科技馆

是前沿科技与城市日常交互的发生场

也是一座关于人类科技文明的“灯塔”

如今的科技馆，通过多变常新的展示手段，或常设或短期的展览与活动，面向市民大众进行科普教育，助力科学文化交流与传播普及。

说了这么多

光明君要给大家介绍一下

光明的这项重大工程

——深圳科技馆（新馆）

一起跟光明君了解下吧~

该项目由扎哈·哈迪德建筑事务所（Zaha Hadid Architects）与华阳国际设计集团共同设计而成，它旨在助力深圳这座新兴城市完成在地文化与“科技之都”的身份构建，也让更多人看到深圳城市建设的创新导向与无限潜能。

一座与时代同频共振的科技建筑

深圳正在加快打造国际新型智慧城市标杆和“数字中国”城市典范，除了吸引一众创新和高科技产业来此“落脚”，其海纳百川的包容“基因”也给予了设计师天马行空的创作环境，并由此诞生了一系列极具先锋感的建筑设计作品。

一座优秀的科技馆，是衡量一座城市科技文明发展水平的重要指标之一，其表达了一种积极拥抱未来主义的姿态，也将成为承载起科学知识的普及和教育的场所，鼓励更多创想在此碰撞生发。

深圳科技馆(新馆)概念图© ZHA

深圳原有的科技馆（现名深圳科学馆），经过几十年的经营，设施已略显陈旧，因此设计、建造一座更符合当下、未来且更具综合性的全新科技馆被提上日程。深圳科技馆（新馆）力图成为一座具有全球影响力的科技馆——其定位于“数字文明·创新未来”，率先打造全球首家数字文明创新科技馆，旨在将前沿的数字与科技文明成果，融入一座能够体现深圳特色、湾区品格的世界一流的公众创新中心和科学探索中心，以其更为丰富的互动性与可感性，满足不同人群差异化的需求。在更具交互感的空间里，人们可以切身体验科学技术，在互动中积极交流，收获更扎实的科学认知，并且更加密切地贴近这个时代的科技创新，更重要的是，激发青少年探索科学、热爱科学的兴趣。

深圳科技馆（新馆）的概念设计来自扎哈·哈迪德建筑事务所（ZHA）。建筑以自然形态为灵感来源，流线般的造型融合科技，彰显未来感，犹如一艘驶向未来的旗舰。深灰色的金属表皮构成了太空飞船般的昭示性外观，优雅又神秘，充分契合了科技馆的主题。

深圳科技馆(新馆)效果图© ZHA

为了提升包容度，展示更具未来指向性的科学内涵，建筑团队从一开始便积极与策展团队沟通室内布局——内部流动的空间围绕一个通高的中庭延展开来，中庭四周布置有公共空间、展厅、教育设施等序列空间，同时每个展厅又被赋予差异化的几何形态、比例与空间体验。

设计为建筑内部可能发生的一切事物构建起了一种直接的关联性，也为各展厅间的互动赋予了无限可能性——太空火箭展示、科技展览、无人机竞技……未来，场馆也可以根据需求的变化更加灵活地调整室内的陈列，以适应不同的活动、功能与展览方式。

深圳科技馆(新馆)室内效果图© ZHA

设计更是针对项目所在场地条件作出了独特的回应。深圳科技馆（新馆）坐落于光明区占地 200 多万㎡的科学公园内，并毗邻深圳国际美术馆（暂定名）。场馆以一种优美的未来主义姿态，与自然和周边公共空间系统融为一体——建筑外部几何形态与功能布局相关，在呼应内部中庭流动的空间的同时，将中庭空间与西侧的公园相连接。

建筑造型以围合的动态曲线几何形状，在北侧和南侧立面上逐渐拉长，局部的大开口使科技馆内部的活动空间一览无遗，同时展示了室内外空间的迷人关系；西侧，形态不一的露天阳台，层层递进并向开放的景观延伸。中央大中庭所在的建筑物中心以构筑大片玻璃幕墙的形式来保障通透的视觉效果。其同时对基地周边情况和东面城市交通作出回应，使得周边区域的公共空间进一步提升，在生动演绎“科技的光明，生态的光明，艺术的光明”理念的基础上，也使建筑本身与整个区域、整座城市，都能够与当下的时代脉搏同频。

