幕墙第一线 | 如翚斯飞 群鸟思归——江河幕墙完美打造世界最大面积搪瓷钢板幕墙
△ 北京国家会议中心二期主楼（东南视角）
编者按
如跂斯翼，如矢斯棘，如鸟斯革，如翚（huī）斯飞，君子攸跻。 ——《诗经·小雅》中的名篇《斯干》，如此歌咏中国的建筑。其意在赞美宫殿宏大庄严如人之高竦，规制严整如急矢向上直冲，飞檐造型如大鸟振翅翱翔，色彩斑斓远看如锦鸡飞腾。是的，曲屋面和飞檐让中国古建筑如大鸟翱翔飞腾，从实用功能价值上升到美仑美奂的艺术价值。以中国仅存的四座完整的唐代古建之一——天台庵为例，它位于长治市平顺县东北25公里处的坛形孤山上，建于唐末天佑四年（907年），距今超过1100余年，是典型晚唐风格。庵院的规模并不大，但其大角梁斜置、子角梁平直，成熟的飞檐，起翘明显。
义县，对于绝大多数人而言，都是一座十分陌生的小城。它位于辽宁省锦州市北部，交通不甚便利。但就在这里，却有中国现存最为壮观的一座佛寺大雄宝殿，令无数学者和游客纷至沓来。佛寺名为“奉国寺”，诞生于公元1020年，在去年刚度过了千年大寿。规模最大的大雄宝殿，庄严无俦的七佛彩塑，全国仅存无几的辽代建筑彩画，三者济济一堂，成就了奉国寺独一无二的地位。借助无人机，从空中俯瞰奉国寺大雄宝殿，壮丽的庑殿顶如羽翼一般，在天际张开屋檐。面阔九间的至高等级，向世人宣示着这座大殿过往的荣耀。正如《斯干》所描绘的意境——栋宇峻起，飞檐轩翔。 中国雄奇壮观的木构古建，总让人有一股激荡之情生于胸怀，难以自抑。怀揣着对如斯磅礴的中国古建的敬仰，《幕墙设计》、中国幕墙工程网、幕墙世界weekly第三次来到北京国家会议中心二期项目（以下简称“国会二期”），此行的目的，是要探访主楼的东、南、北三个立面的幕墙工程。这个由北京江河幕墙系统工程有限公司参与打造的现代版“如翚斯飞、群鸟思归”建筑，为了完成《诗经》中的古老寓意，江河幕墙创新应用并成功实施了全世界最大面积和体量的搪瓷钢板造型幕墙。
北京国家会议中心二期工程概要
国会二期由北辰投资建设运营，全程运用BIM技术。位于北京市朝阳区奥林匹克中心区，国家会议中心一期的北侧，总建筑面积约41.9万㎡，南北长约456m，东西宽约144m，地上45m，地下12.5m。项目用地东侧为奥运中轴线景观带，未来国会二期将作为北京乃至全国又一处重要的会议场所。它还有一个特殊的身份，那就是2022年北京冬奥主媒体中心（MMC），要为全球媒体提供全方位服务保障。
△ 国会二期建设规划位置示意
整体建筑造型以鲲鹏展翅，飘逸轻盈为主旨，搭配其“群鸟飞舞”外幕墙造型。而东立面的挑檐，以“反宇向阳”的寓意，更是传递出中国传统建筑的神韵，表现出大国的威仪礼乐和当代中国的透明开放。
“群鸟”，是国家会议中心二期主体外幕墙特有的造型意象。根据普利兹克奖得主、国会二期项目总设计师、法国人——包赞巴克先生的设计理念，建筑主体建筑东、南、北三侧立面由特殊幕墙单元体——“鸟窗”及玻璃幕墙组成，由9种不同开口尺寸的双曲搪瓷钢板（又称珐琅板，以下简称搪瓷钢板）及大玻璃组合而成，阳光由“鸟窗”射入，如群鸟飞入建筑空间之中，随着每日太阳光线的变化而翔集。东立面2376块幕墙单元体连点成面，恰似一群轻盈的飞鸟，搭配建筑主体“鲲鹏展翅”的造型，“如鸟斯革，如翚斯飞”，彰显建筑与自然和谐呼应的灵动韵律。
