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異型面板材料在建筑幕墻中的應用分析

來源:中國幕墻網收集整理  作者:王德勤  日期:2016-3-17
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  [提要]:為了我們便于對異形幕墻的研究,在設計過程中能更有針對性的保證對每一項異型面板材料建筑幕墻的物理性能和功能的實現。本文從異型建筑幕墻的基本概念入手,從廣義和狹義兩個方面對異型幕墻進行了解釋,并根據幕墻面板的形式,對異型幕墻進行了分類,并結合實際工程案例作了一些相應的分析和探討。
  [關鍵詞]:建筑幕墻,異形幕墻分類,異型面板材料, 單曲板拼裝。

  山東魯臺會展中心異型幕墻(詞條“異型幕墻”由行業大百科提供)、金屬屋面的外裝飾板,是典型的菱形拼接面。是采用形狀與大小基本相當的3mm厚菱形鋁合金板塊拼接成的曲面。該項目采用了平板和曲面板的有機組合,確保了曲面造型順滑,保證了建筑的外視效果(如圖1.2.2-g)。

   在哈爾濱大劇院的建筑設計中,著重強調了金屬屋面造型的三維曲線。在貫穿整個建筑的大空間曲線、曲面中還包含著多個小的,獨立的異型曲面。利用這些小的不規則的曲面在光線下反射的效果,來充分強調整體大曲面的質感和建筑整體的韻律感(如圖2.2.2-h)。

  2、異形幕墻面板材料的組合形式

  在以上介紹的幾個異形幕墻應用的工程案例中,我們可以看出,各種不同的建筑外形對面板的設計要求也不同,由于各種異形幕墻建筑的藝術造型是用面板的自身形狀和組合方式的變化來實現的。所以我們在分類上利用面板的形狀作為分類的依據方法。

  2.1、單塊面板為平板的異形幕墻

  平面板面板,可以通過不同角度和不同方式的組合而形成大的曲面或雙曲面來實現異形建筑幕墻的效果。

  2.1.1、平面板面板其特點是:適用于各種形式的幕墻支承結構和各類面材。適用范圍廣;面板反光效果好,適用于強調有鉆石帆面光斑效果的異形建筑;適用于大半徑和曲面度變化不大的曲面異形幕墻;工程造價相對較低,性價比較高。

  2.1.2、平面面板異形幕墻的組合方式:

  平面面板可根據建筑設計的不同需求切割成矩形、菱形、三角形、多邊形等形狀后進行藝術組合。

  在現有的異形幕墻中常見的組合方式有:折線對接式組合,也就是用相鄰的兩塊面板之間轉折一個角度來實現整體的藝術造型;鱗片式組合,是將每片板之間采用魚鱗狀的組合方式來實現建筑效果的;疊板式組合安裝,采取上下板之間錯位安裝的組合方法實現面板與面板之間的梯度層次感,來實現整體的藝術效果。

  (1)、鳳凰衛視在北京的新址全部采用了不規則的菱形平板玻璃板塊,通過異形框作折線和錯位拼接,進行藝術曲面造型組合來實現建筑師對建筑外形整體效果的要求。(如圖2.1.2-a、b、c)

  (2)、中央美術學院美術館異形石材幕墻。石材采用了上壓下的搭接方法,在體現建筑效果的同時又解決了石材板塊與結構變形適應能力的問題,同時也提高了面層石材的排水能力。經過特殊處理的石材板塊,通過連接件固定在提前布置好的轉接系統上。其轉接系統是按設計要求采用無穿透固定技術安裝在直立鎖邊金屬屋面板上的。(圖1.2.2-d、e)

  (3)、在玻璃幕墻的外立面上采用玻璃與玻璃之間有規律的折轉面,實現一種新穎的建筑效果,是建筑師常用的建筑藝術一種表現手法。北京的紅星美凱龍、愛琴海項目的立面異形點支式玻璃幕墻,就是采用三角片玻璃做有規律的帆面折線,使玻璃幕墻面能在光的反射下出現活、波靈動的藝術效果。其結構是在內層幕墻外設置了一層鋼管支承結構,用點支式不銹鋼連接系統將結構與面玻璃連接。(如圖2.1.2-f、g)

