(hù)和表面缺陷修補(bǔ)全過程采取控制措施。

10)新型建筑防水應(yīng)用技術(shù)：為解決地下室、屋面、衛(wèi)生間等防水要求，應(yīng)用了砼結(jié)構(gòu)自防水、合成高分子防水涂料、防水涂料和密封材料等。

11)建筑節(jié)能和環(huán)保應(yīng)用技術(shù)：節(jié)能型圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)用技術(shù)；屋面或外墻隔熱保溫技術(shù)；節(jié)能型門窗應(yīng)用技術(shù)。