深圳科技馆(新馆)效果图© ZHA

一种“图面”想象力的现场还原

诚然，充满未来感的造型吸引了众人的目光，在建造实施上却颇具难度。项目管理者、施工图设计者与工程建造者，在接过设计师的交接棒时，便担负下了所有人对深圳科技馆（新馆）的憧憬，力求将扎哈事务所充满想象力的原型设计在现实中进行精准还原。

深圳科技馆(新馆)效果图© ZHA

短短五年时间，一场从无到有的蜕变。这很大程度上得益于作为“总控”般存在的深圳市建筑工务署，对总体目标成功地进行了详细分解。一方面寻求专业的合作伙伴，另一方面进一步优化流程，通过科学的管理与生产组织，一步一个脚印梳理、解决过程中的难点，让设计和施工可以无缝衔接。概念设计方案敲定之后，深圳科技馆（新馆）于 2019 年底正式开工建设，2020 年 7月完成了场平工程，2021 年 4 月又完成了基坑桩基和土石方工程的施工，2022年底已完成主体结构封顶，建筑的雏形已逐步显现。目前正处在装饰装修施工阶段，建筑的形态已日趋完善。

科技馆的设计沿袭了扎哈事务所大胆的空间运用和几何解构的美学风格，整体建筑形态相当复杂，包含大量倾斜、悬挑、扭转及下挂的结构柱。因此，除了需要完成常规意义上的建筑深化设计，还需要在结构、材料、构造，以及设计方法和设计工具等层面引入诸多创新技术。作为施工图设计方，华阳国际设计集团努力在安全性能与设计细节方面为复杂的建筑体提供技术支撑和完善，在结构方面也做出了诸多新的尝试，例如以核心筒为支撑，巧妙地将整个大屋顶转化为一个悬挑的桁架体系，从而让外围的结构柱能够随建筑的形体产生形态上的扭曲与转换，以实现这一超大空间的造型亮点；在材料方面，也开展了很多的新型材料研究，包括双曲面的 UHPC 混凝土幕墙、曲面防火玻璃等——光是作为外立面主材的金属幕墙，就测试了铝板、钛板、不锈钢板等不同材质，还探究了其表面的处理工艺和成型方式（这些技术细节在常规的施工图设计工作中往往较少涉及）；在构造层面，则开发了一套屋面与立面一体化的系统，使其既能够达到很好的柔性防水效果，也能够灵活适应建筑造型中的诸多异型和曲面……

深圳科技馆（新馆）按照中国绿色建筑三星级标准打造。作为深圳市重要的公共文化建筑，深圳科技馆（新馆）还是一座标杆性的可持续性建筑。其设计阶段采用雨水回用、可再生能源利用、太阳能发电等技术，施工阶段采用太阳能路灯、场地绿化等技术，打造绿色低碳环保建设试点项目。为适应深圳市夏季炎热的气候，建筑围护结构配备节能隔热玻璃，采用高效节能的暖通和照明系统，并进行了建筑全生命周期的性能及可持续分析和评估，以最大限度地提高建筑物被动式节能设计原则的有效性，如此，能够更好地保存藏品，为访客带来舒适感，同时将建筑物的能耗降至最低。

如何化解大跨度复杂钢构的施工挑战？

作为一项超大型综合工程，建设阶段大大小小的施工界面，不同专业端口的交叉作业，都给项目的建造与推进带来了不确定性，而明确的工期要求更是将所有施工项目的完成节点压缩在特定的范围与时间内。在此状况之下，更需要将庞大的目标予以拆解，化为具有可操作性的小目标与小节点，并积极疏通各个专业端口，鼓励施工、管理、设计三方团队内部的积极互动、交流、合作，从而兼顾施工的质量、完成度以及时间周期。可谓牵一发而动全身，其中更多体现出的是管理方与设计者的专业能力和经验累积。

