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异型面板材料在建筑幕墙中的应用分析

来源:中国幕墙网收集整理  作者:王德勤  日期:2016-3-17
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  [提要]:为了我们便于对异形幕墙的研究,在设计过程中能更有针对性的保证对每一项异型面板材料建筑幕墙的物理性能和功能的实现。本文从异型建筑幕墙的基本概念入手,从广义和狭义两个方面对异型幕墙进行了解释,并根据幕墙面板的形式,对异型幕墙进行了分类,并结合实际工程案例作了一些相应的分析和探讨。
  [关键词]:建筑幕墙,异形幕墙分类,异型面板材料, 单曲板拼装。

  山东鲁台会展中心异型幕墙(词条“异型幕墙”由行业大百科提供)、金属屋面的外装饰板,是典型的菱形拼接面。是采用形状与大小基本相当的3mm厚菱形铝合金板块拼接成的曲面。该项目采用了平板和曲面板的有机组合,确保了曲面造型顺滑,保证了建筑的外视效果(如图1.2.2-g)。

   在哈尔滨大剧院的建筑设计中,着重强调了金属屋面造型的三维曲线。在贯穿整个建筑的大空间曲线、曲面中还包含着多个小的,独立的异型曲面。利用这些小的不规则的曲面在光线下反射的效果,来充分强调整体大曲面的质感和建筑整体的韵律感(如图2.2.2-h)。

  2、异形幕墙面板材料的组合形式

  在以上介绍的几个异形幕墙应用的工程案例中,我们可以看出,各种不同的建筑外形对面板的设计要求也不同,由于各种异形幕墙建筑的艺术造型是用面板的自身形状和组合方式的变化来实现的。所以我们在分类上利用面板的形状作为分类的依据方法。

  2.1、单块面板为平板的异形幕墙

  平面板面板,可以通过不同角度和不同方式的组合而形成大的曲面或双曲面来实现异形建筑幕墙的效果。

  2.1.1、平面板面板其特点是:适用于各种形式的幕墙支承结构和各类面材。适用范围广;面板反光效果好,适用于强调有钻石帆面光斑效果的异形建筑;适用于大半径和曲面度变化不大的曲面异形幕墙;工程造价相对较低,性价比较高。

  2.1.2、平面面板异形幕墙的组合方式:

  平面面板可根据建筑设计的不同需求切割成矩形、菱形、三角形、多边形等形状后进行艺术组合。

  在现有的异形幕墙中常见的组合方式有:折线对接式组合,也就是用相邻的两块面板之间转折一个角度来实现整体的艺术造型;鳞片式组合,是将每片板之间采用鱼鳞状的组合方式来实现建筑效果的;叠板式组合安装,采取上下板之间错位安装的组合方法实现面板与面板之间的梯度层次感,来实现整体的艺术效果。

  (1)、凤凰卫视在北京的新址全部采用了不规则的菱形平板玻璃板块,通过异形框作折线和错位拼接,进行艺术曲面造型组合来实现建筑师对建筑外形整体效果的要求。(如图2.1.2-a、b、c)

  (2)、中央美术学院美术馆异形石材幕墙。石材采用了上压下的搭接方法,在体现建筑效果的同时又解决了石材板块与结构变形适应能力的问题,同时也提高了面层石材的排水能力。经过特殊处理的石材板块,通过连接件固定在提前布置好的转接系统上。其转接系统是按设计要求采用无穿透固定技术安装在直立锁边金属屋面板上的。(图1.2.2-d、e)

  (3)、在玻璃幕墙的外立面上采用玻璃与玻璃之间有规律的折转面,实现一种新颖的建筑效果,是建筑师常用的建筑艺术一种表现手法。北京的红星美凯龙、爱琴海项目的立面异形点支式玻璃幕墙,就是采用三角片玻璃做有规律的帆面折线,使玻璃幕墙面能在光的反射下出现活、波灵动的艺术效果。其结构是在内层幕墙外设置了一层钢管支承结构,用点支式不锈钢连接系统将结构与面玻璃连接。(如图2.1.2-f、g)

