01
改造起缘

中国黄海湿地博物馆建筑面积约16000平方米,是中国国内比较少见的由火车站旧址改造建成的博物馆,屋面采用七榀钢管桁架结构,改造后将成为当地集展览、科普、研学为一体的现代化新型湿地博物馆。按照国家一级博物馆标准建设。馆内主展区分为海陆天成、天际旅程、河海交响、湿地家园、全球使命中国担当五个主题和多功能报告厅等。
设计难点
1. 项目工期紧张,2020年6月方案报批通过,2021年6月就要求竣工
2. 作为EPC项目,初步设计阶段就要锁定材料及造价
3. 新老结构并存,幕墙、空间、室内关系错综复杂
对于如此复杂的大型项目,按常规做法是不可能完成的任务。在本项目中,都设近年来提倡的设计体系发挥了至关重要的作用。


02
改造策略
原火车站建筑面积约9000㎡,平面布局简单。建筑中部空间较高,为挑空的入口大厅及候车室,两侧布置行李房等后勤用房。原建筑的规模及室内空间均无法满足新博物馆的使用要求,需进行系统性的改造更新。

保留了盐城火车站的城市记忆,结合原有的拱形建筑形态,生成了融合城市文化与城市记忆的新形象。
原火车站局部层高较低,难以满足空间高度及展品荷载要求。改造设计拆除部分现有网架,新增加大屋面结构体。

利用新屋面系统和原有结构,置入新的功能,增加出5000多平米的使用空间。

在原火车站拱型屋架的基础上,展开”翅膀”,将湿地生态元素融入博物馆建筑。

结合原有火车站立面及湿地生态元素,最终生成新的建筑形象。



03
屋架设计 | 建筑-结构-幕墙一体化设计
结构与造型的一致性表达
博物馆外观以丹顶鹤展翅飞翔为灵感,以打造“湿地科研国际交流中心、湿地科普大众推广中心、生态服务责任担当展示中心、黄海湿地管理监控中心”及创建在全国乃至全球具有影响力的一级博物馆作为整体目标,集空间展陈、公众教育、生态展示、旅游集散等功能为一体。




在方案设计阶段,结构师提前介入,配合建筑师的造型设计。从一开始的折板方案,到网架方案,最终确定采用六边形桁架+联系桁架方案。也形成了屋面造型与结构一致性、无多馀装饰的屋面造型。
从结构上受力比较合理,施工也比较方便, 但结构与建筑屋面不贴合,钢构件不能很好的包在屋面幕墙之中。
由于最大跨度达220m, 从结构受力分析,网架厚度至少3m以上,而根据建筑效果,屋面凹处结构中间距需要控制在1.5m以内。与建筑屋面效果有差异因此需再优化调整。
与建筑视觉效果较匹配的方案,网架中间部分可以适当做厚,于两侧可以适当做薄。


为贴合建筑方案造型,充分利用有效结构空间,结构造型采用加强六边形桁架+联系桁架的方案。联系桁架的上下层管中心间距为1.4 m。加强桁架为六边形,肋管中心间距3.3m。

04
造型定位
考虑各专业配合及后续施工深化,屋架设计全程使用参数化平台。将建筑造型转化为参数化数据,梳理出完整的生成逻辑,作为结构设计基准面。结构设计以屋面轮廓减去构造厚度,即可得到结构构件的包络面,确保结构与幕墙不干涉。



05
屋面幕墙系统

常用的金属屋面形式主要有密闭打胶金属板屋面、钛锌板(铝镁锰板)直立锁边、直立锁边+开放式金属板屋面几种。从外观效果上,打胶金属板效果较差、直立锁边屋面与建筑效果差距较大,这两种可以首先排除。

另外两种系统做法中,直立锁边+铝板系统较为常见,实际案例也较多。但本项目特殊之处在于屋面凹凸较多,特别是突出的门型桁架与双曲屋面之间,各位置凹凸关系难以统一。如下部做直立锁边屋面,转角处均需特殊处理,十分容易漏水。

相比较而言,泡沫玻璃紧密型屋面的防水层整体施工,施工质量容易保证。同时屋面排水面较为简单,在山墙两侧设虹吸排水沟即可满足排水要求。相对直立锁边,紧密型屋面更适合阴阳角较多的复杂屋面造型。

泡沫玻璃紧密型屋面系统以高品质泡沫玻璃保温层为承载层,力图通过使屋面构造中的各材料层之间紧密结合,从而最大程度的避免冷热桥的产生,减少渗漏的隐患,降低安全风险,减免后续维修养护成本的保温防水一体化屋面解决方案。

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泛光设计



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正立面玻璃幕墙 | 幕墙结构性的实践
主立面改造设计首先将原建筑进行分解,根据既有建筑曲线确定正立面幕墙基准点位置。同时,斜面幕墙保留原建筑70.6°的斜度,生成弧面幕墙母线。形成弧面幕墙后,由原建筑屋面檐口轮廓作切线,最终生成玻璃轮廓。





建筑师卡拉特拉瓦,以纯粹结构形成的优雅建筑型态而举世闻名。世贸中心交通枢纽项目中具有雕塑感的形式通过钢结构肋条的模块化重复构成,最终形成了复杂的形体。肋条之间的玻璃可以引入自然光线照亮整个建筑,成为了希望和活力的象征。
本案也采用了钢框架幕墙,幕墙的结构性与围护性高度一致,是幕墙中极其少有的做法。



博物馆项目此受力系统优势明显,但带来的问题也显而易见,那就是如此大的跨度,幕墙立柱的尺寸必然会增大。对于高跨幕墙,常规的做法是做钢套芯,外包型材装饰。两层构造自然会增加立柱尺寸。同时,钢型材不可能做20m通长,立柱也会出现断缝。

基于以上考虑,深化设计选用高精钢作为幕墙立柱。最大宽度350的梭形钢立柱作为结构杆件,没有其他装饰面,可有效减小构件尺寸。同时高精钢可以整体加工,保证20m高度没有断缝。





折面穿孔板幕墙系统





穿孔板幕墙系统深化设计时,需重点考虑泛光照明。较为常见的做法是在内侧布灯。灯光从穿孔板后透出来,会更显均匀。但此做法带来两个问题:1,穿孔板后侧龙骨虽已尽可能简化,但因板面较大,加劲肋不可避免。灯光打到加劲肋上易产生阴影。2.灯具必须考虑检修,若从室内检修必须预留检修门。穿孔板范围横跨正立面分布,全部做检修门成本上并不现实。若从室外检修,须设置开启板块,将影响外立面完整性。
因此,后续方案优化为在折板上口做凹槽,向上洗亮穿孔板。穿孔板内侧加劲肋及背板均做深灰色处理,外立面完整统一。同时,灯装在外侧极大便于检修更换,避免拆板操作。
9
室内设计
博物馆公区室内设计也是由都设完成,室内设计也延续了建筑设计的理念——简约、空灵的设计意向。
通过构建大型沉浸式体验空间,让观众领略盐城淤泥质海岸及南黄海辐射沙脊群壮美的风光,并以盐城淤泥质海岸典型生态系统划分,系统阐述潮下带、潮间带、潮上带生态系统面貌,让大家生动认识盐城淤泥质海岸重要作用和生态价值。






盐城的黄海湿地,也是世界的黄海湿地。中国黄海湿地博物馆的建设将回溯过去,聚焦当下,启示未来,为中国黄海湿地宣传保护展开新篇章。


