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天津博物館總建築面積爲3.14萬平方米，集文物收藏、保護、研究、教育及休閒、旅遊於一體，是一座囊括天津歷史、館藏文物及民間藝術品陳列等衆多內容的綜合性博物館。其設計建造不僅外觀造型獨特美觀，更在於其建築結構上的創新及先進的功能、合理的佈局等。
昨天，天津博物館這隻展翅欲飛的“白天鵝”的“脖子”終於伸展出來，顯得更加豐滿、更加美麗。這是我國北方惟一的仿生薄殼式建築，歷經兩年時間，投資3億元人民幣，擁有12項高科技專利技術，預計明春可正式接待觀衆。天津博物館與銀河公園相擁而居，其造型酷似巨大而優雅的白天鵝。建築設計師以現代浪漫主義的思維觀念，引用仿生原理，借鑑天鵝自然合理的骨架結構，以極具震撼力的創作手法，賦予建築外形和城市景觀以生命活力，從而使天津博物館的外觀與周圍環境優美和諧地融爲一體，併成爲天津重要的標誌性建築。
12項專利技術凸顯建築創新
“天津特色、博物館特色、時代特色”，是市政府向世界招標的天津博物館設計要求。日本川口衛建設結構事務所與本市建築設計院聯合提交的方案脫穎而出，既體現濱海城市特點又象徵天津騰飛的“白天鵝”設計，不僅很好地融合了上述三大要求，而且創造性地利用12項專利技術，使建築本身就具有了很高的專業與藝術價值，進一步提升了天津博物館的知名度。
———可“呼吸”的大跨度空間結構
博物館工程的屋蓋結構是國內平面尺寸最大的空間網殼結構之一，首次採用了多點二力杆加周邊斜撐的支承體系，支座採用了單向鉸、雙向鉸等獨特的節點構造，當溫度變化產生溫度應力作用時，結構可以自由伸縮，形成了可“呼吸”的大跨度空間結構。
———清水混凝土施工工藝
博物館採用了施工難度大、標準高、效果突出的清水混凝土施工質量標準，即在施工過程中，採用特殊的施工工藝，使澆築的混凝土構件一次成型，而且表面的平整度垂直度更高。豎向結構模板由鋼大模替代木模，減少了因木模加工帶來的巨大噪音，同時因爲取消找平層，減少了砂漿使用量，既減少了因砂漿加工帶來的噪音，同時，還大大降低了建築成本，減少了裝修程序。
———鍍瓷鋁板屋面
屋面板採用鍍瓷鋁板，具有無污染、耐久性好、不變色、耐老化、抗紫外線、抗衝擊性能好、易於清洗、不易損壞等多種優點。鍍瓷鋁板是世界上最新技術產品，在大規模的屋面工程中採用鍍瓷鋁板，爲世界首例。
———弦支穹頂網殼結構
首次在國內採用單層網殼結構,該結構爲高效的空間結構，而張拉整體體系本身是世界建築業最新的結構形式，兩者結合後組成了高效的弦支穹頂網殼結構。博物館穹頂共有節點3112個，使用杆件12639根。
———保溫螺栓
博物館首次全部採用保溫螺栓，以確保絕緣、隔熱，避免了“冷橋”現象產生而影響室內溫度，可提高建築的物理性能。
———轉動靈活的板鉸節點
板鉸節點是一種新型的節點體系，它通過巧妙的一塊鋼板爲基礎的設計，實現了鉸節點的轉動的功能，以滿足建築材料受氣候影響而產生漲縮變化,且造價低廉。
———最新防腐技術
在採用傳統技術的基礎上，博物館工程中採用了最新的防腐蝕技術———鋅加。鋅加技術使用塗料的工藝，能達到熱鍍鋅的效果。
———大直徑高強螺栓
國內通行的高強螺栓最大直徑只到56毫米，博物館工程螺栓的最大直徑達到76毫米。
———專用的大拱及鑄鋼節點
屋頂總長度超過200米的大拱，在博物館的鋼結構整體體系中，成爲最重要的結構元素之一。在大拱的根部，採用了鑄鋼節點。此外，支承鑄鋼節點的下部混凝土結構還採用了沉井技術。
———一個空間六面斜牆
共享空間大廳內，設計了六面從地到頂的石材飾面斜牆。斜牆牆面採用了獨特的羽毛狀石材分格設計。據專家介紹，在建築設計上僅憑這六面斜牆，天津博物館就可以稱之爲精美的建築作品。
———三層防水設計
博物館屋面採用了三層防水構造的做法，最外層的鍍瓷鋁板起到裝飾作用的同時能排95%的雨水，中間層的壓型鋼板起到100%防水功能，內側的壓型鋼板起到進一步保險的防水功能。
———超長異型壓型鋼板
爲了實現建築球面上0.8mm壓型鋼板層達到100%防水的要求，採用專設專用的壓型鋼板，長度長達80餘米。
多種專業功能滿足展示需求
據瞭解，新建的天津博物館設計藏品能力約20萬件。將原天津藝術博物館與歷史博物館合二爲一後，本市目前共擁有15萬件藏品，將全部進入天津博物館收藏展示。
據博物館專家介紹，世界上最優秀的博物館不僅有良好的收藏環境，還有完美的展示條件，這樣才能充分保護好文物，盡其風采。天津博物館在設計中藉助科技手段最大限度地挖掘出有利收藏與展示的功能。
