装配式|国外既有建筑改造工程中装配式建造技术应用浅谈-BIM建筑网

免费的Ai上线啦！

BIM建筑网自主研发，你想要Ai功能都在这里！

欧洲的既有建筑改造量大，其较为成熟的装配式建造技术及经验值得我们借鉴。西班牙一直以来都是欧洲建筑市场相对发达、新设计及新技术推广较成功的国家之一，笔者特挑选西班牙两个较具代表性的、采用装配式建造技术的既有建筑改造项目，对其改造工程的技术特点做简要介绍。

1.巴塞罗那竞技场（Centro Comercial Arenas de Barcelona）

位于西班牙的巴塞罗那竞技场（Barcelona Arenas）原为巴塞罗那一个斗牛场，建于1900年。改造前此竞技场平面呈闭合圆环型设计，中部为圆形的露天斗牛区域，周围为看台及休息区等功能区域。原竞技场结构形式为钢筋混凝土结构，外饰面由精致的红砖砌体和红白相间的拱劵门组成，呈现出浓郁的摩尔风格。20世纪70年代，当地反斗牛活动日益增多，竞技场举行的活动日趋减少。2004年4月，巴塞罗那市议会通过决议，宣布巴塞罗那成为西班牙第一个反对斗牛的城市。由于巴塞罗那竞技场在加泰罗尼亚历史上的地位举足轻重，因此市议会决定，将竞技场改建成购物中心，同时不破坏竞技场的外围墙体，以保留原有的建筑立面效果。

巴塞罗那竞技场工程由位于伦敦的著名建筑事务所RSH+P操刀，内部总建面105816㎡，斗牛场区域建面46973㎡；副楼建筑面积5500㎡；停车场53343㎡；楼层数（地上）6层。

巴塞罗那竞技场改建工程体量大、难度高，其中既有改造部分，又有新建部分。尤其是同时应用了钢结构、混凝土结构和木结构，并将各类结构的技术优势发挥得淋漓尽致。以下从三方面介绍此改造工程的技术特点。

第一部分：外立面的改造——包括外墙根部与外墙顶部的改造

原来的竞技场入口高出现有地面标高，通过场外坡道及楼梯方能进入观众台。改造时拆除了外围的楼梯和坡道，露出了原有坡道下方的外墙，并且在现有的一层设计了开放式入口。为满足一层商业区要有较大宽度入口的需求，又保留原有摩尔风格的复古外立面效果，特采用“V型钢构支撑+砼预制梁构件”置换原有根部外墙，以完美实现建筑师的构想。在原有外墙一层的顶部涂抹高强砂浆保护垫层，利用两片预制构件夹住墙体，通过销栓实现装配式研发预制构件与原有墙体的连接。待全部外墙钢支撑措施施工完成后，再切除水平预制构件下面的原有墙体，安装底部V型钢构支撑，从而将上部墙体的荷载通过预制梁传递到底部V型钢支撑上。

由于外墙为弧形，因此预制梁构件的设计也需要有相应的弧度。梁构件的设计呈非对称设计，构件间的水平连接处缝隙也十分狭小，施工精度非比寻常。另外，由于各V型钢构支撑的支座仍为原有墙柱的底座，但所需承受的荷载增大为原来三倍，因此支座基础也相应地进行了加固。

外墙顶部同样采用了两片预制构件夹固的方式进行稳定。

第二部分：内部主体结构的改造

竞技场内部区域原为露天斗牛场地，为改造成购物中心，竞技场内部主体结构全部重建。改造后，竞技场总建筑面积约10.5万㎡，仍呈圆环形布局，一共有九层，其中含三层地下室。地下三层与地上一层为传统钢筋混凝土结构，其余部分为钢结构。内部主体结构呈四大功能区域并对称布置，有5层通高的大空间中庭，各功能区域回廊围绕中庭呈环形布置。第五层顶层观光平台为直径100米的巨型“碟”状空间桁架结构，由四组正交对称布置的巨柱组合支撑，巨柱组合坐落于贯穿地下的混凝土巨型支座上。中庭内分布着多部电梯与自动扶梯，通过这些电、扶梯可以到达各楼层区域。

