超高层建筑幕墙面临机遇与挑战

　　【1】前言

　　1.1超高层建筑特点

　　超高层建筑划分标准国际上并不统一，按我国GB50352-2005《民用建筑设计通则》的定义：超过100m以上为超高层建筑。按国际展例，则将超过15Om的建筑列为超高层的范围。不管哪种定义，其高度决定了超髙层建筑必然具有综合化、个往化、智能化和绿色化(生态化)趋势，而在实施手段等方面，数字化、信息化的趋势也更明显。

　　超髙层建筑的优点很多，包括：集约化程度高，节约用地，改善城市环境和面貌、提升城市形象，促进科技进步等;当然，其缺点也不少，例如：整体结构强度要求高、单位面积成本高、消防安全性要求更高、救援难度大、施工风险大周期长等等。

　　同时，随着不断刷新超高层建筑高度，如上图“世界最高层建筑高度随时间变化规律”所示，建筑对幕墙重量和能耗越来越敏感，对智能化和数字化依赖度越来越高。高、消防安全性要求更高、救援难度大、施工风险大周期长等等。

　　1.2幕墙与超高层建筑关系

　　幕墙这一建筑外皮与超髙层建筑所承载的人文、环境、经济以及功能之间存在着多重互动关系，如上图“以建筑外皮为中心的互动关系”所示。幕墙的发展规律显示：建筑外皮正在从静态走向动态，再向多层动态交互方向发展，体现了更加人性化的本质。

　　幕墙为在超高层建筑室内的人遮风挡雨，提供了舒造的坏境，随着新材料、新技术、新工艺的集成，以及物联技术和智能控制技术的发展，幕墙对调节室内微气候，提高室内舒适度的作用越来越大。这也促进了人类文明，包括：物质文明、环境文明和精神文明的提升。

　　建筑和其外皮发展历史告诉我们，建筑是“时代”的镜子，它的发展虽受建筑师影响，总体上离不开时代特色，外皮一定向个性化“智慧式皮肤”方向发展，越来越表现出“规模个性化”特征，甚至所用部件是直接3D打印机打印出来的，而并非用加工设备制造。所以，建筑设计各种主义一定会体现其共同内核---人文关怀、环境关怀上来，因为人和环境将是地球上最宝贵的资源!

　　承载多重责任的超高层建筑幕墙应至少满足以下基本要求：1)材料可靠，稳定，无害和环境友好，例如满足LEED绿色建筑要求;2)满足建筑基本功能和要求，例如：文化象征，防护，适应等;3)足够的寿命和合理的维护成本，运行费用等。

　　【2】面临挑战

　　2.1个性化、复杂化几何形状

　　建筑幕墙的出现成为现代建筑的象征之一，它经过了一个多世纪的漫长发展，虽然其主要作用是遮风、挡雨、采光、隔热，是一种建筑外围护结构。但到20世纪中叶后，伴随国际化，大量引用新材料、新结构、新功能、新设备、新工艺、新设计方法，特别是新理念的运用，世界各地涌现一批新的建筑流派(例如，后现代主义、构成主义、功能主义、国际主义、未来主义、粗野主义、象征主义、典雅主义、解构主义、新古典主义、新理性主义、新现代主义等等)、新建筑作品和建筑家，建筑幕墙摆脱了单一的面孔，各种个性化、复杂化形式和现象层出不穷。

　　2.1.1装饰墙

　　在建筑墙体或建筑幕墙的内外表面，用条状装饰构件、冲孔镂空类装饰板材、金属装饰网等各种装饰构造、点状装饰物及装饰体块，如上图所示，后现代主义建筑风格使建筑的立面更加丰富。

　　2.1.2多样化、个性化灯光装饰

　　灯光装饰是最富有魅力、不可缺少的装饰部分，当夜幕降临时，幕墙在灯光效果的配合下具有与众不同的艺术效果。灯具分为投光灯、泛光灯、射灯等，且灯具造型多种多样，环境不同、功能不同和风格不同使用不同的光源及灯具，选用不同的光源及灯具，其照明的效果截然不同。在实际工程中根据使用要求、周围环境，进行科学合理地选用光源及灯具，巧妙地运用控制系统，使灯光发出各种颜色，不同的时间发出不同的颜色，营造出五彩缤纷、变幻莫测的视觉效果。灯光照明技术的发展日新月异，尤其是幻影成像，声、光、电技术的结合，都大大拓展了装饰墙的应用领域

　　2.1.3绿色亮化及与幕墙集成

　　建筑绿色亮化指通过科学的照明规划与设计，采用节能、环保、安全和性能稳定的LED产品，实施高效的运行维护与管理，提升建筑的品质，创造安全、舒适、经济的建筑夜晚景观照明。建筑绿色亮化着眼于资源的利用和环境的保护，通过科学技术，采用节能环保LED灯具，通过照明节电，减少发电量，降低煤炭量，以减少S02，C02以及氮氧化合物等有害气体的排放。产品均采用了集成到幕墙的室内板条式LED显示屏、室外板条式LED显示屏、嵌入式LED显示屏等多种形式。

　　2.1.4仿生设计“演义”

　　形态万千的自然界生物根据自己不同的构造和存在方式，有着不同的特征，存在不同的体现自身特点的尺度，通过研究自然界生物干姿百态的规律后而探讨在建筑上应用的可能性’这不仅使建筑形式与功能、结构有机融合，而且还是超越模仿而升华为创造的一种过程。外观造型仿生在建筑工程设计中较为常见，它不仅可以取得新颖的造型，而且往往也能为发挥新结构体系的作用创造出意想不到的效果。设计师根据大自然的启示，创造出了丰富多彩的作品。

　　2.1.5数字化现代艺术品

　　南京青奥会及杭州来福士广场，上海中心等为代表的现代建筑随着参数化设计手段的应用，使得纯“几何美”设计成为可能。

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