3000多块“飞鸟”造型的双曲面外墙板，和传统的平整外墙板完全不同，难以通过其他材料实现效果。为实现“群鸟”点缀的灵动感，江河幕墙公司及业主、顾问等设计团队不断突破国内幕墙工艺的“天花板”。他们经过长达一年多的材料测试，最终研究选择了常用于地铁、隧道墙面装饰的搪瓷钢板。在具有无与伦比的瓷质感的同时，搪瓷钢板兼具延展性好、强度高的特性，容易实现“双曲面”造型；再加上瓷面超耐久性、良好的耐磨易洁、耐腐蚀性等被称为“30年零维修材料”，因而成为了“飞鸟”项目的首选面板材料。
△ 国会二期南立面标识及“鸟窗”造型幕墙
“飞鸟”造型幕墙面板采用“跨界”的汽车模具铸造工艺，经一次冲压成型(最大尺寸超过7米，是当前世界最大的单块搪瓷钢板)，作为“鸟窗”造型幕墙单元板的组成构件工艺。“群鸟”的身体线形由搪瓷钢板幕墙组成，板中开的玻璃窗孔则作为“鸟”的身体，这是国内首次采用“搪瓷钢板+玻璃幕墙”组合使用。
△ 国会二期夜晚泛光照明
△ 视频：一块幕墙的自白——国会二期幕墙诞生记（时长：1′27″）
北京国家会议中心二期东、南、北立面幕墙系统
“鸟窗”造型幕墙单元板，世界最大的单块搪瓷钢板
东侧群鸟幕墙延东西方向布置，高度为6-20m，长度456米，总面积约8000平米， 搪瓷钢板颜色为白色，具体位置如下示意图：
东立面群鸟幕墙双曲面搪瓷钢板共计有5种面材形式，面板尺寸为7.2m×1.2m，Z04为平行四边形平板，Z05，Z01，Z02，Z03为双曲面板，Z05面板不开鸟窗洞，Z01，Z02，Z03为双曲面板开鸟窗洞口，开洞尺寸逐步增大，具体几种面板简图如下：
△ 东立面幕墙面板形式简图
南北立面群鸟幕墙双曲面搪瓷钢板共计6种版型，四块钢板排列组合成平行四边形单元体。
△南立面幕墙系统
△ 搪瓷钢板冲压模具开发工艺流程
由于搪瓷钢板是首次大面积在幕墙上使用，无论是施工方才是材料方，都遇到了很多没有遇到的难题和困境，尤其是面材表层脆弱易损，在制作、运输、安装过程中磕碰容易破坏，损坏后不易修补恢复，会影响使用效果，幕墙团队常常辗转于各级供应商的加工厂内，经过无数次的试验与调试，解决八大方面的设计和应用难题。
一、搪瓷钢板尺寸超大，且为双曲面，普通钣金工艺无法实现，采用模具冲压方式进行钣金加工，模具设计和双曲面板钣金成型步骤、鸟窗洞口内翻边模具设计及加工是难点，幕墙团队与汽车企业合作，使用加宽加长冲压设备，实现了板块的冲压工艺（见下图）。
二、钣金冲压完成后运输至烧结厂的过程中，由于搪瓷表面处理的特殊性，基材任何轻微的磕碰都会导致釉面出现瑕疵，幕墙团队定制了特制运输架，将钣金竖向摆放，解决了这一问题（见下图）。
三、钣金前处理的质量控制关系到钢板釉面的附着力及耐久性，为此特殊制做了长度大于7.2米的前处理池，满足东立面大板块的前处理要求（见下图）。
四、本工程搪瓷釉面采用干法喷涂，需要将静电吸附喷粉后的大板移动到烧结线，移动过程板块抖动会导致静电吸附的釉粉脱落，造成釉面不均匀。特制的电动装置，能够进行自动换线，避免手动换线过程中的干粉脱落现象（见下图）。
五、搪瓷板烧结过程中炉温达到800度，钢板处于半融状态，钢板自身通红，双曲面板烧结后会有较大幅度的变形，双曲面板烧结后的平整度控制是面材控制难点。使用特制的工程塑料压蜂窝板模具，解决了异性蜂窝板压制问题，能大大改善双曲面板的平整度问题（见下图）。
六、搪瓷板边角部位易磕碰，掉瓷，由于基材为钢板，掉瓷部位的耐久性存在问题，在包装上，搪瓷钢板可视面贴保护膜，角部做护角处理，能刮碰的地方做软性护垫分格；与板接触的位置均为软木条格挡，外侧用塑料薄膜进行包覆。采用单元体运输并在现场规范堆放、小心搬抬。在安装过过程中使用专用“单元体起吊辅助车”进行辅助安装并严禁硬物敲砸及蛮力调整板块（见下图）。
