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浅谈异型曲面幕墙工程设计技术难点
发布时间:2018年1月10日 信息来源:扬州市装饰行业协会

                                 江苏华发装饰有限公司     闫洁
    [摘  要]:结合某大型综合体外幕墙工程,阐述其设计过程中难点要点部位的设计处理方法。
    [关键词]:倾斜面  带状窗   拼接   对缝    开启    发散形

    前言
    随着建筑科学技术的进步,建筑师们喜欢给自己的建筑作品灌入深厚的文化内涵,越来越多的建筑都有自身的建筑语言,意识形态,尤其是大型的公共建筑,这些公共建筑工程,不管是外装饰工程还是内装修工程,都有显著的特点:老材料新运用或者运用了新型的建筑材料。老材料新运用,就是指用普遍常见的建筑工程材料,做出别出心裁的装饰花样,例如材料排版的错位,里外的调反,表面刮毛或铲平,或者拼花组合异性等,新材料的运用也很受欢迎,不过新材料也需要经得起推敲。本文就是结合某文化创意产业园外幕墙装饰工程,老材材料拼花组合异型建筑,阐述了该工程在设计技术方面对一些技术难点的处理方法。
    1.工程概况
    某文化创意产业综合体幕墙工程,整个建筑以梅花为寓意,高层和裙房共分为五个部分,通过圆形环廊连接,工程依次将五个部分编为1#-5#区。其中1#为主楼二十五层,建筑共高度99.7米,主要功能为办公,2#~4#为高层裙房,建筑高度不超过24米,其中2#区两层,首层为规划展示馆,二层为300人会议报告厅;3#、4#均为三层,展览主体分别为太空家园馆和城市未来馆。5#区为服务楼,共5层,功能包括员工餐厅和办公等,总建筑面积78081.83平方米,其中地上60538.71平方米,地下建筑面积17543.12平方米。(详见建筑鸟瞰图1)
 
    图1  鸟瞰效果图
    2. 设计依据
    2.1主要行业规范:
   《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012;
   《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010;
   《钢结构设计规范》GB 50017-2003;
   《建筑幕墙》GB/T 21086-2007;
   《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ 133-2001;
   《天然花岗石建筑板材》GB/T 18601-2009。
    2.2业主方提供的土建图纸。
    2.3业主方对幕墙立面效果,材料选用等提出要求。
    3.设计概念及设计原则
    泰州的市花为梅花,本工程就是以泰州的市花为元素进行设计的,寓意泰州城自身的文化底蕴,及人民过上文明富裕、幸福安康的和谐生活后,映在人们心中和脸上的那朵幸福而美丽的花朵。分析透建筑设计概念后,对外幕墙的整体分格便会有大体把握,以花朵为元素,个花瓣之间贯穿连通,说明该建筑裙房部分应该以横向线条为主,竖向线条为辅,1#主楼高耸,应该以竖向线条为主。(如详见建筑立面效果图2)
 
    图2  立面效果图

    4.设计思路
    依照业主方提供的图纸及要求,不着急熟悉图纸,而是要结合建筑效果图,着重找出本工程设计的重点难点,将找出的重点难点列表,返回建筑图纸中找答案,找不到答案的,或答案不详的,仍有疑点的,都要记录下来,待到熟悉图纸后,与设计院设计师对接沟通解决。所有问题确认无疑后,开始方案设计,按顺序出建筑平立剖面图,建筑大样图,展开图,节点详图,计算书等。

    5.设计重点难点思考
    5.1裙楼带状窗
    带状窗有三处设计细节难点:①带状窗开启困难,②带状窗拼接节点设计处理,③带状窗背衬幕墙立柱隐蔽处理。
    5.2采光顶
    采光顶有一处设计细节:①采光顶立面镶嵌的入口门钢架构设计处理

