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技术创新铸就世界级音乐殿堂

技术创新铸就世界级音乐殿堂 中冶天工集团有限公司
2021-06-23
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导读:一天也不耽误,一天也不懈怠

导语

天津茱莉亚学院被誉为弹簧上的音乐厅、“音乐界的哈佛”, 该项目主体采用钢结构体系,涉及大跨度、大悬挑、噪音标准控制为NC15等尖端技术,更是打破国内最高≤NC20的指标,成为国内最高声学标准音乐类建筑。项目由美国DS+R设计事务所和奥雅纳等12个国际设计团队,华东建筑设计院和章奎生声学所等9个国内设计团队,历经六年,协同设计而成。学院内所有可测声学标准均达到世界最高声学性能,包括接近人类听力阈值的NC-15背景噪声水平。项目包含音乐厅、演奏厅、黑盒剧场、排练厅等,集表演、实践、研究、互动展览和公共服务于一体的文化中心。

项目施工难度大,技术标准高。建设之初即为“鲁班奖”为目标,项目精心策划,实行全过程质量管控,精细化标准管理,极致品控追求,铸就世界级音乐殿堂。

隔振降噪助力低于NC15

       声学指标实现

背景噪声低于NC15,形象的例子:一个人独处这样的空间耳边无限寂静,唯独能够听到自己心跳的声音,独处时间超过五分钟会让人有抓狂的感觉。影响背景噪声的因素众多,其中结构振动和机电背景噪声是背景噪声的主要来源。

结构振动的主要来源为拟建地铁(距建筑10m)、室外交通发出的低频振动通过结构传递至音乐厅、演奏厅两个高标准演艺空间内部;声学房间人为振动延结构在相邻房间传递。

项目从设计出发,对音乐厅和演奏厅采用“消能减振隔振器”将两个房间从结构弹性隔离的方法,形成“房中房”结构形式,阻断室外振动传递至演艺空间内部。

图|房中房结构

教学、排练等声学房间,采用“浮筑地面”、“弹性隔离墙面”、“弹性吊顶”将墙顶地从装修基层跟结构弹性分离,形成“盒中盒”构造,避免结构振动在声学房间中传递。

图|盒中盒结构

机电系统噪声是影响声学背景噪声指标≤NC15实现的关键因素,项目从设备噪声参数限制、设置减振措施、增加吸声材料、添加消声设备、加强隔声措施五个方面,达到控制机电设备噪声源,阻断噪声传播途径,消除二次产生的噪声,三个途径降低机电系统噪声,促进演艺空间和声学房间背景噪声≤NC15声学指标的实现。

图|使用超静音空调设备——冷梁辐射板

图|阻断噪声传递——设备减振

图|隔绝噪声传递——管道隔声包覆

三维扫描实现精细化管理

项目以大空间、多折面为主,空间变化造型大,在多折面阴角交汇处预留空间紧张,现场施工误差可能造成无法满足设计基层构造要求。

图|演奏厅折面造型

图|首层大厅多折面造型

项目在混凝土结构和钢结构施工完成之后,借助三维扫描技术,将现场实际情况以点云模型的形式反馈给各专业深化设计工程师,通过与原设计模型整合,发现无法满足安装空间需求的位置。

图|点云模型与设计模型对比

结合三维扫描数据,并采取以下措施调整:

(1)深化设计调整:如果实体结构偏差不大,通过局部调整GFRG背部钢架构造,满足GFRG安装要求;

(2)现场调整:由于空间紧张或者偏差大,深化设计无法解决偏差问题,拆改量少的情况下,采用现场实体调整的方法;

图|音乐厅三维扫描数据分析

精细化制作实现音乐厅

    声学与美学兼顾

项目音乐厅演奏厅空间造型为35mm厚GFRG多折面墙体,最小锐角为13.5°,最多9个面交于一点,GFRG木皮粘贴要求在工厂完成,设计师为达到音乐厅演奏厅更具有立体感,设计师要求对墙面采用横向3mm竖向8mm的缝隙,传统的GFRG制作方法不能满足以上五个前提条件对GFRG制作精度的要求。

图|音乐厅声学墙体多折面交于一点

图|音乐厅声学墙体横向3mm竖向8mm缝隙

图|演奏厅最小锐角

采用石膏作为底膜,保证GFRG表面平整度;采用“BIM模型+五轴联动”实现精细化下料和数字化加工;选择整面墙进行开模,保证3mm和8mm的缝隙;养护周期延长至15天,减少水化热造成的变形。

图|BIM+数字化加工流程

图|高精度GFRG制作流程

图|整墙开模制作效果

图|木皮粘贴效果

高性能材料满足多折面开缝式GFRC墙体室内恒温恒湿效果保障

 天津茱莉亚学院项目四个单体外立面主要采用单元式开缝体系GFRC幕墙,GFRC面板厚度25mm,在加工厂将GFRC面板与背附铝合金型材骨架及挂构件提前组装完成,运至现场后将板块直接吊运至工作面进行安装,外立面多为异形折面造型,是国内首个大面积应用不规则单元式开缝体系GFRC幕墙的项目。

为保证室内舒适度,钢琴大小提琴等乐器存放和演奏效果要求,项目要求恒温恒湿的效果,恒温恒湿的性能指标对幕墙防结露提出更高的要求。

GFRC幕墙主承重龙骨采用15#H型钢,外露面积大,造成幕墙系统内隔热及防结露性能控制难度大。H型钢主承重立柱和横梁外表面均使用6mm厚高性能隔热毯包裹,隔热毯导热系数0.019W/(m·K),对维护结构细部进行保温隔热处理,提升幕墙系统节能保温效果,提升了幕墙系统抵抗发生结露现象的能力。

图|高性能隔热毯安装照片

天津茱莉亚学院项目室内相对湿度高,异形折面及转角位置多,如何将室内湿气与保温材料阻隔难度大;且GFRC面板为开缝体系,防水难度大。

开缝系统GFRC幕墙依靠防水铝板+防水隔汽膜两道防水实现了有效的防水功能,同时防水隔汽膜隔绝室内湿气的渗透,显著提升了建筑维护体系的防结露功能。

图|高性能隔汽膜施工

项目建造期间积极开展科学技术创新工作,已经申请专利18件,编写省部级工法3篇,发表论文6篇,一项科技成果达到“国际先进”水平,一项科技成果达到“国内领先”水平,完成住建部课题1项,荣获中国钢结构协会科学技术奖。先后获得中国钢结构金奖、冶金行业优质工程奖、天津市“优质结构评价”、天津市装饰海河杯等。在科技创新、可持续发展、质量创优等方面表现突出。


天津茱莉亚学院项目目前该项目已完成竣工备案,并通过国家检测检验中心、美国校方、国际JHA声学大师几方的专项验收。2020年开学以来,学院已成功举办音乐会300余场,观众体验感受良好,提高了该项目的行业影响力。


一天也不耽误 一天也不懈怠

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内容来源丨渤海公司

责任编辑丨技术质量管理部  天津茱莉亚学院项目

责任编辑丨盛佳  李春阳

执行编辑丨柳鹏

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