  2.2、單塊面板為單曲面弧形面板的異形幕墻

  單曲面弧形面板,可以通過各種組合方式而形成曲面異形建筑幕墻。

  2.2.1、單曲面弧形面板的特點:適用范圍廣,面板曲面弧形成型較容易;對幕墻的支承結構體系一般沒有特殊的要求。常用的面板材料有玻璃、金屬板、GRC板、石材和各種人造板材。適用于各種弧形幕墻及單曲面的藝術造型;同時也適用于曲面度變化不大的雙曲面異形幕墻;對于選用玻璃材料的單曲弧形面板可以實現鋼化加工來提高面板的強度提高安全性。

  2.2.2、弧形面板的組合方式:

  在單曲弧形面板的形狀設計上,可根據建筑的要求設計成等半徑的弧形板和不等半徑的扇形板,以及多邊形、圓弧邊形的板塊,進行整體組合。

  在常見的單曲面板的幕墻的面板組合方式是:曲面對接的方法,也就是將相鄰的兩塊弧形板塊按走向對接成一個整體的弧形曲面幕墻。

  (1)、德國柏林的PC大廈是一個典型的采用單曲面夾膠玻璃進行塑造建筑效果的外裝飾幕墻。建筑師采用了生硬的水泥柱和曲面斜置的玻璃裙之間強烈的對比給人以很大的視覺沖擊來實現這個建筑的個性化。(如圖2.2.2-a、b)

  (2)、在異形幕墻的設計中由于單曲面弧形面板的適用范圍廣,面板曲面成型較容易;對幕墻的支承結構體系沒有特殊的要求,特別是在異形玻璃幕墻的應用中,由于單曲面玻璃可以進行鋼化處理,大大提高了玻璃幕墻的安全度,所以單曲面弧形玻璃面板常常使用在兩個平面幕墻的轉角過度造型、實現褶皺的造型效果、拼接成充滿韻律的異形墻面。在實際應用中除玻璃材料外,各種金屬板材、GRC板、pc板、石材和各種人造板材也都大量采用單曲面弧形面板的形式作異形幕墻的面板材料。(如圖2.2.2-c、d)

  2.3、單塊面板為雙曲面板和自由曲面板的異形幕墻

  雙曲面板和自由曲面面板通過拼接、組合成的雙曲面異形建筑幕墻。

  2.3.1、雙曲面異形幕墻特點:在異形幕墻中,雙曲面板的成型及加工難度較大,工藝要求較高。板塊的精度(詞條“精度”由行業大百科提供)要求也高。對幕墻的支承結構和節點設計上也有一定的特殊要求;適用于雙曲面及自由曲面的曲率變化大,曲面半徑小、形狀復雜,極具視覺沖擊力的異形幕墻建筑;對幕墻的設計與施工技術要求較高。常見使用的面板材料有玻璃、金屬板、GRC板等。

  2.3.2、雙曲面板的組合方式:雙曲面板的組合方式與單曲面板的拼接方法基本相同,但由于雙曲面板的大部分成型是由模具制造成型的,往往在板塊的邊部有著尺寸和形位的誤差,雙曲板塊大部分都是采用了對接拼裝的方式。并在板塊之間設置了連接定位裝置,使板塊之間順滑過度。

  雙曲面板包括:等半徑的球冠型板、不等半徑的橢球扣板(詞條“扣板”由行業大百科提供),以及大量的自由曲面空間造型板。

  (1)、北京天文館新館雙曲面板中空玻璃異形幕墻就是典型的雙曲面玻璃幕墻。建筑的正立面(北立面)有三分之一是雙曲下凹面,在建筑物中部設置了一個由曲形鋼結構支撐用360片不同尺寸、不同規格的雙曲面熱彎夾膠玻璃(詞條“熱彎夾膠玻璃”由行業大百科提供)拼接而成的馬鞍形玻璃通道。貫穿整個建筑,將北立面的玻璃幕墻和南立面的石材、玻璃幕墻連接。南立面的出入通道是在大面積的黑色石材幕墻面的中部采用了下凹的雙曲面石材和雙曲面玻璃結合構成的異形面。

  馬鞍形玻璃通道的特殊之處在于極具創造性的利用了鋼結構和雙曲面玻璃組合成連續的馬鞍形空間雙曲面,以此來實現建筑師讓參觀者進入天文館后就產生夢幻的效果。(如圖2.3.2-a、b、c、d)

