深圳蛇口邮轮中心项目技术创新设计.docx

          “深圳蛇口邮轮中心”项目技术创新设计                    摘要：随着我国建筑业的不断发展，建筑设计不仅仅建立在“适用、经济、美观、绿色”的基本方针上，在创新型社会中，创新设计的必要性越来越重要，通过技术创新，将设计价值、经济价值、科学的发展价值相关联，推动设计科技成果转化为生产力，不断适应经济高速发展的要求，不断适应人民高生活水平的需求，基于此，本文以深圳蛇口邮轮中心项目为例分析总结科技创新技术设计，提出了一些创新设计理念关键词：建筑设计；科技创新；技术创新一、“前港－中区－后城”新型规划设计建设模式：“前港-中区-后城”是港产城综合发展模式，是以港口先行、产业园区跟进、配套城市功能开发，从而实现成片区域的整体联动发展前港”是指新建港口或升级已有港口，“中区”是指依托港口发展或者与港航物流密切相关的临港工业区、出口加工区、自由贸易区、保税港区等，“后城”主要是指支持和服务港口及产业园区配套的居住和商业在一百多年来，招商蛇口集团秉承航产两业稳健经营的思路，探索出一条适合中国市场的经营道路随着蛇口工业区三十多年的实践，再次证明了“前港-中区-后城”商业模式是适合招商局集团发展、创新的独特的商业发展模式；同时，也是拥有丰富岸线资源的新型城市发展的创新型发展理念。

作为“前港”的蛇口邮轮母港，与传统的货运功能码头相比，其本身就具有城市功能，承担着城市对外交通、市民亲水空间的作用同时，其配套设施，可同时作为城市配套辅助邮轮码头所需的水电等补给，可从后方城市方便取得蛇口邮轮母港作为招商蛇口集团创新营造的“前港－中区－后城”新型建设模式的示范样本，将交通换乘、码头集散、口岸联检、商务办公、体验商业、休闲观光于集于一体，极具创新性地实现了将城区、园区和港口相结合的空间发展模式，彻底改变了世界上大部分港口码头只有口岸集散和登船功能、经济造血差、环境问题多、可持续发展差等问题招商蛇口借助“一带一路”的契机，加快“前港、中区、后城”这一“蛇口模式”的多城布局：不仅在深圳太子湾、前海蛇口、厦门邮轮城等区域性项目得到推广，更开始“走出去”，由白俄罗斯拓展至吉布提、斯里兰卡等国依托招商蛇口集团的资源优势，以国际自由港作为发展的终极目标，深圳蛇口邮轮中心已成为行业典范港口先行，配套产业园区跟进，辐射引领城区的协同发展，已成为城市转型升级的创新之举，目前这一模式经招商蛇口总结推广，已经复制到包括海外等多个港口码头建设项目中二、独特建筑形态的“船首波”新地标理念创新：深圳蛇口邮轮中心完全建造在人工填海形成的外伸陆域上，与原有老码头桩基结合形成自然的三角形地块，建筑设计充分体现对环境、地块的尊重，项目平面形态依据地形设计为三角形，立面上体现深圳“敢为天下先”的勇立潮头精神，也设计为前高后低的三角形，最终形成独一无二几何形态的深圳“船首波”新地标，也蕴含了招商局集团乘风破浪、披荆斩棘的创业精神。

入口广场设计“船首波”公园，沿建筑两侧设计24小时开放的观海长廊、屋顶观光平台、楼层休闲台，使建筑沿海风光带能够与建筑保持着良好的互动关系；同时“船首波”、“海珊瑚”的设计概念将灵动的建筑造型元素融入到周边景观环境之中，使建筑的形态对蛇口港山海相间的自然生态达到极好呼应，在深圳的天际线上增加五彩珊瑚几何美和颜色美，富有生命与活力，体现“青春活力”深圳面貌，已成为深圳市新地标建筑设计灵感来源于“船首波”，船行的航迹和激起的浪花都得到了巧妙的象征和体现形成独一无二几何形态的深圳“船首波”新地标蕴含了招商局集团乘风破浪、披荆斩棘的创业精神海珊瑚”设计理念的融入提升立面创意上引入海洋“珊瑚”的元素，海洋珊瑚的形态呈现给人一种自然优美的形态，五彩缤纷的“珊瑚”元素所形成的几何机理形状使建筑形态极具识别性以及独特性在深圳的天际线组成中，深圳蛇口邮轮中心将以它纯碎的几何美和颜色组合美凸现出来，富有生命与活力，体现“青春活力”深圳面貌深圳蛇口邮轮中心西比面为站前广场景观，站前广场景观与主楼建筑设计灵感“船首波”概念相结合形成“船首波公园”景观设计上将内景与外景互相联系为一体，作为城市人们交流休憩休闲的共享空间。