七、搪瓷钢板安装完成后，避免吊篮上下对搪瓷钢板造成划伤，需要将吊篮侧面增加防撞轮，并用柔性材料将吊篮侧面钢架全部包裹保护（见下图）。
八、为了保证所有外墙板的安装精度，项目派驻加工厂驻场员对每一个批次产品进行全部检测，同时施工中选择工作经验5年以上的专业工人，并进行上岗考试通过后才能进行施工，而每块搪瓷钢板的安装工序有13道之多，每一道工序完成后，都要进行100%检测，实现了从生产环节到施工环节的0死角检测。最终，工程将国家规范允许的5毫米安装误差范围缩小到2毫米以内，确保了整体外墙板安装精度。
采用汽车模具冲压方式制作双曲搪瓷钢板具有产品尺寸质量稳定，生产效率高的优点。由于模具冲压成型的特点，一旦模具交付后，模具冲压的曲面效果一致性极高，每张板尺寸及曲面误差均在0.5mm以内，较好的保证了面板效果，采用模具冲压，生产效率高，日产量高。
△ 视频：国会二期双曲搪瓷钢板安装工艺（时长：56″）
特殊的菱形钢结构
国会二期的建筑总高度为44.85米，但在东立面20米标高以下除了最大36米柱距的主体结构柱以外再无任何结构可供幕墙结构生根。同时由于6米~20米标高范围内外立面效果比较特殊，一个个透明的鸟窗无规律排布的在立面上，进一步限制了建筑幕墙钢结构的受力形式。最后幕墙团队在无规律中找到了规律，在保证结构受力安全前提下同时为实现建筑功能需求，选取了菱形网格的平面受力体系，这样鸟窗正好可以嵌在菱形网格内，实现建筑内采光的功能和外立面效果。菱形钢结构以柱距间的范围设计为一榀，钢结构最小跨度12米，最大跨度36米。东立面南北向460米范围内菱形钢结构的总用钢量达1200吨，对于幕墙行业来说确是不小的体量。
△ 国家会议中心二期现场主体结构（局部）
△ 国家会议中心二期建筑外立面
△ 菱形网格的平面受力体系
△ 菱形钢结构三维模型
△ 视频：菱形钢构安装视频（时长：23″）
△ 关于菱形钢结构安装重难点部分的内容，请参见今天本公众号同步发文《论文原创精选 浅析国家会议中心二期幕墙钢结构的设计和施工》（原文首发于《幕墙设计》杂志2021年第三期）
顶部大玻璃及檐口铝板
东立面20米标高以上顶部大玻璃最大分格尺寸6020mm×3200mm=19.26m²，玻璃单块重约2.6吨，变截面钢立柱长度为26m，单根立柱重量为5吨，室外侧变截面U型装饰柱为6米长烤瓷造型柱，拼接后总高度为26m左右。玻璃尺寸大，单根龙骨长度较长，顶部檐口吊顶高度为45米，进深为变量，最大位置为18米。
△ U型烤瓷装饰柱，外层喷涂一种高硬度、耐磨、耐污、持久实用性的水性无机纳米陶瓷涂料
△ 变截面钢立柱顶部安装
变截面钢立柱顶部安装位置距离檐口较近，檐口楼板施工完成后安装较为困难，因此变截面钢立柱总体原则为与主体钢结构同步设计、同步采购、同步施工，在屋顶楼板完成前进行立柱施工。
△ 顶部大玻璃系统
大玻璃的吊装采用顶部吊装轨道进行，最上部玻璃由于距离结构较近，在顶部靠近玻璃的位置设置第二条吊装轨道，通过倒钩操作，解决最顶部一块玻璃安装就位。
△ 檐口吊顶系统板块划分
顶部檐口吊顶金属板距离地面约40~45米高，考虑场地限制及方案经济性，采用整体提升法进行安装，利用BIM分析，将顶部檐口拆分成合理吊装单元，利用地面胎架将金属板龙骨及面材在地面安装完成，通过水平运输轨道，将铝板单元运输至吊装点位，根据工况，通过塔吊、卷扬机或者专用提升装置进行提升，铝板提升到位后，由操作人员通过连接螺栓，与提前施工完成的预留点进行栓接，连接螺栓件具备三维调节能力，在相邻单元的拼缝处设置水平调节装置，保证相邻板块安装后的平整度。