自動升降組合遠眺展室增強展覽功能。作爲天津歷史陳列部分的大型遠眺展覽室，室內四周的隔壁全部可以電動上下升降，根據需要隨意組合。這種功能無形中起到了擴大展室、增加變化的作用，特別適合大跨度歷史、多收藏內容的展覽。
大空間無柱展室安置大體積展品。長30米、寬50米的大空間展室，可以滿足碩大展覽品的展示需求。在這個展覽室裏，室內的隔板安裝了可移動式空間劃分隔板構造體裝置，以對應碩大展品的合理使用，從而做到了空間適應展品，無需展品受制空間。
屋頂高度錯落有致烘托視覺效果。爲對應不同的展品需要，天津博物館展覽區域內的展室屋頂高度，分別設計爲15、11米、9米、6米、4米的不同高度，爲不同展品烘托視覺上的效果，創造了空間條件。
負荷重量設計不怕展品份量重。該展覽室的地板設計，其負荷能力按充分預想的負荷重量設計，可以對應越來越長、越來越大、越來越厚、越來越重的發展趨勢，保證在相當長的時間內滿足需求。
無紫外線調光裝置營造展廳自然效果。博物館的調光裝置是，從薄殼式屋頂面上按帶狀排列的頂燈，發出均勻的無紫外線自然光線，這個光線由在室內天花板上設置的亮度傳感器，連動扇型光控板自動控制裝置，每時每刻給展廳以柔和、溫馨光照。
展室與外壁分離避免文物、展品受損。爲避免文物與展品受環境的影響，天津博物館內的所有展室，均與建築外壁徹底分離，從而做到展覽室不受大自然溫度與溼度等外界因素的影響。
鋼筋混凝土結構力避噪音。博物館完全採用可有效抑制噪音的鋼筋混凝土結構建造。除此之外，鋼筋混凝土結構建築還可以有效防震，從而創造出安靜的觀展氛圍。
精心設計佈局
合理引導參觀
據有關專家介紹，博物館的佈局直接影響到觀衆的參觀效果。形散而神聚的佈局，可使觀衆一次參觀，便可把握該館的基本風格與水準，對於提升博物館的知名度，充分展示自身的實力有着重要的作用。
天津擁有我國曆史上最早的博物館，館藏之豐富聞名國內外，設計者充分考慮這些因素，與博物館專家共同爲觀衆設計了最佳佈局：
博物館一樓爲綜合層。左側設觀衆休息室、貴賓接待室、來賓專用電梯間、大型設備主機用房等；中央設總服務檯、售票處、服務檯辦公室、小型診所等；右側設對外閱覽室、會議室、殘疾人衛生間、鑑賞室、商務中心、書店等。
二層爲館藏文物展覽層。左側設4個相連館藏文物陳列部副展覽廳、1個館藏文物陳列部獨立展覽廳；中央設館藏文物陳列部分大型主展覽廳。右側設4個相連的民俗與民族、民間藝術品陳列部副展覽廳、一個民俗與民族陳列部大型主展覽廳。
三層爲歷史陳列展覽廳。左側設2個天津歷史陳列部分的獨立展廳；中央設3個相通的天津歷史陳列部分副展覽廳。右側設1個天津歷史陳列部分的大型主展廳。
觀衆合理的參觀路線是：先進入獨立展覽廳，然後進入相連或相通的副展覽廳，再到主展覽廳，回到公共區域。
安全設施齊備
展品觀衆無憂
任何大型公共場所安全問題的處理，是衡量設計者成熟與否的標準之一。作爲具有收藏、展示、交流、旅遊等多項功能的天津博物館，必須要有科學而合理的安全體系，確保文物與觀衆在非常的情況下無憂無患。
川口衛建築結構設計所代表陳志華博士介紹說：天津博物館的設計，把安全放在了第一位，並將設計轉化爲具體可感的設施。這些體現在：
當博物館突然停電時，自備的應急型發電機設備可及時起動提供電能，保證館內活動正常進行。
按照消防規範，在館內設置各項消防設備，能夠自動感應火災信號，及時報警，並安裝了災時疏散指示裝置。
遍佈全館各個角落的廣播音響系統，分爲業務用聯絡播送及BGM播送，既可營造高雅溫馨的參觀氛圍，又可緊急播報指揮調度。
博物館中央控制室設置了樓宇自控設備，可對電力、水道、冷暖空調設備的各部分負荷進行集中監視控制，利用系統的計算機，對龐大的設備羣進行最優條件下起動停止的自動控制。
爲確保博物館文物的安全，博物館內設有若干監視器和防範傳感器，隨時記錄與發現可能出現的異常情況。
同時，爲保護電子機器設備不受雷電的瞬間電流的影響，館內還安裝了低壓避雷器。
古書解釋“二足而羽，謂之禽”，二足而羽，就專指鳥類。在鳥類家族中，天鵝堪稱佼佼者，它不僅外形美麗，而且由於骨骼結構的合理，使之飛翔速度與高度都超過同類。
天津博物館結構設計的基礎，源於天鵝骨架結構，藉助其結構的合理性和可實施性，通過以表現天鵝展翅高飛的翼部大跨度網殼體結構，實現了用最少的材料，建造最大的使用空間的思想。網殼的直徑爲200米，高32米，整個博物館可容納12000人。
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