直径100米的“碟”状平台外延悬挑覆盖外墙，又在结构上与外墙相互独立。外延悬挑部分兼具观光功能，因此较为独特，在悬挑钢构上铺设预制混凝土屋面板，板四周均以螺栓与底部钢构连接。另外，每块预制楼板都预埋透光玻璃砖，夜晚通过底部照明，平台呈现不一样的视觉效果，可见设计师匠心独具。“碟”状平台外延的环形悬挑部分像漂浮在空中的广场，提供了极好的环顾整座城市的视角。

第三部分:木结构

巴塞罗那竞技场改造工程的屋盖部分为跨度76米、矢高10米的单层木肋环形穹顶壳网结构，具有跨度大、自重轻、采光灵活、可自然排水等优点，且为未来实现多样性的内部布局的提供了有利条件。

壳网中间的受压环与各径向构件连接，壳网径向与环向杆构件的节点为螺栓连接，但巧妙的是，站在穹顶内部，看不到这些螺栓。屋盖的外缘，设置了一圈环形受拉梁，支撑环梁的是布置在“碟”状网架上均匀分布的20个钢支座。

屋盖中部，有一个外径为30米的透明圆环，达到辅助穹顶内部采光的效果。在其他非通透区域，都填充了保温层，并且应用了防眩光涂料，以降低光污染。

巴塞罗那竞技场作为历史建筑，它具有历史、文化、科技、艺术等多方面价值。它是这座城市的记忆，也是城市历史的见证者，它承载着这座城市的文化积淀。因此，保留其原有的风貌，才能发挥“实物的史书”、“历史的年鉴”、“文化的载体”等作用。

巴塞罗那竞技场改造项目，保留了原有外立面，并对内部主体结构及屋盖进行了品质提升改造。其次，遵守了风格统一的原则，外墙上是红白相间的拱券门，在一层设置转换砼梁时，也特意采用了弧形变截面砼梁，V型钢支撑也使用了红色，以保证与原有建筑风格统一。另外，建筑顶部设置了圆形悬挑屋顶，这样减少了竞技场外墙遭受日晒雨淋，对既有建筑物提供了极大的保护，也遵循了对既有建筑进行“预防性修缮改造”的原则。内部采用钢结构改造，不仅充分发挥了钢结构适用于大跨结构的优点，也赋予了该建筑新的活力，使得该建筑不再显得“笨重”。另外，钢结构重量轻，可以极大地减少对既有结构基础的加固工作。屋顶与原有外墙脱离，不增加外墙上的荷载，可以保证结构的安全。最后，除了梁柱结构以外，屋顶是最具有装饰性的部分。一座有历史意义的建筑，外墙多为砖石结构或者木结构，而屋顶则多为木结构，大跨度的屋顶普遍采用木穹顶结构。该竞技场原无屋顶，现如今加上木屋顶，与古朴的外墙相得益彰，才更衬出古建筑的气质和它的历史意义。

既有建筑改造遵守了的“修旧如旧”的原则，运用了现代化的设计手法，满足了现代化的使用和审美需求，把传统和现代有机地结合为一个整体呈现给公众，也赋予了既有建筑新的生命价值。

2．巴塞罗那圣卡特琳娜市场（Mercat de santa caterina）

2005年改造完成的圣卡特琳娜市场项目是由西班牙本土建筑师Enric Miralles – Benedetta Tagliabue / EMBT主持设计，也是融汇了混凝土、钢、木组合结构的成功案例，代表着各类水果的彩色陶瓷屋顶镶嵌在钢、木组合结构的波浪形屋面上。在原有单层建筑的外部，设置树干状非规则的钢结构支撑，与钢结构立柱共同支撑着原有建筑上方的空间桁架的弦杆。空间桁架在平面上呈Z型布置，桁架上面采用三角拱形木结构，非对称的布置以及三种材料的选用，塑造出错落有致的空间氛围，置身其中，让人心情轻松愉悦。