上海市建设工程安全质量监督总站
1研究背景
一个城市的文明水平高不高、城市建设本身的品位高不高，其标志不仅在于现代化的繁华商业大街，而更在于有没有一批标志性的文化设施。巴黎之所以成为魅力之都，在于它不仅有香榭里榭大街、凯旋门，更由于它拥有罗浮宫；伦敦的真正品位不是英国国会的上院下院，而在大英博物馆；俄罗斯所以成为艺术魁力之国，也得力它拥有圣彼得堡艺术馆；北京虽然是现代化首都，但作为城市象征和海内外游客魂牵梦绕之地，不是在王府井，而是在故宫和天安门广场。
我们都说改革开放以来上海的城市建设面貌发生了巨大的变化，城市的品位提高了，而这种变化，就首先体现在上世纪末和本世纪初纷纷建起的一批文化设施，如东方明珠塔、上海大剧院、上海博物馆、东方艺术中心、上海图书馆、上海体育场及一些新闻文艺大厦等。但是，长期以来上海却一直缺少能与世界“五大艺术博物馆”（北京故宫博物院、纽约大都会艺术馆、圣彼得堡艺术馆、巴黎罗浮宫、伦敦大英博物馆）相媲美的一座大型艺术博物馆，这是城市的遗憾、市民的失望。这些年，上海的美术界、广大市民及海内外朋友都一直在期盼着能建一座与“五大博物馆”那样规模和影响的艺术馆，这才能与上海世界大都市的地位相称。现在，上海争取到把中国馆改建为“中华艺术宫”，这是一件好事，是一个很重要的文化建设项目，尤其是它可以借上海世博会期间中国馆的人气和品位，占天时、地利、人和之全面优势，使“中华艺术宫”在开建之初就能吸引海内外的眼球，这不仅是上海文化建设之福，而且也是极聪明的决策，实际上是走了一条中华艺术宫向世界顶级艺术博物馆建设水平进军的高速公路。
2工程概况
本课题是以原上海世博会中国馆改造项目（即：中华艺术宫）为背景所进行的文化地标性建筑的内部改造技术研究。
中华艺术宫改造项目是由原世博会中国国家馆改建而成，基地位于国展路以北，博成路以南，上南路以东，云台路以西，改造目标为建立综合性、地标性的大型艺术博物馆，成为用于中国近现代艺术成就，举办国际国内艺术展览和交流活动的综合性大型展览建筑。中国馆原设计总建筑面积为160126平方米，现实测建筑面积为157800平方米（包括8000平方米投影面积），改建设计加上5000平方米的一层加建面积、地下室典藏区域的加建面积及部分廊道面积，改建后建筑面积共计168000平方米。其内部功能由藏品库区、陈列展示区、技术及办公用房、交流教育及观众服务设施等部分组成。
本次改造主要为建筑内部空间的适度改造以满足展示展览的要求。拆除原中国馆北区所有准备间、会议室及南区的5间丙类仓库，将避难走道东侧的准备间和会议室则改造为周转库房和典藏库房，并将南区的5间丙类仓库中的4间也一并改造为典藏库房，以满足美术馆庞大的典藏需求。典藏库房内新增气体灭火装置，以保护艺术品。典藏库房设三间气体钢瓶间，满足典藏库房内温度调控的要求。中华艺术宫首层世博期间为中国馆门厅部分以及地区展示馆，改造后的中华艺术宫利用原首层的消防走道将整个馆分为南北两个功能块。北块由教育培训部分、艺术服务区、艺术交流区、临展区以及原上海地区展示馆组成。南区为原国家馆进厅及长期陈列厅（展厅）部分，其中展厅部分的最东侧为名家馆，被局部分割成2 层。原国家馆33m、41m、49m三个层面的世博展项，除了保留多媒体版《清明上河图》和原高配置的“国之瑰宝”展厅，其它部分全部拆除，改建成各类艺术画展主题展厅。
3研究内容
