【理事单位】中建深装|北京城市图书馆：绵延书山中体味阅读雅韵

来源：中建深装    

一方水土养育一方人，同样，一方城市文化孕育一方建筑文化。一栋建筑的背后，既包含时代文化的变迁，往往也包含着一座城市的发展迭代，是当地文化土壤孕育出的特有作品。

本期微信带大家走近中建深装北方分公司北京城市图书馆项目背后的深化设计。

阿根廷诗人博尔赫斯曾经说过，“我一直在暗暗设想，天堂应该是图书馆的模样。”坐落于首都东大门北京城市副中心的北京城市图书馆自正式开放以来，已成为首都热门打卡地、文化新地标。

北京城市图书馆总建筑面积约7.5万平方米，共有地上3层，地下1层，总藏书量达到800余万册，可提供阅览座席约2400个，集知识传播、城市智库、学习共享等功能于一体，定位为立足北京城市副中心、辐射京津冀的实体智库和现代化的复合型图书馆。由中建集团旗下中建装饰负责幕墙深化设计施工的北京城市图书馆，通过一系列创新设计，让设计蓝图上的“森林书苑”变为现实，为“城市绿心”增添了文化底蕴与科技魅力。

作为北京市通州区新建的三座大型文化建筑之一，北京城市图书馆有着“森林书苑”“透明书苑”的雅称，276块超高通透玻璃幕墙、144棵“银杏树”支撑起2.18万平方米世界最大单体图书馆阅览室，高透明度和开放性模糊了阅读区和室外边界，让读者无论凭窗小读，抑或在漫步书山、遨游书海，都能获得极佳的阅读体验。

临山间，于树下，勤阅览

“透明书苑”营造独特阅读体验

城市图书馆的设计理念源于中国传统文化符号“赤印”，外形恰似一枚端正的印章，落印在“城市绿心”的画卷上。山谷门厅、银杏树叶伞盖屋顶和玻璃幕墙的设计，将森林景观与图书阅览区融为一体。当读者寻到一本好书，不管是临窗而坐，或是暂居廊侧，都能实现低头翱翔书海，抬头揽尽四季，一种“临山间，于树下，勤阅览”的文化阅读体验油然而生。这正是得益于一件全球范围内独一无二的无龙骨全通透超高玻璃“外衣”。这件“外衣”是由中建深装自主创新打造的自承重互为支撑大跨度全玻幕墙系统，该系统围合起目前全球最大的单体图书馆阅览室。

森林景观

城市绿心

图书馆外立面呈W折线造型，玻璃夹角从74°到133°不等，共有14种角度，标准角度为120°。在276块超高超宽大跨度的玻璃包裹下，建筑物的高透明度和开放性保障了充足的阳光摄入，模糊了自然与书海的边界。当阳光从头顶的“树叶”缝隙中洒落，读者仿若置身山间树下阅读。W折线造型最大程度上实现了室内山体景观与室外绿化景观融合延伸的设计效果，从而营造出“透明书苑”的独特观感。

在建筑的内部空间设计上，城市图书馆则以“雕刻场所”为概念，塑造了两组如连绵山体般的建筑形态，两座连绵的山丘富有变化又浑然一体，创造出内外交融、相互渗透的空间关系，与森林景观融为一体。这里既是阅读场所，也是极具亲和力的公共开放空间，在这里，山坡及山顶区域与阅览空间相结合，为读者带来了极具特色的阅读体验。

漫步至馆外，图书馆的玻璃幕墙与“山丘”的交接处，便是由陶板覆盖的楔形外墙构成的建筑基座，寓意着文化的厚重与沉积，体现出图书馆传承知识、传播文化的功能定位。

一个首创，两个攻克

从“0”到“1”突破通透设计难题

从远处看，276块超大玻璃组成的全玻璃幕墙璀璨剔透，看不到任何龙骨支撑，作为本项目最主要的外围护体系，全玻璃幕墙的设计方案经历了从方案假定-方案比对-方案论证-方案深化-方案实施的曲折推演历程。基于建筑方案对通透性的追求，常规的龙骨系统并非最优解。为将蓝图变为现实，设计团队经过多次试验、论证，在外形构造、受力体系层面实现了从“0”到“1”的突破。

“一个首创”

为营造“透明书苑”的观感，建筑方案最初计划选用21米通高的弧形玻璃，并在两个弧形玻璃接缝处设置结构胶固定。然而，在经过一番推演后，设计团队发现了该方案存在的突出弊端，即从受力的角度来说，弧形玻璃在拼缝处并不能很好地把控力的传播路径，而相较之下，外观呈锯齿状的折线玻璃幕墙则可以在力的传导上实现更为精准的把控。

