云洞图书馆：一座清水混凝土艺术建筑的诞生

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@小白创作中心

云洞图书馆：一座清水混凝土艺术建筑的诞生

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http://yhdqs.com/info.aspx?t=21&ContentId=2153

云洞图书馆位于中国海口，是一座以清水混凝土为主要材料的现代艺术建筑。项目由MAD建筑事务所设计，华东建筑设计研究院有限公司负责设计总包，北京益汇达清水建筑工程有限公司负责施工总承包。这座建筑面积达1,380平方米的图书馆，以其独特的建筑形态和精湛的施工工艺，成为了海口市的一处文化地标。

建造技术亮点

云洞图书馆主体采用清水混凝土整体浇筑而成，建筑的楼板、墙体、天花、结构、管线等浑然一体。深化设计阶段全部基于数字化模型，屋面和楼板均采用形似“华夫饼”的双层中空肋板形式，既能满足大跨度、大悬挑的受力需求，又能利用结构中空铺设设备管线、填充建筑保温材料，实现简洁完整的室内空间。

施工难点与解决方案

由于项目整体均为无规则玛雅面造型，建筑整体无阴阳角，曲面墙、柱、板及墙的交接部位均为相互碰撞、交错且无明确边界的玛雅无规则曲面造型。建筑楼面顶板为无梁楼板，内部也采用无规则异形玛雅面双层空腔肋梁楼板；墙体、地面、顶板存有大量幕墙预留槽及双曲面异形壁龛，相关资料在国内外都较难查阅；另外项目结构复杂，不同于传统建筑的垂直式重心结构，结合了大偏心和大跳板，对整个结构的要求大。

施工团队采用了多项创新技术来应对这些挑战：

三维异形曲面定位测量控制技术：通过数字化施工技术，依靠1:1三维实体模型进行相关点位深化，再将市政轴网坐标点引入CAD平面图后核对世界坐标完成后导入Rhino三维模型，然后以Rhino软件为基础平台运用Grasshopper、lunchbox等相关插件分析世界轴网坐标点位，最后在Rhino模型中拾取相关点位后运用Grasshopper、Lunchbox相关插件直接分析点位坐标后导出CAD图及Excel文档，由二维平面坐标轴网定位点对定位辅助模板即背楞定位盘进行定位，在定位盘上完成定型背楞的点位、矢量朝向定位。
参数化深化技术：针对异形双曲面清水混凝土墙体，深化板缝排版时考虑如何减少原料损耗的前提下，保证模板蝉缝保持水平交圈、竖向保持垂直且兼顾模板的曲线流畅统一是关键。
模板精加工管理体系：定型背楞深化设计完成后通过相关软件操作后，需要通过软件编辑及CNC全数控自动加工机床精加工后方能满足现场使用。首先益汇达项目团队将深化排版及编号完成后的模型通过相关软件操作由三维平面转换为二层平面状态进行二次深化分割，并出具模板加工任务单。
条形衬板加工及安装：根据本项目特点，模板优先采用无覆膜纸模板，墙体造型相对平缓的部位使用单层12mm厚衬板，造型变化较大的部位使用多层3mm厚水曲柳模板。在衬板钉装前应预先铺贴，检查衬板条间隙，间隙过大时应额外增加小板条，间隙不得大于3mm；根据墙体造型曲线曲率变化的大小，衬板加工为长度不等宽度保持在20~150mm范围内的条形板。
复合多层结构卷材模板及面板铺装：由于混凝土外表非平面，要达到设计团队对建筑表面的光面效果要求，普通的木模板面层无法做到。因此益汇达团队对模板面层尝试了复合多层结构卷材、玻璃钢、条形清水板、油漆几种材料的试验，通过制作混凝土试验小块，查看混凝土表面成型效果。最终决定选用复合多层结构卷材（PVC）为模板面层做法。