  (2)、在法國巴黎香榭麗舍大街精品店的外墻玻璃裝飾面上,采用了螺旋鋼管做空間造形,同時支承自由曲面造型的玻璃面板,使之形成三維空間抽象的外墻玻璃裝飾面。(如圖2.3.2-e、f)

  (3)、山東東平體育會展中心異形幕墻的外立面玻璃幕墻,是采用了三角玻璃做折線擬合成傾斜曲面幕墻,在立面上的裝飾柱和大型雙曲面屋檐是采用異形雙曲面GRC面板拼接成的造型。在立面上GRC板與玻璃對接,在頂面GRC板與金屬屋面對接。(如圖2.3.2-h、i)

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專家介紹

 王德勤

鋁門窗幕墻委員會專家組

工作單位:北京德宏工程技術科研中心

技術職稱:教授級高工

專業:建設部幕墻門窗標準化技術委員會 副秘書長 中國建筑裝飾協會專家工作委員會 專家組成員 中國建筑金屬結構協會幕墻委員會 專家組成員 清華大學建筑玻璃與金屬結構研究所科技委員會(副主任) 清華大學工程碩士研究生指導教師 發明多項專利:《繩索夾緊器》專利號ZL0021149.1;《萬向駁接頭改進結構》專利號:ZL002460635.7;《點支式采光頂組合爪件》專利號:ZL01263295.3;《鋼絲繩安裝張緊裝置》專利號ZL200420078375.1;《雙頭連接駁接件》專利號ZL2004200024235.6;《索端頭萬向調節定位器》專利號ZL03222081.2;《夾板式連接裝置》專利號ZL200320110107.9;《索結構幕墻及采光頂拉索安全保護裝置》專利號ZL 200820033540.X.;《隱形夾板式連接裝置》專利號ZL200820033541.4.;等十六項專利發明人。 主持并參與國家多項標準的起草:國家標準《建筑幕墻》GBT21086_2007標準主要起草人;《建筑幕墻標準圖集》03j103; 建設部行業標準《點支式玻璃幕墻支承裝置》JG138;《吊掛式玻璃幕墻支承裝置》JG139標準起草人;建設部行業標準《建筑幕墻用鋼索壓管接頭》JGT201-2007、《建筑用不銹鋼絞線》JGT200-2007標準起草人;建設部行業標準《建筑玻璃采光頂》標準編制委員會成員;是國家規范《索結構技術規程》、《采光頂與金屬屋面技術規程》、《建筑玻璃應用技術規程》JGJ113等的主要標準和規范編寫成員。 在國家級刊物上撰寫并發表文章:《關于拉桿支撐結構點式駁接全玻璃幕墻安裝措施及工藝的探討》、《索結構點支式玻璃幕墻的設計與施工要點》、《預應力拉索網架的設計與施工》、《索結構點支式玻璃幕墻的制造、安裝與檢測要點》、《駁接式玻璃幕墻工程施工與監理》、《南京國際會展中心索網點支式幕墻設計與施工》、《索結構、點承式玻璃幕墻用鋼索的加工制作與質量控制》、《異形玻璃幕墻工程的施工測量技術》、《預應力懸索結構玻璃幕墻施工技術》、《單索結構玻璃幕墻的設計》、《隱形索結構玻璃幕墻的設計要點》等三十余篇。 他經過多年的實踐和總結發明了“單索結構玻璃幕墻支座反力估計法”、 “單索結構玻璃幕墻用索直徑估計法”。 近年來主持設計并組織施工了“山東國展玻璃吊鐘”、“南京國展索結構玻璃幕墻”、“上海信息樞紐點支式玻璃幕墻”、 “廣州新白云機場點支式玻璃幕墻”、“江蘇信息大廈索結構玻璃幕墻”、 “北京天文館異形玻璃幕墻”、 “國家大劇院的采光頂與金屬屋面 ”、“中央美院美術館金屬與石材屋面”、“ 鄂爾多斯博物館金屬屋面與采光頂”等五十多項工程項目。

專長:  技術專長:大型金屬屋面、雙曲面索結構點支承玻璃幕墻的產品開發、節點設計、施工技術研究與應用。在國內是最早進行點支式玻璃幕墻研發、推廣人之一。有豐富的建筑幕墻和金屬屋面的設計經驗,有豐富的現場施工經驗。

原文地址:http://www.52mqw.com/info/2016-3-17/40907-1.htm
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