建证·而立浦东|上海光源工程：“鹦鹉螺”里装着的国之重器

上海光源的建成是民族自强的体现， 它显示了我国在高新技术领域占有一席之地的决心和意志。从项目建议提出到工程竣工，走过了十多年漫漫立项之路和四年多紧张建设之路，凝聚着几代科学家的梦想、数百科技人员的心血、上千建设者的汗水。这是可以写入中国科学发展史上的大事。该项目更入选了新中国成立六十周年百项经典暨精品工程，改革开放30年上海城市建设发展成果金奖。无论是技术革新制高点或是产业转型，上海每次冲锋中国改革新高地的过程中，都有华建集团上海院设计智慧的鼎立支撑。

上海光源工程（一、二期）鸟瞰 （胡蔚成 拍摄）

光源一期：我国大科学装置建设的成功范例

上海光源是中国科学院与上海市人民政府共同向国家申请建造的我国第一台第三代同步辐射装置，是支撑众多学科前沿基础研究、高新技术研发的大型综合性实验研究平台，是一项技术和工艺复杂的高难度系统集成的大科学装置。在充分吸收了光源发展的先进思想和最新成果的基础上，历经十年精心优化设计，确保了建成时其总体性能居国际一流水平。国家验收委员会认为，“工程承建单位按计划、按指标、高质量地完成了工程建设任务。上海光源以世界同类装置最少的投资和最快的建设速度，实现了优异的性能，成为国际上性能指标领先的第三代同步辐射光源之一，是我国大科学装置建设成功的范例。

项目总体上达到国际先进水平，部分关键技术达到国际领先水平，研究形成发明专利1项、实用新型专利8项。公开发表论文10余篇，其中一篇被EI收录。为保持束流稳定，轨道的垂直稳定度须控制在1微米以内，如何实现这一指标是项目的一大难点。严格控制地基的不均匀沉降、控制储存环隧道和实验大厅地板的扭曲和变形，严格限定储存环隧道内温度的变化和光源设备冷却水温度的变化，监测和控制各种振动源，优化装置的机械结构，采用振动的隔离和阻尼措施，提高电源稳定度和降低波纹，并应用轨道反馈手段等，使光源稳定性达到世界一流水平。

采用性能化设计方法，通过烟气检测与多台排烟风机的控制，实现大厅的无分隔排烟。将清洁、污染电源隔离，并提供了变压器短时并联运行的条件;分析谐波机理，进行数字仿真研究，实现谐波治理;实现对冷却水的高精度调温(±0.5℃，±0.1℃;);设置了公用接地系统、强干扰接地网和弱信号接地网，做到高频接地。

独特的“鹦鹉螺”造型

上海光源主体建筑占地 35500㎡， 由100Mev电子直线加速器隧道、3.5Gev增强器隧道、3.5Gev储存环隧道以及实验大厅和外围实验辅助用房、辅助设备用房组成。主体建筑的造形很具特色，由八组螺旋上升的拱壳面共同组成，每组壳间采用弧形玻璃条带连接，在打破屋顶、立面分界线的同时更突出建筑形态的流畅完整。项目的设计构思源于光源装置特有的旋转和衍射的轨迹，并结合自然界的鹦鹉螺渐开线，在总体和建筑主要单体上产生空间的旋转动线，使建筑和总体布局均产生强烈的动感，反映了光源项目的特有属性。其新颖独特的外形，以现代的建筑元素，诠释了现代科研的精神和理念。

光源中心设计日景鸟瞰图

针对特殊的立面造型，设计形成了光源项目独创的屋面体系。为今后同类屋面的设计提供了有效的经验，填补了类似异型屋面设计和加工制作的空白。主体建筑为恒温建筑，因此铝板屋面及幕墙的节能设计均比规范要求有所提高。在具体的构造设计中，也充分考虑了职业劳动防护和环境保护的要求，目前其防护节点构造设计已达较先进水平。
上海光源项目的工艺特殊性、使用特殊性，给建筑设计工作带来了前所未有的难度挑战。保证同步辐射装置有效运行的关键是光束线的稳定，对建筑设计提出了严格的基础、温度、电流的稳定性要求，同步辐射所产生的辐射防护对混凝土隧道墙裂缝的控制要求，以及由此引出的特殊消防要求、特殊屋面幕墙体系等。这些技术关键大大超越了现有建筑设计规范和标准，国内尚无先例，有些技术关键在国际上也无可循之处，部分内容被列入市级科研项目。

