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北京日報客戶端 | 記者 趙鵬 常鳴

一片片宛如“銀杏葉”的“森林傘蓋”撐起了城市副中心“三大建筑”之一的北京城市圖書館，讓這座“森林書苑”的誕生如同夢境般照進(jìn)現(xiàn)實，既與自然和諧又與環(huán)境共生，更為副中心這座歷史悠遠(yuǎn)而又充滿活力的千年之城增添了文化底蘊(yùn)與科技魅力。

效果圖

超級工程的“超級”之處，往往在于其伴隨著眾多不為人知的“硬核科技”。記者近日獲悉，GRC（玻璃纖維增強(qiáng)混凝土）包柱系統(tǒng)、太陽能薄膜光伏系統(tǒng)、抗震三向轉(zhuǎn)動鉸支座，乃至橢圓形銀杏樹身GRC柱腔體內(nèi)承載的機(jī)電、消防等諸多功能性系統(tǒng)，讓北京城市圖書館在建設(shè)時從重重技術(shù)難關(guān)中勝利突圍，成為國內(nèi)外的首批“吃螃蟹”者。

“銀杏葉”可年發(fā)電約25萬度

北京城市圖書館不僅是坐落于綠心公園內(nèi)的一座“書山智庫”，更是一處“智慧工程”。它集知識傳播、城市智庫、學(xué)習(xí)共享等功能于一體，定位于現(xiàn)代化的大型省級公共圖書館，其核心功能集藏借閱一體化、多媒體體驗、素質(zhì)培訓(xùn)等多方面，未來將與首都圖書館形成功能互補(bǔ)、共同發(fā)展的新格局，有利于發(fā)揮首都文化風(fēng)向標(biāo)作用、盤活北京文化資源完善公共文化服務(wù)體系、滿足廣大市民的各種文化需求。

文杏裁梁，香茅結(jié)宇。今后，讀者走進(jìn)這座被譽(yù)為副中心新地標(biāo)的神奇圖書館，可以漫步于144棵“銀杏樹”中，隨室內(nèi)空間的連綿起伏融入其中，感受中鐵建工集團(tuán)以“雕刻場所”概念，塑造出的兩組山體形態(tài)般的建筑魅力。

效果圖

這矗立的銀杏樹狀結(jié)構(gòu)支撐起知識的空間，一片片銀杏葉狀的屋蓋，為千年運(yùn)河文化添上了一抹亮麗的色彩。中鐵建工集團(tuán)一公司副總經(jīng)理丁建軍介紹，空中俯瞰，這一枚枚銀杏葉狀的屋蓋組合組成了中國傳統(tǒng)文化符號——“赤印”。這枚端莊的印章，烙印在城市綠心的精美畫卷之上，既模糊了建筑的邊界感，又營造出建筑包裹于自然場景內(nèi)的別致體驗。

而且，當(dāng)讀者在這座“書山智庫”的“文化海洋”中徜徉時，正是宛如“銀杏葉”的“森林傘蓋”屋頂設(shè)計，將森林景觀與圖書閱覽區(qū)融為一體，為人們帶來“臨山間、于樹下、勤閱覽”的沉浸式閱讀體驗，整體環(huán)境富有變化又渾然一體。身處“密林”中，手捧書卷抬頭仰望的那一刻，片片銀杏葉便會展現(xiàn)在讀者面前。

在這項超級工程的背后，則是北投集團(tuán)、中鐵建工和中建深裝潛心攻堅克難所帶來的種種自研創(chuàng)新。

綠色不僅是副中心最靚麗的底色，更是北京城市圖書館建設(shè)中堅守的底線。北投集團(tuán)重大項目總監(jiān)、三大建筑項目部總經(jīng)理陳宏達(dá)解密了圖書館中的“隱藏式設(shè)計”。

這座圖書館專門引入了光伏發(fā)電等新型清潔能源，作為傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的補(bǔ)充。在優(yōu)先供應(yīng)自身用電的同時，其多余電量還能直接并入國家電網(wǎng)，實現(xiàn)“自發(fā)自用，余量上網(wǎng)”的創(chuàng)新模式。

“圖書館結(jié)合自身‘銀杏葉’狀屋蓋組合的設(shè)計風(fēng)格，在其中每組‘樹冠’中間的天窗上，都安裝了8組太陽能薄膜光伏系統(tǒng)，鋪設(shè)面積達(dá)960平方米。”陳宏達(dá)表示，初步測算顯示，圖書館項目光伏玻璃的裝機(jī)量為160千瓦，年發(fā)電量可達(dá)約25萬度。

水氣聲光玄機(jī)嵌身“銀杏樹”

走進(jìn)這座圖書館，內(nèi)部呈現(xiàn)出“山谷門廳”的新奇景致，層疊錯落的階梯式構(gòu)造，包含了充足的閱讀與藏書空間，宛如一幅壯觀的山林秘境。由144棵“銀杏樹”構(gòu)成的“森林傘蓋”從“山谷”中拔地而起，撐起了圖書館巨大的屋頂，讓身處館內(nèi)任何一個角落的讀者，都能享受到“山間樹下”的獨特閱覽體驗。

