超高層建筑幕墻面臨機(jī)遇與挑戰(zhàn)

　　3.5結(jié)構(gòu)輕巧、纖細(xì)，透明化技術(shù)

　　3.5.1點(diǎn)式，索網(wǎng)

　　全玻璃幕墻

　　全玻璃幕墻是隨著玻璃生產(chǎn)技術(shù)的提髙和產(chǎn)品多樣化而誕生的，它為建筑師創(chuàng)造一個(gè)奇特、透明、晶瑩的建筑提供了條件。全玻璃幕墻改變了過(guò)去著重用玻璃表現(xiàn)窗戶、表現(xiàn)建筑的傳統(tǒng)手法，而是更多地利用玻璃透明的質(zhì)感特性，追求建筑物內(nèi)外空間的流通和融合。人們可以透過(guò)玻璃清楚地看到玻璃幕墻的整個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，使這種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)從單純的支承作用轉(zhuǎn)向表現(xiàn)其可見性。由于這種奇特的效果，全玻璃幕墻被各類大型公共建筑(大劇院、會(huì)展中心、機(jī)場(chǎng)候機(jī)樓等)廣泛采用。圖12.2.2為索網(wǎng)點(diǎn)式幕墻的節(jié)點(diǎn)形式。

　　3.5.2玻璃作為結(jié)構(gòu)材料

　　現(xiàn)代建筑要求更加通透，建筑跨度越來(lái)越大，結(jié)構(gòu)材料要求越來(lái)具有高的強(qiáng)度、高性能的趨勢(shì)，傳統(tǒng)的工程結(jié)構(gòu)材料鋼鐵和鋁合金的斷面也隨之而增大，影響建筑效果。為了達(dá)到建筑的最大的通透性，玻璃等脆性材料也被用來(lái)當(dāng)作結(jié)構(gòu)材料來(lái)便用。

　　玻璃作為脆性材料起到支撐作用一般稱作為玻璃梁或玻璃肋，玻璃梁主要是通過(guò)圍繞主軸進(jìn)行彎曲而獲得應(yīng)力的，大部分應(yīng)力都分布在邊緣，因此，通常采用鋼化玻璃。盡管張拉彎曲力可以通過(guò)增加梁高來(lái)降低，但會(huì)由于側(cè)向壓曲而增加斷裂的危險(xiǎn)。長(zhǎng)的玻璃肋(豎框)必須由幾部分接合在一起組成，如通過(guò)摩擦接合、單獨(dú)緊固件或膠黏劑連接起來(lái)。如果脆弱的玻璃抗壓強(qiáng)度足夠大，再配以高抗拉強(qiáng)度的延展性材料，那么玻璃梁中的拉力就可以被安全地承載。只有通過(guò)這種方法，眾多的玻璃結(jié)構(gòu)才能得以實(shí)現(xiàn)。蘋果品牌上海浦東店的肋駁接幕墻，如圖10.2.31所示，其高度達(dá)到了40英尺，創(chuàng)造了幕墻肋駁接系統(tǒng)和玻璃板塊尺寸之最。再者，日本的東京國(guó)際廣場(chǎng)的購(gòu)物中心以其獨(dú)特的10.6 m長(zhǎng)的懸臂玻璃天蓬著稱。如圖3.5.2所示。

　　3.6數(shù)字化技術(shù)為個(gè)性化復(fù)雜建筑實(shí)施提供了有效手段：BIM技術(shù)

　　外皮作為建筑外圍護(hù)體系，除了減輕建筑結(jié)構(gòu)重量外，還承載了包括建筑藝術(shù)表達(dá)、室內(nèi)外環(huán)境交流以及為室內(nèi)人員提供遮蔽防護(hù)等作用，并且外皮在建筑整個(gè)實(shí)施過(guò)程中的難度、重要性以及復(fù)雜性絲毫也不亞于其他兩大專業(yè)即：機(jī)電和主體結(jié)構(gòu)(包含土建結(jié)構(gòu)以及鋼結(jié)構(gòu))。BIM是服務(wù)于建筑全生命周期的一種技術(shù)，其在建筑不同專業(yè)中實(shí)施線路基本相同，但由于專業(yè)之間的差別，不同專遍運(yùn)用的軟件和具體操作方法等又很不相同。外皮是從將建筑元素通過(guò)工業(yè)加工制造的方式成形出來(lái)的一個(gè)過(guò)程，而BIM與外皮的結(jié)合，也變成了一個(gè)多專業(yè)跨平臺(tái)的合作，具有特殊的意義和價(jià)值。

　　模塊化，裝配化施工技術(shù)：

　　數(shù)字化制造是指在數(shù)字化技術(shù)和制造技術(shù)融合的背景下，并在虛擬現(xiàn)實(shí)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、快速原型、數(shù)據(jù)庫(kù)和多媒體等支撐技術(shù)的支持下，根據(jù)用戶的需求，迅速收集資源信息，對(duì)產(chǎn)品信息、工藝信息和資源信息進(jìn)行分析、規(guī)劃和重組，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和功能的仿真以及原型制造，進(jìn)而快速生產(chǎn)出達(dá)到用戶要求性能的產(chǎn)品整個(gè)制造全過(guò)程。內(nèi)容包括：CAD---計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、CAE---計(jì)算機(jī)輔助工程分析、CAM---計(jì)算機(jī)輔助制造、CAPP---計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃、PDM---產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)管理、ERP---企業(yè)資源計(jì)劃、RE---逆向工程技術(shù)、RP---快速成型。