构造形式一经确定，接下来就是如何“严密缝制”全玻璃幕墙以确保其稳定性，竖向支撑问题成为亟待解决的首要考验。传统的全玻璃幕墙，往往会在玻璃拼缝或者面板中间位置设置通高的玻璃肋或不锈钢肋板，进而增强结构整体的稳定性，然而这一设置会与整体的通透性效果相背离，各种“加肋”的方案被一一否决。

设计团队大胆提出了一个全新的概念——“互为肋”结构体系，基于折线玻璃面板可以互为支撑的构想，将面板的面外受力体系转化为面内受力体系，即通过灵活运用玻璃面板之间自带的角度，让玻璃面板在承受自身面外荷载的同时，同步承受相邻板块传递的面内荷载，进而依靠结构胶进行传力，将面板粘结为一体。然而，国际国内现有玻璃加工设备均在20米内，原方案中21米的通高玻璃方案无论是从加工生产还是运输安装都存在着极大的风险。最终，经过“剥洋葱”般的问题拆解和求证过程，玻璃高度分格即“5+16”的分格折线幕墙方案成为最优解，首个“互为肋”结构体系也在北京城市图书馆付诸于实践。

“两个攻克”

根据设计方案需求，北京城市图书馆南北入口处的玻璃配置采用双银Low-E钢化夹胶中空全超白玻璃，总厚度达到132.6毫米，最大宽度2.5米，最大高度15.3米，重量达10.8吨，其高度及支撑形式均突破了现行的幕墙规范。因而玻璃的稳定性及抗震性设计，也未有成熟规范供以参考。这便意味着设计团队要从结构设计、构造设计、抗震设计、玻璃稳定性、超宽超深结构胶受力等各方面进行创新性论证。

由于屋面采用柔性钢结构，玻璃幕墙需采用自承重系统，因此幕墙与屋面的顶部连接只承受水平荷载，不分担自重荷载。同时，还需适应地震位移变形需求，确保幕墙抗震性能的实现。为实现上述功能，设计团队对单块幕墙玻璃进行“穿靴戴帽”，即玻璃顶部“钢帽”用于与屋面钢槽的π形挂件栓接，并开有竖向长圆孔以抵抗水平风荷载，可实现向下65毫米（限值45毫米），向上25毫米（限值15毫米）的位移；底部“钢靴”则在保护玻璃同时安装有团队自主研发的弧形滑移块，实现水平位移120毫米的位移需求。通过上述设计，该构造可有效吸收玻璃在地震作用下的变形，稳定性得以保障，玻璃自承重的结构形式也从设想变为现实。

文杏为梁，缥缃化脊

“森林伞盖”暗藏巧思玄机

图书馆屋顶由一组宛如“森林伞盖”般的树状结构组成，其形态塑造以银杏叶片为灵感来源，层层堆叠，覆盖整个建筑。“银杏叶”堆叠之下的“树”型柱为标准化构件，可作为建筑技术组件综合性地解决照明、声学舒适度和雨水排出问题，独树一帜的设计效果与图书馆传承知识、传播文化的功能定位完美契合。

由中建深装设计团队负责深化设计的室外柱及檐口吊顶系统包括室外15毫米GRC包柱系统、4毫米铝板叶片吊顶系统、3毫米檐口单曲铝板系统。三个系统紧密连接，3层叶片吊顶包裹着“手型GRC”，超大单曲铝板镶嵌于3层叶片吊顶边部，既相互关联又相互包容。

檐口叶片吊顶系统采用银杏叶状铝板，分上中下三层，相互高差150毫米，分布错落有致。叶片尺寸最大的为7米*5米，叶片随着高低交错、角度及组合不同，几乎没有完全相同的两个装配组件，因此整个深化设计工作相对复杂。设计师将吊顶铝板及龙骨提前进行了上中下规律性的编号，通过BIM模型依据编号规则进行了整体建模排版，最后经设计复核后可以将模型铝板及龙骨直接导出排版下单，大大提高了准确度及效率。

室外柱模拟银杏树干，采用15毫米GRC包柱系统，柱身采用3块单曲GRC板挂接拼装成椭圆形树身，柱头叶片为异形双曲造型，除此之外GRC银杏柱腔体还承担着机电系统、消防水系统、虹吸雨水、强弱电管线等功能，所有线管随柱身直通地下，实现外立面整洁无线管裸露效果。

项目运用BIM三维协同技术全过程辅助设计，实现了多专业、多子项之间的无缝衔接。各专业设计人员共享同一三维协同平台，实时更新模型信息，大大减少了重复性工作量，设计效率和质量得到了明显的提高。

在这座由144棵“银杏树”支撑起的知识空间，读者不仅能欣赏到通透璀璨的建筑美，体验惬意雅韵的阅读美，还能感受科技赋能的智慧美。漫步于蜿蜒的“书山”之路，穿梭于“森林书苑”之间，或是在“知识山丘”驻足停留，一个个读书人的身影，与图书馆恢宏悠远的空间布局，交织辉映，构成了一道独特而美丽的风景线。

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