上海光源工程 主体建筑（一、二期）（胡蔚成 拍摄）

上海光源线站工程坐落在上海张江高科技园区的上海光源工程内。项目围绕能源、环境、材料、物质、地球和生命科学领域的重大科技问题，以提升先进的同步辐射实验能力为目标，在上海光源现有基础上新建一批高水平的光束线站、实验辅助系统，并拓展光源性能，大幅度提升上海光源整体实验能力和综合研究能力，具备10纳米量超高空间分辨能力，100皮秒量级超快时间分辨能力，亚毫电子伏量级超高能量分辨能力，ppb量级超高灵敏度分析能力及单原子量级检测能力，从100皮秒到1000秒跨度的多层次动态分析能力，多元素、所成分的原位分析能力，生物病毒、放射性材料等特殊样品的研究能力。实现从静态研究到动态研究，从离位研究到原位研究，从单一过程研究到复杂过程研究，从不能到能够进行生物病毒或放射性危害样品研究，从单一线站研究到综合研究等五个方面能力的提升。

二期工程开工奠基仪式(2014.12.26)

项目建设总建筑面积为18995平方米，由时间分辨超小角散射线站、超硬多功能线站、硬X射线纳米探针线站、用户辅助实验楼、用户数据中心、垃圾房、北门卫等七个单体建筑组成，没有地下建筑。其中，三个线站实验站厅的束流线从已建的上海光源中引出，跨越已有的环形通道，经过一段室外道路后到达各自的光学棚屋。

大科研装置光源中心，沉甸甸的“成绩单“

2009年度上海科技进步奖二等奖（上海光源工程大跨度异型建筑与结构设计施工综合技术研究）
2009年度上海市优秀工程设计一等奖
第六届全国优秀建筑结构设计奖一等奖
2009年度全国优秀工程勘察设计行业奖建筑工程一等奖
第二届中国建筑学会建筑设备（给水排水）优秀设计奖一等奖
上海市科学技术进步奖三等奖（上海光源同步辐射装置结构防护关键技术）
2011年（第七届）空间结构优秀工程奖设计金奖
第十届中国土木工程詹天佑奖创新集体
中国建筑设计奖（建筑电气）金奖
第十四届全国优秀工程勘察设计奖银奖
成绩单的背后，是华建集团上海院科研装置类设计团队孜孜不倦的钻研、精益求精的设计、无怨无悔的付出。大科研装置类平台项目的建设是我国科技实力发展的重要基石，这也就意味着每一个装置类项目都相似不相同，意味着每一个项目都可能是一个新高度的挑战。这十多年，设计团队致力于研究多因素影响下的环境振动控制措施；攻克高精度的基础微变形和微振动要求；设计近乎苛刻的恒温恒湿洁净室内环境；与各地的消防主管部门专家一起、为每一个装置项目量体裁衣制定消防设计方案；合理规划室内空间、满足大量复杂管线及行车设备维护吊装要求；与辐射防护专家一起完成各类土建防护构造设计；实现谐波治理…… 形成专项核心技术，是上海院在国内此类项目建安及公用设施设计领域占据首屈一指的地位、形成较大的技术领先优势的最大资本。

上海光源：闪耀科技最前沿

在总结经验的同时，上海院也深深明白，保持先进才能跟上未来的需要。因为持续承接类似项目，团队有机会通过科学家团队的资源，关注世界上大装置类项目在建筑设计建设方面的最新技术发展。有趣的是，在科学界推崇交叉学科发展、鼓励跨学科碰撞的同时，发现在这类复杂大装置项目的设计中，国外同行率先推行了基于BIM的“去边界化集成”设计。2016年6月建成、位于瑞典隆德的MAX IV就成功实现了这样的设计建设虚拟集成技术，被科学家们戏称为“打印出来”的装置；无独有偶，正在建设中的欧洲散裂中子源（ESS）项目，也正在通过这种设计手段集成我们通常所说的建安与科学工艺设计成果。2018年起，结合在手项目，上海院专项团队在低温工厂设计中与负责公用设施、低温的科学家团队配合，尝试将建安、公用设施、工艺装置的三大类内容与施工安装技术结合，探索管线综合+工艺融合+空间整合的“一张底蓝图”式设计集成，取得了初步成效。相信这一探索将会成为今后我国此类项目经济造价、提高完成度的重要新起点。

光源工程创金杯公司

上海光源工程

建设单位：中国科学院上海应用物理研究所
建设地点：上海市浦东新区张衡路
功能用途：科研建筑
设计时间：2003年
竣工时间：2007年
总建筑面积：53393 平方米
总建筑高度：主体建筑18.54 米
地上层数：5
地下层数：1