    6.设计重点难点的解决
    6.1带状窗开启困难解决方案
    如图3所示,由于整个建筑立面是倾斜幕墙,所有建筑墙体无法采用常规保温砖块砌筑,所以建筑立面要求的所有构件,都需要围护结构幕墙来完成。带状窗镶嵌在铝板幕墙内,并且带有倾斜角度,导致常规的窗户或幕墙的开启方式都无法正常开启,常规窗外开会被铝单板窗台阻挡,内开会被幕墙主龙骨挡住,幕墙上悬被铝单板窗台阻挡,下悬会被灌雨,所以只能设计成推拉窗,设计成推拉窗在正常情况下也无法开启,因为窗户底边距离地面超过2米,还需设置电动开启装置,人们必须建筑电动开启装置才能开启窗,由此带状窗开启困难问题顺利解决。
 
    图3   带状窗与铝板幕墙收口节点图
    6.2带状窗拼接细部节点设计
    由于建筑转角处是有一个倾斜的圆柱体截面,建筑平面是弯弧形,且安装的时候,要从90垂直立面旋转到到75度倾斜立面,在旋转安装过程中,需要妥当处理拼接缝,防止拼接缝隙漏雨,所以在设计时,开模加工了一个断桥隔热拼接料,如图4所示,所有带状窗拼接转体工作顺利完成,到幕墙位置,没有出现漏雨等问题。
 
    图4  带状窗拼接节点图

    6.3带状窗背衬幕墙立柱隐蔽处理
    建筑倾斜立面是下小上大的发散形,导致立面上每块铝单板都有微小偏差,均是异形板,为了维持花瓣发散经脉,保证原建筑立面效果,本设计方案维持了原建筑设计分格,但是发散形的幕墙龙骨经过带状窗的时候,加上带状窗本身的窗框,建筑外立面效果会显乱,而且从室内看也乱,影响室内美观。经过计算及设计院甲方同意,倾斜面的竖向龙骨与带状窗的竖框对齐,这样,室内室外只看到的是有节奏整齐的窗户分格,发散性的铝单板分格缝隙是通过次龙骨支撑的,如图5(外幕墙装修效果图),图6(施工完成图)。
 
    图5  外装饰效果图
 
    图6  现场完工效果图

    6.4采光顶内嵌主入口门设计处理
    这里的采光顶,并不在建筑屋面上,而是建筑外墙倾斜度数超过了幕墙范畴,只能按中空夹角玻璃做成采光顶,同样立面分格也是下小上大发散型,而且带有平面内弧度,门上部采光顶的主龙骨根部要固定到门结构上,出施工图时,第一版运用了二维投影绘制方法,后经项目部及施工队反应,改用了三位模型方法绘制图纸,方便工人理解施工,如图7。
 

    图7

    7.设计遗漏及补救措施
    本工程内环设有开放式景观庭院,原建筑设计内环幕墙层间梁位置一圈都是百叶窗,施工图设计初期时,幕墙设计师就按原建筑幕墙大样进行了深化设计,即内环幕墙层间梁下一圈仍然是百叶窗(如图8所示)。等到施工快结束时,设计师到工地例行检查时,发现梁下一圈百叶窗的设置从在疑议,理论上是不成立的,因为建筑本身是集中供暖式主动建筑,是需要保温节能的,梁下一圈设计成百叶窗,就会贯通室内外,便失去了建筑节能的意义,除非建筑设计对室内装饰设计做了明确要求,外围护幕墙内嵌一圈百叶窗在没有通风管道口的情况下,应做封堵保温处理,检查结束例会上,与总包项目经理及设计院设计师沟通后,最后决定,在没有通风管道口的百叶窗背后增设一道45系列断桥隔热窗(如图9所示)。
 
    图8   现场施工照片

 
    图9   变更节点图

    8.结束语
    在一些大体量,异结构项目的设计中,能学到很多新知识,也能激发设计师创新能力,积极拓展思维,活跃设计气氛,最后欢迎同行前辈及同行关注指导交流。

 

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