  2.2、单块面板为单曲面弧形面板的异形幕墙

  单曲面弧形面板,可以通过各种组合方式而形成曲面异形建筑幕墙。

  2.2.1、单曲面弧形面板的特点:适用范围广,面板曲面弧形成型较容易;对幕墙的支承结构体系一般没有特殊的要求。常用的面板材料有玻璃、金属板、GRC板、石材和各种人造板材。适用于各种弧形幕墙及单曲面的艺术造型;同时也适用于曲面度变化不大的双曲面异形幕墙;对于选用玻璃材料的单曲弧形面板可以实现钢化加工来提高面板的强度提高安全性。

  2.2.2、弧形面板的组合方式:

  在单曲弧形面板的形状设计上,可根据建筑的要求设计成等半径的弧形板和不等半径的扇形板,以及多边形、圆弧边形的板块,进行整体组合。

  在常见的单曲面板的幕墙的面板组合方式是:曲面对接的方法,也就是将相邻的两块弧形板块按走向对接成一个整体的弧形曲面幕墙。

  (1)、德国柏林的PC大厦是一个典型的采用单曲面夹胶玻璃进行塑造建筑效果的外装饰幕墙。建筑师采用了生硬的水泥柱和曲面斜置的玻璃裙之间强烈的对比给人以很大的视觉冲击来实现这个建筑的个性化。(如图2.2.2-a、b)

  (2)、在异形幕墙的设计中由于单曲面弧形面板的适用范围广,面板曲面成型较容易;对幕墙的支承结构体系没有特殊的要求,特别是在异形玻璃幕墙的应用中,由于单曲面玻璃可以进行钢化处理,大大提高了玻璃幕墙的安全度,所以单曲面弧形玻璃面板常常使用在两个平面幕墙的转角过度造型、实现褶皱的造型效果、拼接成充满韵律的异形墙面。在实际应用中除玻璃材料外,各种金属板材、GRC板、pc板、石材和各种人造板材也都大量采用单曲面弧形面板的形式作异形幕墙的面板材料。(如图2.2.2-c、d)

  2.3、单块面板为双曲面板和自由曲面板的异形幕墙

  双曲面板和自由曲面面板通过拼接、组合成的双曲面异形建筑幕墙。

  2.3.1、双曲面异形幕墙特点:在异形幕墙中,双曲面板的成型及加工难度较大,工艺要求较高。板块的精度(词条“精度”由行业大百科提供)要求也高。对幕墙的支承结构和节点设计上也有一定的特殊要求;适用于双曲面及自由曲面的曲率变化大,曲面半径小、形状复杂,极具视觉冲击力的异形幕墙建筑;对幕墙的设计与施工技术要求较高。常见使用的面板材料有玻璃、金属板、GRC板等。

  2.3.2、双曲面板的组合方式:双曲面板的组合方式与单曲面板的拼接方法基本相同,但由于双曲面板的大部分成型是由模具制造成型的,往往在板块的边部有着尺寸和形位的误差,双曲板块大部分都是采用了对接拼装的方式。并在板块之间设置了连接定位装置,使板块之间顺滑过度。

  双曲面板包括:等半径的球冠型板、不等半径的椭球扣板(词条“扣板”由行业大百科提供),以及大量的自由曲面空间造型板。

  (1)、北京天文馆新馆双曲面板中空玻璃异形幕墙就是典型的双曲面玻璃幕墙。建筑的正立面(北立面)有三分之一是双曲下凹面,在建筑物中部设置了一个由曲形钢结构支撑用360片不同尺寸、不同规格的双曲面热弯夹胶玻璃(词条“热弯夹胶玻璃”由行业大百科提供)拼接而成的马鞍形玻璃通道。贯穿整个建筑,将北立面的玻璃幕墙和南立面的石材、玻璃幕墙连接。南立面的出入通道是在大面积的黑色石材幕墙面的中部采用了下凹的双曲面石材和双曲面玻璃结合构成的异形面。

  马鞍形玻璃通道的特殊之处在于极具创造性的利用了钢结构和双曲面玻璃组合成连续的马鞍形空间双曲面,以此来实现建筑师让参观者进入天文馆后就产生梦幻的效果。(如图2.3.2-a、b、c、d)