VIP入口
VIP主入口处幕墙交叉形式多，包含T型钢幕墙、入口雨棚、雨棚40米高装饰柱，主入口大门、顶部檐口幕墙等，此部位的幕墙施工顺序统筹安排尤为重要，经过幕墙团队仔细研究，T型钢幕墙、入口雨棚、雨棚40米高装饰柱，主入口大门、顶部檐口幕墙的具体安装顺序如下：
顶部檐口幕墙整体提升安装→T型钢安装→雨棚两侧的整体桁架分段整体吊装，高空拼接焊装，然后进行雨棚位置后侧横梁的安装→雨棚顶部大玻璃幕墙龙骨及玻璃安装，雨棚顶部T型钢幕墙玻璃安装→雨棚龙骨及装饰立柱安装→雨棚面板安装→主入口大门安装。
大跨度VIP雨棚及两侧装饰柱
东立面VIP入口处跨度大，雨篷挑距离大达20米，结构龙骨固定连接困难，幕墙团队采用刚性雨篷的做法，通过根部的格构钢架抵抗侧向力：由雨篷自身抗侧，侧向荷载往立柱上传递很少，侧移减小了很多，立柱受力比较好。前方立柱增加至8根立柱与雨篷连接，减少立柱上轴力和侧向力。
△ 模 型
雨棚两侧40米高装饰立柱施工是本工程的难点，幕墙设计团队制定的安装方案是将整个立柱分成5段进行高空拼装，每段约8米，最下端一根支撑雨棚系统，采用15t吊车即可安装，上面四段依次吊装拼接，由于装饰柱顶部与檐口连接，吊车无法使用，将采用卷扬机在顶部设置滑轮组进行吊装，吊装点设置在钢管中心点，保证钢管吊装垂直，方便后续每一段钢管的连接。
结 语
北京国家会议中心二期项目是第一次挑战全世界最大面积搪瓷钢板在幕墙上的应用，所遇到的困难是前所未有的。而这些问题的解决并成功实现建筑立意的效果，都要靠幕墙工程企业逐一去攻坚克难。业主、建筑师对于建筑的完美要求的理想背后，留下的是施工企业的辛勤汗水。用一位参与国会二期的项目经理的话来讲，“项目现场的每一个兄弟，每天都在想着怎么解决一个又一个难题，问题没解决睡不着，解决了就说不出的舒爽。但时间长了，也就忘记了过程的艰辛……”即便现在这个世界最大面积的搪瓷不锈钢板已经完美装配好了，但未来使用当中会遇到什么样的问题，能否长久保持预期的效果，这都需要我们拭目以待，更需要幕墙企业提前思考未来可能出现问题的解决方案。
国会二期的建筑概念和整体设计立意是由法国设计师提出的，无论是宏观造型犹如大鸟，还是局部立面蕴藏一群群小鸟，这些设计理念终归是要落地到中国，尤其是落地于首都的北京奥林匹克公园之中。这样重大、重要的工程，都需要中国设计师和建设者的深度演绎和细化实施。由此，众多的中国传统文化的元素，被赋予到了这个经典的现代建筑之上，比如中国神话中的鲲鹏、《诗经·小雅》中“如鸟斯革、如翚斯飞”的再现，还有“反宇向阳”的天人对话……当这些充满着古老智慧的中国文明在这个项目上尽情演绎的时候，国会二期也从另一个角度证明了中国文化的兼容并蓄、博大精深。
《幕墙设计》、中国幕墙工程网、幕墙世界weekly对于国会二期项目的报道到此就告一段落了。我们通过三期现场采访和与施工企业的深度交流，从立面、屋面和配套工程等不同角度，尽可能将这个超级工程进行了剖析。当然，我们的文字、图片、视频和素材总是有限的，但北京国家会议中心二期系列项目给世人留下的遐想和价值是无穷无尽的。
△ 2021年11月，《幕墙设计》、中国幕墙工程网、幕墙世界weekly采访北京国会二期立面幕墙工程合影
（责任编辑 / 唐 琦）