三、五彩珊瑚格构遮阳防风系统3.1五彩珊瑚格构设计理念建筑设计创作上考虑抗台风作用、观海长廊的舒适度、营造自然光影趣味空间效果、外遮阳绿色节能等因素，立面创意上引入海洋“珊瑚”元素的设计理念，将灵动的建筑造型元素融入到周边景观环境之中，使建筑的形态对蛇口港山海相间的自然生态达到极好呼应，在深圳的天际线中增加五彩珊瑚几何美和颜色美，富有生命与活力，体现“青春活力”深圳面貌3.2外遮阳节能绿色建筑五彩珊瑚格构利用自然界“风”与“光”的延伸应用，经过仿真的空气流动数值CFD模拟，气流流经五彩珊瑚格构后，孔洞及缝隙内风速会有一定的加速现象，而五彩珊瑚格构下游风速明显减小，五彩珊瑚构架下游一定距离后，平均风速有所降低，从而应证了五彩珊瑚构架能在深圳这个夏热冬暖地区可以快速驱散热气，提高人对自然海风的感受度，提高了观海长廊的舒适度五彩珊瑚构架通过一种自然光的投影的作用，经过研究五彩珊瑚构架无规则而自然的机理组合，随着阳光的角度变化而营造出自然灵动的光影效果，创造了观海长廊一种自然的趣味场域，同时在光影的二元与建筑的三元中消解对立，形成一种蒙太奇式的叙事空间通过五彩珊瑚构架，形成外遮阳节能效果，并有效的防止了眩光，将直射阳光转换为比较柔和的漫射光，提高了建筑照明质量；通过研究将五彩珊瑚格构窗口比例设计在一个合理的大小，有效控制建筑的采光量和阳光吸纳量，将建筑耗电量每平米减少0.25千瓦时，使建筑能耗减少一个档级。

3.3一种适用于强台风地区大跨度结构的仿生式节能防风海珊瑚构架设计技术通过CFD数值模拟试验以及刚体测压模型风洞试验的方法，分别对不同孔洞形式以及不同透空率的珊瑚格构的受风特性进行了对比研究通过风洞试验获得了各种工况下邮轮中心表面的平均风压分布、极值风压分布深圳蛇口邮轮中心位于海岸边，夏秋季节常受到强台风侵扰，所受风荷载较大，此外由于建筑几何外形特异，因此表面风荷载特性较为复杂通过结合CFD数值风洞模拟以及风洞试验，对不同孔洞形式、不同透空率的仿生珊瑚钢构架对屋面风荷载的影响进行了对比分析，可以看出珊瑚构架具有一定的减风效应从模拟、试验的结果来看，该技术的先进性体现在：3.3.1、设置五彩珊瑚格构可能会提高流场的不均匀度，但对格栅下游的平均风速、风压有一定减小作用，同时可以避免格栅上游的形成超高压区，降低对构架的受力性能的要求3.3.2、通过合理设置五彩珊瑚格构透空率60%，通过结合CFD数值风洞模拟以及风洞试验，五彩珊瑚格构能够改善屋面风环境，特别是对屋面边沿风力较大区域的减风效应显著利用防风构架干扰屋盖边缘风场的漩涡，有效改善了三角形造型、顶部前高后低的钢结构屋盖的风压分布和竖向风振响应；顶部区域峰值风吸力降低效率达40%，两翼区域峰值风压力降低效率达50%，竖向风振降幅达25%，有效地缓解了屋盖在强台风极端天气下的结构安全问题。

