王瑞凌
(甘肅第一建設(shè)集團有限責任公司,甘肅 蘭州 730050)
幕墻作為建筑的圍護結(jié)構(gòu),同樣兼顧造型美觀的裝飾作用。單一的四方四正的建筑造型已不能滿足人們不斷提高的審美需求。在我國,由于國際設(shè)計師方案的引進,幕墻的造型設(shè)計越來越趨向于形式多樣,造型各異。金屬幕墻,在幕墻家族中因其多變的色彩和豐富的造型已被廣泛的應(yīng)用,并越來越被人們所接受??紤]到工程造價因素的影響,目前在金屬幕墻類別中,鋁板幕墻應(yīng)用最為廣泛。
隨著金屬幕墻豐富多變的造型越來越普遍,與其相應(yīng)的施工技術(shù)難度也在不斷地提高。為實現(xiàn)該類幕墻的設(shè)計理念,在施工技術(shù)及難度上也有了更高的要求。深入研究異形鋁板幕墻的設(shè)計理念及方案,對解決施工技術(shù)難題有一定的促進作用。
異形鋁板幕墻具有色彩豐富,造型新穎等特點,會隨著建筑造型的多樣化而多樣化,其各異的形態(tài),與施工工藝技術(shù)有著密不可分的聯(lián)系。以下就幾類場景形式加以論述。
由于幕墻多用于大型場館等建筑的外圍護裝飾,依托于新形式的設(shè)計元素,個別地區(qū)逐漸出現(xiàn)了造型多以球形或蛋形為主的建筑造型。而間接的,這類造型將屋面與墻面逐步過渡為一個整體,其既像屋面又似墻面的造型,使屋面與墻面的界限變得模糊。此類幕墻的施工技術(shù)也具有了相應(yīng)的變化:既要考慮屋面結(jié)構(gòu)防水等要求,又要滿足幕墻的基本性能要求。如深圳保利劇院(圖1)、北京國家大劇院(圖2)。當然,北京國家大劇院作為中國的標志性建筑,其材料選用了造價更加昂貴的鈦合金板,其自身性能和效果遠超鋁板幕墻的效果,本文不做贅述。
圖1 深圳保利劇院
圖2 北京國家大劇院
為了體現(xiàn)建筑本身的造型變化,有些項目運用了雙曲面造型,將建筑的曲面流動感展現(xiàn)得淋漓盡致,從視覺上打破了建筑本身堅硬的固有狀態(tài)。如哈爾濱文化中心大劇院(圖3),其外觀靈動的曲線,通過光影反射,表現(xiàn)建筑的整體韻律與金屬質(zhì)感。
圖3 哈爾濱文化中心大劇院
隨著設(shè)計的多樣化與造型的別出心裁外,為了實現(xiàn)不同的裝飾及觀感效果,設(shè)計過程中也對相應(yīng)的材料進行了優(yōu)化與改進。
如杭州運河大劇院(圖4),其螺旋形的外觀及建筑造型,以及設(shè)計的鏤空烤瓷鋁板幕墻,別具一格,從另一個空間維度展現(xiàn)了建筑的曲線變化。通過對鋁板的特殊設(shè)計及工藝改造,使其具有自潔性高,光澤度好,并實現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保等特點。
圖4 杭州運河大劇院
除了各種曲面造型變化的特點外,部分建筑通過鋁板的裝飾線條形式,來展現(xiàn)建筑外觀的立體感。這種表現(xiàn)形式多與玻璃幕墻相結(jié)合,展現(xiàn)建筑層次感、線條感與透視感。
仿古建筑在我國有著源遠流長的歷史,其造型也成為設(shè)計師們引用借鑒的主要元素之一。建筑材料的使用已由木質(zhì)結(jié)構(gòu)演化為如鋼筋水泥等多種多樣的替代材料。不同的質(zhì)感和形態(tài)的演化,表現(xiàn)出不同的視覺效果。運用鋁板制作出的檐口也較為多見。如雄安商務(wù)服務(wù)中心(圖5、圖6)。該類造型主要采用裝配式單元模塊化施工技術(shù)加以實現(xiàn)。
圖5 雄安商務(wù)服務(wù)中心外觀
