幕墙PRO | 中建八局：科技祥云-异形场馆复杂表皮的营造技术解析

幕墙PRO

【幕墙PRO】，寓意RPOFESSION（专业）、PROGRESS（进步），是WINDOOR门窗幕墙新产品博览会特别设立的专题板块，每年甄选具有先锋理念、节能特性和创新价值的建筑表皮项目进行分享与展示，推动新设计、新技术与新材料的应用，助力青年幕墙设计师成长，为建筑外立面的创作边界提供更多可能。

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本期分享嘉宾

张昌奇

中建八局第二建设有限公司

装饰设计院副总工程师

“海南科技馆的幕墙实践为材料创新与数字技术搭建起越来越顺畅的桥梁。”

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海南科技馆以螺旋放射状的异形曲面为载体，将热带雨林的有机形态与未来感的建筑语言融为一体。这座位于海口市由 MAD 建筑师事务所担纲方案设计的建筑，其幕墙系统不仅是视觉符号的表达，更是材料创新、结构突破与工程智慧的综合呈现。

形态生成

从概念到表皮的转化

建筑整体由多个不同圆心、高度的圆构成螺旋形造型，放射状切线轴与垂直切面的转换，造就了幕墙表皮独特的平行四边形分格。这种形态既呼应了 "原始雨林与未来科技相遇" 的设计理念，也为幕墙系统带来了极大挑战 ——13 个主要幕墙系统需协同实现从抽象概念到实体建筑的转化。

▲ 建筑方案意向效果

▲ 幕墙主要系统

双曲 FRP 幕墙系统是主场馆形态的核心表达。FRP（纤维增强复合塑料）是以合成树脂作基体的一种复合材料。其轻质高强的特性（密度仅为碳钢的 1/4~1/5，拉伸强度却接近），成为实现 25㎡超大双曲面板的理想材料。通过一级主体钢结构、二级过渡钢结构与三级支撑钢结构的分级传递，FRP 面板得以精准附着于建筑骨架，同时兼顾防水、保温等功能性需求。构成了整个场馆祥云的造型。

▲ 主场馆双曲FRP幕墙系统

系统解析

材料创新与构造智慧

安耐无机柔性水泥板系统

异形裙楼吊顶采用非常规的安耐无机柔性水泥板系统，这种可弯曲的耐水防潮材料通过螺钉直接固定在吊顶的钢结构龙骨上，在两个板块之间分缝位置做柔性材料嵌缝处理，整体表面用网格布防止开裂和变形，最后进行抹面砂浆处理。其柔韧性恰好适应了建筑曲面的连续变化，为室外超大空间无缝的效果提供了一种新解决方案。

▲安装方式

超大玻璃幕墙系统安装

下沉广场采用15m×2.5m 的玻璃分格、5 吨的单块重量，要求 12mm 中空双夹胶（1.52SGP）的特殊配置。考虑整体幕墙系统的稳定性，以及室内外的效果，幕墙系统选用T型钢龙骨的安装措施。在半室内阶梯型场地与顶部悬挑檐口的限制下，施工团队创新采用 "悬臂巨型吸盘 + 大小双吊车接力" 的安装方案。3 日内完成全部玻璃吊装，解决了狭小空间内的超大构件定位难题。

▲ 超大玻璃幕墙系统施工组织

屋面铝合金格栅系统

原方案因整体吊装板块过重而受阻，现场转为散件安装：先固定铝板基准，再逐根调整格栅杆件。最终使 100×545mm 的平行四边形截面格栅呈现出预期的厚重科技感。展现了参数化调整的灵活性。

整个屋面系统跨度20米，采用门字形的钢架做支撑体系。难点在于埋件位置，幕墙进场施工时，已埋设的 800×800mm 超大埋件二次结构已经完成砌筑，没有办法进行二次埋设和调整，施工团队放弃常规正向设计，转而根据实际埋件位置调整门字形钢架与表皮形态，最终使渐变分格的格栅系统仍保持视觉上的完整性。

▲施工现场埋件偏位和钢结构偏差

直立锁边金属屋面系统

海口是台风多发的地区，项目屋面体量不大，但造型多变。结合现场施工难点，团队根据最大的跨度区域，进行直立锁边排版的调整，采用360 度咬合的高抗风揭金属屋面系统，重点考虑到边部和凸起位置，天沟交界位置采用双向坡度，以及伸缩节设计，实现排水贯通。

▲ 直立锁边金属屋面系统

技术支撑

BIM 与逆向工程的协同

三维扫描逆向建模

BIM 参数化技术贯穿设计施工全程。从观景平台到金属屋面，所有异形曲面均建立参数化模型，实现了从设计到加工的精准传递。针对钢结构施工偏差，通过多次三维扫描生成点云数据，逆向调整幕墙表皮模型，使 FRP 边界坐标与天窗钢结构放线得以精确匹配。

▲ BIM参数化建模

BIM参数快速解决方案

屋面格栅因埋件误差过大，原方案无法实现，为适应埋件布局，用grasshopper参数化调整格栅钢结构分布，既消化了现场埋件误差，又最大限度的适应现场钢结构下料尺寸，节约工期。

台风考验

极端环境下的性能验证

2024 年超强台风 "摩羯" 成为幕墙系统的终极测试。17 级风力（风速 55m/s）带来 1.89kPa 的风压，远超规范规定的 0.75kPa。灾后统计显示，80 余处损坏多源于外来物体冲击，而非幕墙本身结构性失效：3mm 铝板压顶出现掀飞撕裂，金属屋面抗风夹脱落，玻璃则因硬物撞击导致破损。总体上玻璃幕墙在整个台风中抗风压和安全性优于其他系统。

针对性改进方案：

1、采用风洞试验确定异形场馆风荷载

2、加大明框幕墙结构胶宽度

3、加密面材角码固定间距

4、强风造成整体变形较大，易导致密封胶超出变形界限导致密封胶撕裂。

5、同时应模拟飞散物撞击幕墙的过程，评估幕墙的抗冲击性能。

这些措施为热带台风区的幕墙设计提供了宝贵的实战经验。