对于如今2010年后的上海，后世博的城市文化建设已渐入佳境。作为世博会期间的核心场馆——中国馆，也重新赋予的新的历史使命，在保留原有建筑外貌的同时，将华丽转身为能与北京故宫、巴黎罗浮宫、伦敦大英博物馆等这些体现人类文明顶尖艺术宫殿相媲美的艺术殿堂——中华艺术宫。为了使建筑更好的满足人们新增的使用需求，对其改造势在必行。对于城市的标志性和历史性建筑的功能改建而言，我们采用保留建筑的外观原貌，仅对建筑内部构造及功能进行重新布置和相应改建，以满足新的功能需要。
正是基于此，我们依托中国馆的改造进行了深入研究，研究如何通过设计比选、施工工艺优化等来实现其功能要求。以便为将来类似改建项目的施工积累经验。
3.1大型展馆内的绿色拆除施工技术研究
在中华艺术宫改建工程初期，原中国馆大部分区域已不再对外开放，进入内部建筑结构拆除阶段，而为了满足城市文化的国际交流与市民的文化诉求，馆方将世界级大师毕加索的画展布置于改建工作量较少的国家馆底层。由于画展参观客流量大，因此在拆除施工期间的废料运输、噪音、震动等各种有害于观展的施工过程控制是本工程的一大难点。
中华艺术宫是大型改建工程，项目的功能设计及改建施工阶段将会占用整个项目建设周期的大部分工期。因而在项目整体实施规划上，必须压缩前期拆除施工工期，为后续设计和改建阶段的工作赢得足够的时间。然而，整个场馆拆除施工面积大、电焊气割拆除项目多、各类可燃保温材料数量巨大，这对于原本工期已十分紧迫的拆除工程而言，又提出了一道施工消防安全保障的难题。
本次国家馆49m层中心多媒体展厅上部钢网架穹顶球幕，随着国家馆49m层原有世博期间影院功能的取消，而一并列入需拆除范围。在世博建设期间，考虑到影院大空间的要求，影院穹顶被设计为大跨度圆形钢网架结构，网架最大跨度26.5m，最大净空高度为16m。经过网架拆除方案的论证，综合考虑施工安全、拆除工期以及拆除对象的特点等因素，最终决定在穹顶钢结构网架下设置大面积钢管满堂脚手架临时顶撑，作为网架各节点卸载后的网架承重体系和拆除施工人员的施工作业平台。由于本工程脚手架搭设面积较大、搭设高度较高，最高处达到15.3m，这就意味着相应的钢管、扣件用量相对较大，从而增大的材料垂直运输及水平搬运的压力。因此，如何协调组织设备材料的及时有序运输成了一项棘手的问题。而大家的心中都清楚着，这座举世瞩目的建筑艺术品，无时无刻都汇聚着世人的眼球。因而，整个中华艺术宫的改建施工过程中，对场内场外的环境保护将提出更高的要求。从而，在施工工期原本就非常紧迫的情况下，给场内施工组织带来了相当大的难度。
4研究成果
对于中华艺术宫这一具有巨大文化价值的城市标志性建筑，馆内浓郁的艺术氛围、舒适的观展环境，是为国内外名艺术品提供了高层次的展示场所。同时也为艺术界名流交往提供了一个高层次的活动基地。起到“展示中国名牌商品，弘扬中国艺术文化，汇聚海内外艺术信息，促进国内外艺术交流”的多重作用。同时也为人民大众审美、学习、休闲、观光提供了理想空间场所。主要研究成果如下：
4.1拆除过程中的周边环境保护技术
在中华艺术宫改建工程初期，馆方将世界级大师毕加索的画展布置于改建工作量较少的国家馆底层。由于画展参观客流量大，因此在拆除施工期间的废料运输路线的具体布置上，需要考虑不能影响画展的日常运营工作。在原中国馆内部拆除施工过程中，我们总结并运用了“拆除废料的运输管理”、“拆除过程中的降噪减震防尘控制技术”和“拆除过程中的消防安全控制技术”三项绿色拆除施工管理技术，来保证对周边画展及其他环境的影响最小化。