作为总承包管理者的中建二局，在前期团队配置阶段，便召集了一批拥有创高优专项经验，能够处理复杂工况的人员，承担项目核心的施工管理工作。同时，还选派了一支具有专门钢结构施工经验的团队，负责应对专项施工。总包管理部也配备了其他各项专业的工程师，在整个过程当中配合监督、管理工作。

因此，前期的基坑、桩基及土石方工程的施工顺利推进，为主体工程的开工创造了条件。不过深圳科技馆（新馆）本身的钢结构体量巨大，复杂节点也较多，在实施工程中，确实碰到了一系列挑战。建筑主体的巨大结构跨度，要求施工过程中既要保证质量，又要确保整体的安全性。为此，施工现场采用了轮扣式脚手架，并引入了先进的制模体系。此外，为了避免现场拼装的钢结构体量过大，同时尽可能减少现场焊接的工程量，建筑的主要结构多采用工厂预制的方式，而对于一些必须现场施工的大型桁架，则会选择先在工地地面拼装，再整体吊装的建造方式。这样不仅大大节省了工期，也进一步提升了工程的施工质量。

深圳科技馆(新馆)建设现场

区别于常见的总承包模式，项目在主体工程建设之外，还需要配合展教工程的穿插介入。传统的总承包单位会把所有在场的建筑类专业统筹分包，统一协调管理，而项目的展教工程重在展现科技创新，涉及的工程小而散，因此在整个项目过程中，总承包方一改常规做法，对项目的整体管理行为作了全新的调整，以配合展教工程，并同步学习新的专业知识和前沿技术，达到了更专业、更贴切的服务配合。

深圳科技馆(新馆)建设工程项目

全周期形象进度曲线图

此外，总承包方更是根据市建筑工务署的要求，将难点多、要求高的工作化解为每天的工作日常，转化为一套较为固定的作息：每日 7 点晨会，首先对各个班组进行安全交底，确保整个施工过程中的绝对安全，并统计出当天所有的作业点，然后将人员分派到岗，做到基本每个综合区域或每个专业端口，都有专人对接，协调各方需求，从而顺利推进现场的施工进度；为趋避较热天气，上午的工作结束后，工人基本被安排在下午 4 点后重新出工，同样划分至各个区域，并有固定专员负责安排工作，总体协调；下午 5 点左右，所有的工程技术、质保安全部门人员统一召开生产会，汇报工作状况并汇集过程中遇到的问题——简单问题当场解决，复杂问题协调设计与全过程咨询专家，保证问题分配到具体人员进行落实。每天紧凑的工作之余，项目各专项人员还要不断加强自身学习，利用晚上的时间，在全过程咨询机构组织或总承包方组织下“上课”，并尽量做到全员覆盖。

深圳科技馆(新馆)建设现场鸟瞰（2023年4月）

超复杂形体的参数化设计实践

科技馆这一独特的创新载体，也为创新性的设计与建造实践提供了展露机会。深圳科技馆（新馆）项目挑战了超复杂形体的全周期 BIM 正向设计，最大化利用模型数据进行参数化设计，实现了跨平台跨国界的远程全过程协同设计。设计初期，项目通过制定完善的 BIM 实施方案，进行考评学一体的人员培训，紧密结合实际情况组织BIM实施标准，提高项目 BIM 实施效率。从初步方案深化至施工图阶段，全专业共同协作完成 BIM 标准化应用、项目参数化设计、设计一体化工作。通过建模标准化的方式，保证模型创建的完整统一；通过族库标准化，便于族库的管理和设计深化后的更新。与此同时，BIM 平台的应用，还在节点空间及立面细化、建筑经济指标统计、建筑性能分析优化等方面发挥了重要作用。