四、一种基于双向约束释放连接方式的大体量钢构架和主体结构一体化设计技术根据计算对比分析，若将构架与主体刚接，结构主体刚度虽然提高，但会提高结构自身扭转的不规则性因此采取将外构架与主体结构脱开的做法，构架自成受力体系，并设置7道竖向温度缝，主体结构仅对构架提供面外支撑构架与主体的连接采用一根支座杆两头双向销轴的连接方式该连接方式释放了构架沿水平和沿建筑斜边的位移，避免了构架在外部荷载作用下产生较大的支座反力五、一种适用于强台风地区三角形单向坡度大屋盖和主体结构一体化设计技术和健康监测系统由于结构屋面单向坡并受到较强的风荷载，在风荷载作用下会产生较大的面外力因此在屋面设置空间多道封闭三角桁架及平面拉结桁架，有效提高屋盖结构的空间受力性能及刚度，有效降低屋面结构在强风作用下的变形屋盖支承柱采用了从屋面至下部土建楼层由钢管柱-钢管混凝土柱-混凝土柱逐步过渡、分段设置的形式提高了支承柱的抗弯承载力、抗风刚度与延性上部屋盖与下部柱根据受力情况、部分采用了铸钢节点此外，针对结构受力关键的部位设置健康监测设备，当构件应力异常时，系统将发出警报，确保人员安全本项目在研究及工程应用中可见以上新技术各具独创性及优越性，获得的成果今后可在建筑行业得到更广泛的应用，创造可观的社会及经济效益。

六、大空间CFD气流组织模拟创新技术设计创新应用CFD模拟分析方法，达到分层空调的效果和节能的目的，通过优化空调末端送回风口的数量及排布方式，提高了室内舒适性和减少冷源消耗大空间空调技术有很多种，如喷口送风、置换通风、上部送风、分层空调等相比较而言，在大空间建筑空调设计中广泛采用的空调技术是分层空调，即在高大空间中，利用合理的气流组织仅对大空间下部的空间即工作区进行通风空调，而对上部的大部分空间不进行空调，非空调区和空调区以大空间腰部喷口送风形成的射流层作为分界线大空间建筑分层空调适用的气流组织形式主要有四种：（1）带空气幕的双侧对喷下部排风；（2）双侧对喷上、下部排风；（3）双侧对喷上、下部排风中部一次回风；（4）双侧对喷上、下部排风中部送新风这种技术应用的基本原则是：供冷时，冷风只送到工作区，此外利用室外空气或回风以分隔形成上部非空调空间，或用于满足消防排烟之需；在供暖时，送风温差宜小，且应送到工作区有条件时与辐射供暖相结合采取这些措施后，空调负荷可减少30%-40%在分层空调的设计中，气流组织非常重要，它直接与空调效果有关，它关系到能否保证工作区的温度分布均匀，得到理想的速度场，从而达到分层空调的效果和节能的目的。

高大空间分层空调主要是借助多股平行非等温射流形成的特殊气流形成的，以送风口中心为分界面，将高大空间在垂直方向隔断为上下两个区域，分界面以下的空间为空调区，分界面以上的空间为非空调区工作区为高大建筑物所必须保证温湿度参数的区域，对上部非工作区则采用另外的通风方式排热多股平行非等温射流是国内外分层空调研究的焦点在多股送风射流的运动中，每股射流开始是按单股自由射流规律运动，由于射流紊流横向脉动和卷吸作用，迫使空气与四周空气相互掺混七、海水源中央空调系统创新应用设计本项目中央空调总冷量约4400RT，采用海水冷却方式，设计总用水量约3200m2/h，系华南地区首个大型海水源中央空调应用项目，在系统工艺流程设置、设备选用及各项空调节能技术应用上均为国内同类项目先进水平中央空调系统根据本项目地理位置毗邻海边，有着丰富的海水资源以及建筑造型特点，在大型交通建筑中首次使用“海水冷却”系统，利用海水温差冷却取代室外冷却塔，充分利用了可再生能源，并极大的实现了绿色、环保相对于常规冷却塔项目，冷却塔出水温度一般设计值32℃，且项目位于滨海位置，夏季相对湿度高，空气露点温度高，制冷效果差采用海水冷却系统制冷主机冷却水进水温度约28~29℃，温度相对较低及波幅较小，根据主机选型参数，主机能效可提高约10%~15%，按年运行240天，每天运行12h，节能率13%计，系统年节省电费约56万元，年节省自来水量约90720m3。

同时与常规冷却塔冷却相比，因冷却塔不但有噪声、振动、漂水水雾污染，而且其高温高湿环境极易滋生对人体有害的病菌，从而污染周围的大气，集中向大气散热也易形成城市热岛效应，所以采用海水冷却系统无此弊端，使用卫生环保，具有显著社会经济效益八、BIM技术及建筑可视化设计应用BIM技术及建筑可视化设计应用，设计全过程采用BIM设计与效果质量控制，同时在施工、成本、运维管理起到全面衔接应用，使工程建设更快、更精确，带来高品质、低建造成本、绿色环保、智能运维管理的信息建造模式，给项目带来内价值链的升级，尤其在外立面五彩珊瑚构架、大屋顶的设计。