　　一體化制造(CAM計(jì)算機(jī)輔助制造從設(shè)計(jì)到制造一體化)

　　只有把CAD和計(jì)算機(jī)輔助制造CAM結(jié)合成一體，才能進(jìn)一步提高生產(chǎn)力和加工精度。CAD與CAM的集成，可以通過(guò)一個(gè)公共的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。CAD/CAM廣泛應(yīng)用的必然結(jié)果是更大規(guī)模的集成化。即在設(shè)計(jì)、制造、生產(chǎn)管理、售后服務(wù)等環(huán)節(jié)中采用統(tǒng)一的產(chǎn)品信息模型，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在組織內(nèi)部以至協(xié)作單位的國(guó)際范圍內(nèi)建立暢通的信息流。

　　裝配式工業(yè)化建造技術(shù)：

　　所謂裝配式工業(yè)化建造技術(shù)，就是將建筑分成多個(gè)單元或構(gòu)件，其中的主要構(gòu)成部分(墻體、梁、柱、樓板以及樓梯、內(nèi)裝修及外裝飾等)均在工廠生產(chǎn)，然后運(yùn)到工地,采用預(yù)制技術(shù)將構(gòu)件在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配化施工建造的技術(shù)。這種建造技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是建造速度快，受氣候條件制約小，節(jié)約勞動(dòng)力并可提高建筑質(zhì)量。

　　【4】結(jié)論

　　超高層建筑需求和發(fā)展為幕墻帶來(lái)發(fā)展機(jī)遇同時(shí)提出了新的要求，反過(guò)來(lái)幕墻新技術(shù)也為實(shí)現(xiàn)建筑提供了可能性，在辨證互動(dòng)中發(fā)展。超高層建筑是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的結(jié)晶，也是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的源動(dòng)力之一。應(yīng)認(rèn)真總結(jié)幕墻發(fā)展規(guī)律，為超高層建筑的發(fā)展做應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

　　1)幕墻新技術(shù)發(fā)展發(fā)現(xiàn)是超高層建筑需要。具體體現(xiàn)在：節(jié)能環(huán)保、低碳和綠色是持續(xù)發(fā)展的需要，建筑社會(huì)責(zé)任之表達(dá)。

　　·智能化：超高建筑幕墻外環(huán)境復(fù)雜，對(duì)幕墻性能要求高，幕墻面積大，對(duì)管理要求高，智能化能幫助各方實(shí)現(xiàn)運(yùn)行管理和人性化要求。

　　·個(gè)性化：隨著建筑設(shè)計(jì)國(guó)際化等各種力量推動(dòng)下，追求個(gè)性成為每一位設(shè)計(jì)師的目標(biāo)。外幕墻作為建筑“名片”，個(gè)性化成為普遍。

　　·通透化：室內(nèi)外空間交融的追求是建筑永恒話題，幕墻技術(shù)發(fā)展為其提供了可能。

　　·數(shù)字化：數(shù)字化發(fā)展在生產(chǎn)率并不高的建筑領(lǐng)域內(nèi)已然發(fā)揮其永無(wú)之地，有望大幅度提升建筑行業(yè)生產(chǎn)率。

　　·集成設(shè)計(jì)

　　2)建筑幕墻應(yīng)大力發(fā)展共同工具平臺(tái);

　　BIM：發(fā)展4D技術(shù)，為順利實(shí)施幕墻創(chuàng)造條件，同時(shí)提高生產(chǎn)力;

　　CFD:太陽(yáng)能建筑，能力模型分析等。

　　3)創(chuàng)新勢(shì)在必行，例如：CCF幕墻，光伏一體化，過(guò)濾通風(fēng)等。前期的試驗(yàn)應(yīng)用，總結(jié)并提升經(jīng)驗(yàn)。

　　4)需要提高工業(yè)設(shè)計(jì)，人性化設(shè)計(jì)水平，從而朝精品，藝術(shù)品的方向發(fā)展，這是時(shí)代潮流，集約化發(fā)展需要。

　　5)幕墻既是建筑部件，又有一定獨(dú)立性。建筑是靈感之源，好產(chǎn)品能拓寬建筑師視野，啟發(fā)設(shè)計(jì)靈感。建筑幕墻應(yīng)承擔(dān)起使命。

　　6)大量的成功案例說(shuō)明，幕墻技術(shù)能滿足較高個(gè)性化要求，但仍存在實(shí)施成本高，精致度不盡人意，施工效率、生產(chǎn)率低等問(wèn)題，應(yīng)大力發(fā)展針對(duì)性強(qiáng)、先進(jìn)的專業(yè)施工工藝。

　　7)考慮建筑實(shí)用性是建筑設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)之一，并與各項(xiàng)專業(yè)要求綜合起來(lái)考慮，所以建筑設(shè)計(jì)不應(yīng)片面追求某一方面，例如，只注重外觀而忽略內(nèi)部視覺(jué)優(yōu)化，自然采光，通風(fēng)，以及批量施工工藝，否則難以完成完美的作品。

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