  (2)、在法国巴黎香榭丽舍大街精品店的外墙玻璃装饰面上,采用了螺旋钢管做空间造形,同时支承自由曲面造型的玻璃面板,使之形成三维空间抽象的外墙玻璃装饰面。(如图2.3.2-e、f)

  (3)、山东东平体育会展中心异形幕墙的外立面玻璃幕墙,是采用了三角玻璃做折线拟合成倾斜曲面幕墙,在立面上的装饰柱和大型双曲面屋檐是采用异形双曲面GRC面板拼接成的造型。在立面上GRC板与玻璃对接,在顶面GRC板与金属屋面对接。(如图2.3.2-h、i)

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专家介绍

 王德勤

铝门窗幕墙委员会专家组

工作单位:北京德宏工程技术科研中心

技术职称:教授级高工

专业:建设部幕墙门窗标准化技术委员会 副秘书长 中国建筑装饰协会专家工作委员会 专家组成员 中国建筑金属结构协会幕墙委员会 专家组成员 清华大学建筑玻璃与金属结构研究所科技委员会(副主任) 清华大学工程硕士研究生指导教师 发明多项专利:《绳索夹紧器》专利号ZL0021149.1;《万向驳接头改进结构》专利号:ZL002460635.7;《点支式采光顶组合爪件》专利号:ZL01263295.3;《钢丝绳安装张紧装置》专利号ZL200420078375.1;《双头连接驳接件》专利号ZL2004200024235.6;《索端头万向调节定位器》专利号ZL03222081.2;《夹板式连接装置》专利号ZL200320110107.9;《索结构幕墙及采光顶拉索安全保护装置》专利号ZL 200820033540.X.;《隐形夹板式连接装置》专利号ZL200820033541.4.;等十六项专利发明人。 主持并参与国家多项标准的起草:国家标准《建筑幕墙》GBT21086_2007标准主要起草人;《建筑幕墙标准图集》03j103; 建设部行业标准《点支式玻璃幕墙支承装置》JG138;《吊挂式玻璃幕墙支承装置》JG139标准起草人;建设部行业标准《建筑幕墙用钢索压管接头》JGT201-2007、《建筑用不锈钢绞线》JGT200-2007标准起草人;建设部行业标准《建筑玻璃采光顶》标准编制委员会成员;是国家规范《索结构技术规程》、《采光顶与金属屋面技术规程》、《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113等的主要标准和规范编写成员。 在国家级刊物上撰写并发表文章:《关于拉杆支撑结构点式驳接全玻璃幕墙安装措施及工艺的探讨》、《索结构点支式玻璃幕墙的设计与施工要点》、《预应力拉索网架的设计与施工》、《索结构点支式玻璃幕墙的制造、安装与检测要点》、《驳接式玻璃幕墙工程施工与监理》、《南京国际会展中心索网点支式幕墙设计与施工》、《索结构、点承式玻璃幕墙用钢索的加工制作与质量控制》、《异形玻璃幕墙工程的施工测量技术》、《预应力悬索结构玻璃幕墙施工技术》、《单索结构玻璃幕墙的设计》、《隐形索结构玻璃幕墙的设计要点》等三十余篇。 他经过多年的实践和总结发明了“单索结构玻璃幕墙支座反力估计法”、 “单索结构玻璃幕墙用索直径估计法”。 近年来主持设计并组织施工了“山东国展玻璃吊钟”、“南京国展索结构玻璃幕墙”、“上海信息枢纽点支式玻璃幕墙”、 “广州新白云机场点支式玻璃幕墙”、“江苏信息大厦索结构玻璃幕墙”、 “北京天文馆异形玻璃幕墙”、 “国家大剧院的采光顶与金属屋面 ”、“中央美院美术馆金属与石材屋面”、“ 鄂尔多斯博物馆金属屋面与采光顶”等五十多项工程项目。

专长:  技术专长:大型金属屋面、双曲面索结构点支承玻璃幕墙的产品开发、节点设计、施工技术研究与应用。在国内是最早进行点支式玻璃幕墙研发、推广人之一。有丰富的建筑幕墙和金属屋面的设计经验,有丰富的现场施工经验。

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