深圳科技馆(新馆)效果图© ZHA

如同科幻电影中所展现的全息影像，BIM 平台可以高效集成各专业的海量信息，再以三维立体的方式呈现在人们面前。通过 BIM 建立全专业模型，实现 AR 可视化漫游，多角度、全方位、更真实、更全面地推敲装修效果，为后续的精装修提供可视化参考。建设过程中还通过 BIM 对钢结构复杂节点进行深化，并出具加工图纸及料单，降低材料损耗率，提高拼装速度，保障焊接质量。此外，通过 BIM 建模，将工程涉及的钢管柱、箱型柱等 33 种类型共 722 根钢柱的立体结构等刻画为三维模拟实景，形成可视化交底二维码“身份证”，方便项目施工交底、看图施工、材料验收等各项工作，从而为协同作业、优化建造方案起到了很好的助推作用，也为不同专业、端口的工作穿插与互动交流提供了直观、可视化的窗口。

传统的项目营造过程通常以建筑设计、结构、水、暖、电五大支柱专业为主导，但是伴随着社会分工愈加细化，各专业间的沟通变得越来越有限。常常被诟病的“纸面建筑师”或者“办公室建筑师”，因与施工现场逐步脱节，导致多专业协同的能力逐步退化。为摆脱这种窘境，本项目的参与者试图从各个维度拓展自身的边界——横向层面拉通不同专业，从五大支柱专业到幕墙、灯光、景观、绿色建筑、交通等均予以疏通，避免沟通不畅；纵向层面建立建筑全产业链流程，从前期的策划咨询、建筑设计到后期的造价、合同、采购、招标以及施工监督等环节，均由全过程咨询方协同串联。

深圳科技馆(新馆)室内效果图© ZHA

集成化的 BIM 平台，不仅保证了相关理念从概念设计到施工图深化阶段的延续，还能够集成海量的几何信息、材料信息、构造信息。基于数字化几何建构的逻辑，BIM 将建筑曲面的起承转合，以及三维的空间定位、曲面优化等予以立体化的呈现，一步一步精准把控、完善设计细节。BIM 平台也进一步保障了后续的施工阶段，帮助设计与施工团队完成无缝衔接。BIM 平台所具有的延续性支持各个端口、团队实时将深化后的信息上传、分享，并同步在三维模型上直观展现出来，从而更好地沟通、把控最终完成的效果。通过 BIM 出图标准化，对视图样板的显示和输出效果进行严格把控，实现 Revit 模型与 YJK 计算模型互导；在参数化设计方面，通过参数化建立幕墙系统模型、分析金属异形板单双曲、优化金属板的容差、翘曲、偏差值、参数化定位结构框架，预留套管的局部批量布置修改等。

深圳科技馆(新馆)立面板块单双曲分析图

深圳科技馆(新馆)参数化定位结构框架

事实上，深圳科技馆（新馆）项目幕墙所采用的不锈钢曲面金属板，是施工难度最大的部分之一。设计团队对其色彩表现有着极为细致的专项要求，分为深色黑喷砂、黑色水滴纹、碧绿水滴纹等 5 种不同的颜色纹理在阳光和空气的折射作用下，会呈现出极具视觉冲击的金属质感，这也是设计的亮点之一。为确保最终建筑整体外观的完成效果，在幕墙金属面板曲面成型和面层工艺选择上，该项目进行了各项计算模拟和优化分析、材料样板比选、物理化学工艺试验、并分析了不同轧制工艺和退火工艺对表面肌理纹理的影响，以及表面处理工艺产生的不同光晕光泽度和光污染影响。在金属面板表面处理上，多次试验曲面成型工艺、压花工艺、焊接工艺、局部位置的特殊着色工艺等，对品质的追求精益求精。为保障其曲度和尺寸的正确性及图纸的精确转译，项目实施团队通过 BIM 技术对整个外幕墙金属板材将 89090 块单元部件都进行了精确的划分与定位，为最终的落地提供了技术保障。

深圳科技馆(新馆)幕墙选材