超高層建筑幕墻面臨機遇與挑戰

　　3.5結構輕巧、纖細，透明化技術

　　3.5.1點式，索網

　　全玻璃幕墻

　　全玻璃幕墻是隨著玻璃生產技術的提髙和產品多樣化而誕生的，它為建筑師創造一個奇特、透明、晶瑩的建筑提供了條件。全玻璃幕墻改變了過去著重用玻璃表現窗戶、表現建筑的傳統手法，而是更多地利用玻璃透明的質感特性，追求建筑物內外空間的流通和融合。人們可以透過玻璃清楚地看到玻璃幕墻的整個結構系統，使這種結構系統從單純的支承作用轉向表現其可見性。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、會展中心、機場候機樓等)廣泛采用。圖12.2.2為索網點式幕墻的節點形式。

　　3.5.2玻璃作為結構材料

　　現代建筑要求更加通透，建筑跨度越來越大，結構材料要求越來具有高的強度、高性能的趨勢，傳統的工程結構材料鋼鐵和鋁合金的斷面也隨之而增大，影響建筑效果。為了達到建筑的最大的通透性，玻璃等脆性材料也被用來當作結構材料來便用。

　　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，玻璃梁主要是通過圍繞主軸進行彎曲而獲得應力的，大部分應力都分布在邊緣，因此，通常采用鋼化玻璃。盡管張拉彎曲力可以通過增加梁高來降低，但會由于側向壓曲而增加斷裂的危險。長的玻璃肋(豎框)必須由幾部分接合在一起組成，如通過摩擦接合、單獨緊固件或膠黏劑連接起來。如果脆弱的玻璃抗壓強度足夠大，再配以高抗拉強度的延展性材料，那么玻璃梁中的拉力就可以被安全地承載。只有通過這種方法，眾多的玻璃結構才能得以實現。蘋果品牌上海浦東店的肋駁接幕墻，如圖10.2.31所示，其高度達到了40英尺，創造了幕墻肋駁接系統和玻璃板塊尺寸之最。再者，日本的東京國際廣場的購物中心以其獨特的10.6 m長的懸臂玻璃天蓬著稱。如圖3.5.2所示。

　　3.6數字化技術為個性化復雜建筑實施提供了有效手段：BIM技術

　　外皮作為建筑外圍護體系，除了減輕建筑結構重量外，還承載了包括建筑藝術表達、室內外環境交流以及為室內人員提供遮蔽防護等作用，并且外皮在建筑整個實施過程中的難度、重要性以及復雜性絲毫也不亞于其他兩大專業即：機電和主體結構(包含土建結構以及鋼結構)。BIM是服務于建筑全生命周期的一種技術，其在建筑不同專業中實施線路基本相同，但由于專業之間的差別，不同專遍運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工業加工制造的方式成形出來的一個過程，而BIM與外皮的結合，也變成了一個多專業跨平臺的合作，具有特殊的意義和價值。

　　模塊化，裝配化施工技術：

　　數字化制造是指在數字化技術和制造技術融合的背景下，并在虛擬現實、計算機網絡、快速原型、數據庫和多媒體等支撐技術的支持下，根據用戶的需求，迅速收集資源信息，對產品信息、工藝信息和資源信息進行分析、規劃和重組，實現對產品設計和功能的仿真以及原型制造，進而快速生產出達到用戶要求性能的產品整個制造全過程。內容包括：CAD---計算機輔助設計、CAE---計算機輔助工程分析、CAM---計算機輔助制造、CAPP---計算機輔助工藝規劃、PDM---產品數據庫管理、ERP---企業資源計劃、RE---逆向工程技術、RP---快速成型。

　　一體化制造(CAM計算機輔助制造從設計到制造一體化)

　　只有把CAD和計算機輔助制造CAM結合成一體，才能進一步提高生產力和加工精度。CAD與CAM的集成，可以通過一個公共的數據庫來實現。CAD/CAM廣泛應用的必然結果是更大規模的集成化。即在設計、制造、生產管理、售后服務等環節中采用統一的產品信息模型，通過數據庫和網絡技術在組織內部以至協作單位的國際范圍內建立暢通的信息流。

　　裝配式工業化建造技術：

　　所謂裝配式工業化建造技術，就是將建筑分成多個單元或構件，其中的主要構成部分(墻體、梁、柱、樓板以及樓梯、內裝修及外裝飾等)均在工廠生產，然后運到工地,采用預制技術將構件在現場進行裝配化施工建造的技術。這種建造技術的優點是建造速度快，受氣候條件制約小，節約勞動力并可提高建筑質量。

　　【4】結論

　　超高層建筑需求和發展為幕墻帶來發展機遇同時提出了新的要求，反過來幕墻新技術也為實現建筑提供了可能性，在辨證互動中發展。超高層建筑是現代科學技術的結晶，也是科學技術發展的源動力之一。應認真總結幕墻發展規律，為超高層建筑的發展做應有的貢獻。

　　1)幕墻新技術發展發現是超高層建筑需要。具體體現在：節能環保、低碳和綠色是持續發展的需要，建筑社會責任之表達。

　　·智能化：超高建筑幕墻外環境復雜，對幕墻性能要求高，幕墻面積大，對管理要求高，智能化能幫助各方實現運行管理和人性化要求。

　　·個性化：隨著建筑設計國際化等各種力量推動下，追求個性成為每一位設計師的目標。外幕墻作為建筑“名片”，個性化成為普遍。

　　·通透化：室內外空間交融的追求是建筑永恒話題，幕墻技術發展為其提供了可能。

　　·數字化：數字化發展在生產率并不高的建筑領域內已然發揮其永無之地，有望大幅度提升建筑行業生產率。

　　·集成設計

　　2)建筑幕墻應大力發展共同工具平臺;

　　BIM：發展4D技術，為順利實施幕墻創造條件，同時提高生產力;

　　CFD:太陽能建筑，能力模型分析等。

　　3)創新勢在必行，例如：CCF幕墻，光伏一體化，過濾通風等。前期的試驗應用，總結并提升經驗。

　　4)需要提高工業設計，人性化設計水平，從而朝精品，藝術品的方向發展，這是時代潮流，集約化發展需要。

　　5)幕墻既是建筑部件，又有一定獨立性。建筑是靈感之源，好產品能拓寬建筑師視野，啟發設計靈感。建筑幕墻應承擔起使命。

　　6)大量的成功案例說明，幕墻技術能滿足較高個性化要求，但仍存在實施成本高，精致度不盡人意，施工效率、生產率低等問題，應大力發展針對性強、先進的專業施工工藝。

　　7)考慮建筑實用性是建筑設計出發點之一，并與各項專業要求綜合起來考慮，所以建筑設計不應片面追求某一方面，例如，只注重外觀而忽略內部視覺優化，自然采光，通風，以及批量施工工藝，否則難以完成完美的作品。

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