“銀杏樹”的創(chuàng)意令人拍手稱奇，其施工構(gòu)造也飽含巧思，“銀杏樹”整體刪繁就簡，包括了室外“銀杏樹”的GRC（玻璃纖維增強(qiáng)混凝土）包柱系統(tǒng)、“銀杏葉”鋁板葉片吊頂系統(tǒng)以及檐口曲面鋁板系統(tǒng)，三大系統(tǒng)錯落分布又相互關(guān)聯(lián)。所謂“銀杏葉”指的就是其GRC柱的頂部造型，一片片的鋁板葉片層層堆疊，將GRC造型鋪蓋包裹起來，超大曲面板則鑲嵌于葉片邊部，勾勒出了“銀杏葉”的曲線美。

假如將室外“銀杏樹”GRC包柱系統(tǒng)抽絲剝繭立體呈現(xiàn)，您會更清晰地看到其間別有乾坤。其室外柱采用了15毫米的GRC外飾板，柱身則采用3塊單曲GRC板掛接拼裝成橢圓形的樹身，柱頭為異形雙曲造型板。“不僅如此，GRC柱的腔體內(nèi)還承載著機(jī)電系統(tǒng)、消防水系統(tǒng)、強(qiáng)弱電管線等諸多功能性系統(tǒng)，所有線管隨柱身直通地下，在內(nèi)有玄機(jī)的同時也確保了外立面的整潔美觀。”中建深裝的相關(guān)設(shè)計負(fù)責(zé)人楊英道出了“銀杏樹”系統(tǒng)的秘密。

“這里最終呈現(xiàn)出的每一棵‘銀杏樹’，其實都是圖書館建筑技術(shù)系統(tǒng)的重要組成。它們不僅承擔(dān)了溫濕度氣候控制、照明等功能，還兼具了聲學(xué)舒適度和雨水處理等更多功能。”丁建軍進(jìn)一步表示。

層層堆疊的“銀杏葉”設(shè)計中也暗藏玄機(jī)。圖書館頂部鋁板吊頂系統(tǒng)采用4毫米厚氟碳噴涂鋁單板，每個葉片由多塊鋁板密拼插接而成，最大面板為7米×5米的規(guī)格，在外觀上展示出仿生葉片的絲絲脈絡(luò)。該系統(tǒng)同樣采用裝配式施工，鋁板與鋼骨架在現(xiàn)場集中組裝，最后進(jìn)行整體吊裝。“大量葉片最終形成諸多外飾形狀迥異的組合，圖書館整個吊頂區(qū)幾乎沒有完全相同的兩個裝配組件，這也是背后繁重設(shè)計所展示出的最終喜人成果。”楊英說。

144棵“銀杏林”可抗大地震

由于北京屬于地震高烈度區(qū)，確保建筑安全也成為了這座圖書館建造中的重要考量因素。為了“治未病”，該圖書館從興建之初就采用了多項超前技術(shù)，各種減震、抗震、隔震設(shè)計也終于撐起了這座與眾不同的圖書館。

在144棵“銀杏樹”中，其每個單元均包含1片“銀杏樹”造型的鋼柱，以及與柱頂相連的方形屋面梁區(qū)域。每棵“樹”型柱都是標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件，高度約為20米，截面形式均為特殊的異形鋼管。其截面最小邊長僅為550毫米，板厚為25至60毫米。根據(jù)鋼柱受力特點，這144棵“銀杏樹”分為兩大類，即抗側(cè)力為主的鋼柱和抗豎向力為主的鋼柱。

為了充分利用這些鋼柱的剛度，施工方還設(shè)置了10道水平屈曲約束支撐（BRB），進(jìn)一步提高了屋蓋系統(tǒng)的側(cè)向剛度，也在減小屋面水平變形方面發(fā)揮了重要作用，使得屋面的水平變形得以被控制在42毫米左右。換言之，BRB體系可以較好地發(fā)揮出其“保險絲”的作用，使得這些鋼柱能夠滿足在小震、中震、大震等不同作用下的承載力要求。而這一創(chuàng)新工法對于降低自承重幕墻系統(tǒng)的設(shè)計難度和造價也同樣具有重要意義。

不僅如此，考慮到扭轉(zhuǎn)中心位置的豎向構(gòu)件，施工方還在相關(guān)鋼柱下端設(shè)置了三向轉(zhuǎn)動的鉸支座，以便有效釋放地震時產(chǎn)生的扭矩，避免豎向構(gòu)件及其相連結(jié)構(gòu)在地震發(fā)生時出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)破壞。

未來，當(dāng)您步入這座“森林書苑”，可見頂部茂密的葉片傘蓋相互交疊，蜿蜒流暢的峰谷結(jié)構(gòu)將森林景觀與閱覽區(qū)融為一體，柔和的陽光灑在起伏錯落的座位上，形成一處極具親和力的公共開放空間。

在各種創(chuàng)新工法與技術(shù)的悉心呵護(hù)下，北京城市圖書館悄然“長大”。據(jù)了解，該項目預(yù)計8月底即將實現(xiàn)完工。到今年年底，它將初步具備開放條件，化身為市民高品質(zhì)文化休閑的打卡新“圣地”。屆時，這里的讀者日接待量有望達(dá)到5000至8000人次，成為一處現(xiàn)代化的大型省級公共圖書館。