地下室拆除工程建筑废料外运期间，为不影响国家馆西侧，即上南路一侧的画展正常进行及观展客人出入，需合理规划施工区和外运废料临时堆放场地及出口。在不影响画展正常进行情况下，将拆除建筑废料及时外运。所有地下室建筑废料经大走廊，向北运至中国馆最北端的下沉式广场，根据工期要求，再配置相应数量的汽车吊和施工井架，将临时囤积与下沉式广场的建筑肥料吊送至博成路运出。如此一来，地下室拆除施工产生的建筑废料的外运点与画展出入口的距离控制在一公里以上，很好的解决了拆除的建筑废料外运时，对出入画展的游客产生不良的影响。
根据不同的拆除对象，尽可能选用噪声较小的施工机具，对噪声排放不符合国家标准的机械，进行修理或调换，直至达到要求。例如，可使用电动螺丝刀拆除水泥压力板、纸面石膏板等各类要求整张拆除的板材，以减少垃圾数量及粉尘。而拆除过程中严禁使用极易产生噪声和粉尘的普通大锤。再如，使用电瓶升降车拆除各类展墙等垂直立面位置的表面装饰层及骨架（如纸面石膏板、木工板等各类板材）以及各类装饰龙骨等。电动车可有效减少有害气体的排放，且作业灵活，不受场地条件限制。
为了避免不同防火等级材料的交叉拆除施工过程中，氧气切割隔墙骨架施工时所带来的消防安全隐患，项目部决定不采用常规的非区域整体拆除施工技术流程，而考虑采用根据不同可燃性的材料，进行整体分层拆除施工技术流程。即：在一个拆除施工区域内，先拆除所有表层装饰及中层保温隔声材料，并对现场进行彻底清理，确保无残留可燃物后，在对起内部钢结构骨架进行氧气切割拆除，极大的消除了消防安全隐患，为工程的顺利进行提供了有力的安全技术保障。
4.2既有建筑内穹顶空间网架的拆除施工技术
本次国家馆49M层中心多媒体展厅上部钢网架穹顶球幕，随着国家馆49m层原有世博期间的影院功能取消，而一并列入需拆除范围。在世博建设期间，考虑到影院大空间的要求，影院穹顶被设计为大跨度圆形钢网架结构，网架最大跨度26.5m，最大净空高度为16m。
经过网架拆除方案的论证，综合考虑施工安全、拆除工期以及拆除对象的特点等因素，最终决定在穹顶钢结构网架下设置大面积钢管满堂脚手架临时顶撑，作为网架各节点卸载后的网架承重体系和拆除施工人员的施工作业平台。由于本工程脚手架搭设面积较大、搭设高度较高，最高处达到15.3m，相应的钢管、扣件用量相对较大，从而增大的材料垂直运输及水平搬运的压力。在原中国馆内部拆除施工过程中，我们通过运用了“局部空间内大体量满堂支撑脚手架的搭设技术”、“设备材料的运输路线控制”、和“穹顶钢网架拆除过程中的流程组织技术”三个方面，来保证整个穹顶钢网架拆除工程的安全、环保、高效的完成。
5创新点
本课题结合中华艺术宫标志性文化项目的改造，对此类建筑内部拆除及改造技术进行了系统研究，形成创新点如下：
大型展馆内的绿色拆除施工技术：通过采用低能耗、低噪音、低排放的施工工艺，有效降低了施工对周边环境的影响，通过优化施工管理，消除了施工过程中的消防隐患，最终形成了一套大型展馆内的绿色拆除施工技术，确保了一层毕加索画展的正常运行。
6结语
如今，中华艺术宫改建项目改建工程在项目各成员的组织协调和共同努力下，已顺利提前完成，在规定的时间内高质量的完成了设计要求，充分满足了功能需求，取得了市优质结构和白玉兰的称号，并得到毕加索画展主办方和中国馆业主方的一致好评。同时通过研究，初步形成了一些施工心得，为类似的项目提供了技术支撑。
论文作者:袁孝伟
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第6期
论文发表时间:2018/7/11
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