圖6 雄安商務(wù)服務(wù)中心雨棚
除了整體造型變化的設(shè)計形式以外,將獨立的百葉設(shè)計成為一個單元構(gòu)件,通過施工技術(shù),組合成一個整體。隨著光影變化和色彩的組合,使建筑外形在造型觀感上更加富有變化與層次感。如新光天地商業(yè)中心重慶店局部外立面、臨夏三館外立面。而在百葉細部構(gòu)造上,又有千差萬別的變化。
新光天地商業(yè)中心重慶店外立面的百葉以直角端部為主,構(gòu)件整體排布有角度上的差異。臨夏三館外立面的百葉則為半圓端部整體半封閉為主的豎向布置,單位構(gòu)件整體排布在角度上是統(tǒng)一的。
由于異型鋁板幕墻設(shè)計形式的多樣性,其造型的實現(xiàn),將會涉及多方面的因素,如材料性能、規(guī)格的選用,構(gòu)件組合與安裝形式、龍骨規(guī)格、排版等。這些因素均與相應(yīng)的施工技術(shù)有緊密的聯(lián)系,將直接關(guān)系到該類幕墻造型的實現(xiàn)。
不論何種異型的鋁板幕墻,其造型可拆分為以下幾種曲面組合的施工技術(shù)。
單曲面基本多用于屋面與墻面相結(jié)合的設(shè)計形式,僅就屋面部位防水做特殊要求。其圍護所用的幕墻鋁板,因建筑自身體量較大,鋁板加工便不再為曲率較大的板塊,而多采用尺寸、造型基本一致或相近的單元板塊拼裝完成。曲面多由滾彎工藝加工而成,可通過逐步過渡,將板面拼裝成光滑過渡的曲面。安裝過程中,注重拼接的擬合性。單元板塊可根據(jù)不同部位及角度變化,加工成三角形、菱形或多邊形組合而成。技工過程主要需控制材料加工的精準度及安裝過程中龍骨、板塊、加工件等的允許偏差值。
雙曲面板的幕墻施工主要是將個別單元板塊加工成為雙曲面形式,通過骨架的固定方式將不同的曲面板拼接在一起,其施工的技術(shù)難點在于單元板塊加工、固定形式以及板與板之間的連接方式。需主要解決面板拼裝的高差控制、曲面板加工技術(shù)問題。因此在設(shè)計階段,就應(yīng)充分考慮此類幕墻中板塊加工技術(shù)、安裝技術(shù)、龍骨及轉(zhuǎn)接件加工技術(shù)中存在的允許偏差范圍值,并逐步將其吸收解決,為后續(xù)的施工偏差留有一定的余地。
百葉造型的幕墻設(shè)計形式所要解決的施工技術(shù)問題主要是:作為獨立構(gòu)件的百葉,其自身在加工精確度、平整度以及在拼裝組合過程中保證整體的一致性等問題的控制。這種設(shè)計在施工過程中,主要控制龍骨的安裝精確度及構(gòu)件加工尺寸的精準度。
在各類造型多變的建筑及裝飾幕墻形態(tài)的設(shè)計面前,隨著科學(xué)技術(shù)、計算機應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展,不論是設(shè)計、施工,計算機及軟件的應(yīng)用,已不斷被優(yōu)化改進。為了提高生產(chǎn)效率,從設(shè)計、材料加工,到施工安裝,均使用了計算機輔助。在工程質(zhì)量及進度、安全環(huán)保等方面均起到了舉足輕重的作用。
無論采用何種異形鋁板的幕墻設(shè)計,其設(shè)計理念在施工過程中,均需要克服不同的施工難點,主要為單元板塊的加工精度,龍骨、構(gòu)件的加工及安裝形式、偏差控制,幕墻整體的性能保證等。
合理運用BIM軟件與排版、模型模擬,結(jié)合裝配式的施工方式,作為對施工技術(shù)的輔助,加之不斷的設(shè)計優(yōu)化與設(shè)計、技術(shù)方案等的改進,保證了異型鋁板幕墻的施工及觀感質(zhì)量。