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          上海“虹橋綠谷”建筑表皮系統節能設計

          來源:2014年會論文集  作者:*  日期:2014-4-24
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            摘要:建筑表皮對整個建筑物的節能起到重要的作用,因此玻璃幕墻的節能設計是建筑師關注的重點。本文以“虹橋綠谷”作為實例,介紹了幾種玻璃幕墻(凹凸玻璃幕墻、雙層大跨度玻璃幕墻、帶遮陽設施的退臺玻璃幕墻)的節能細部設計,闡述了各種系統的主要材料構成和功能特點,以利于建筑幕墻方案設計時參考。
            關鍵詞:凹凸幕墻;雙層幕墻;遮陽

           

            4.2底部節點設計

            雙層大跨度玻璃幕墻底部進風口交錯設置四組400mm寬的活動百葉。四組百葉分別設在底部進風口、鋼結構底邊的上下面以及通道地面;相鄰兩組百葉的方向是相反的,并且四組百葉垂直方向不是在一條線上。這樣設計可以有效防止粉塵進入通道內,提高室內的空氣質量。兩通道地面采用3mm鋁合金板封閉,膠縫16mm(如圖4.3)。

           

            5 帶遮陽設施的玻璃幕墻系統設計

            

            現代遮陽系統對建筑物的節能具有重要意義[6]。夏季可以有效阻止太陽光的直接熱輻射、降低建筑物的空調負荷,起到節能環保的效果。而外遮陽系統在降低室內熱,調節室內光、熱方面最為有效。建筑表皮遮陽是夏熱冬冷地區建筑節能的重要技術,建筑遮陽必將隨著科學技術的發展受到人們越來越多的重視。

            5.1可旋轉電動玻璃百葉遮陽系統

            活動外遮陽系統可以根據太陽與建筑的相對位置、建筑使用需求靈活控制、對散射輻射和眩光有較好的控制,尤其是在處理低角度的直射、散射和反射光時非常有效。電動智能百葉遮陽系統是綠色智能建筑的最佳選擇,它可以根據季節、氣候、朝向、時段等條件的不同,自動調整運轉狀態。上海地區夏季東西方向垂直面上受到的太陽輻射強度僅次于水平面,垂直方向的遮陽同樣非常重要。根據地理位置、建筑方位和透明輕盈辦公室定位等,在東西面沿街方向采用了電動玻璃百葉加上綠化槽的一體化遮陽設計(圖5.1)。其系統構造如下:

            1,玻璃遮陽翼通過面玻璃(夾膠玻璃,12鋼化+1.52PVB(乳白色半透明膠片)+12鋼化)和肋玻璃(12鋼化+1.52PVB(透明膠片)+12鋼化)組成,寬度900mm,間距1400,高度約4.2m,所有夾膠玻璃開放邊采用2mm不銹鋼包覆。

            2,每層樓板處懸臂外挑變截面工字鋼梁支撐玻璃百葉和傳動機構等;橫向聯系梁為10#槽鋼,連接方式為螺栓連接。

            3,水平金屬翼前端寬度900,采用3mm鋁合金包覆,16mm開放縫隙內為M6內六角不銹鋼螺桿(深灰色PVDF噴涂),以便于拆卸維護。

            4,中間上人馬道為鋁合金格柵,格柵片厚度3mm,高度40mm,平面布局間距約為20mm,每間隔約150mm設置直徑8mm鋁合金棒作為側向穩定構件(詞條“構件”由行業大百科提供),馬道整體PVDF噴涂。

            5,馬道和10#槽鋼聯系梁之間采用螺栓連接。

            6,水平綠化槽,做法詳見5.3節。

            7,穿越幕墻的懸臂梁和預先調整精確的固定座采用螺栓群連接,固定座前面和金屬槽面齊平,穿越處打膠密封。

            8,玻璃葉片的上下端不銹鋼夾具材質為316,并需為一體化鑄造成品,表面處理(詞條“表面處理”由行業大百科提供)和顏色待定。

            9,電動及傳動機構:(1)驅動設備為電動推桿,行程約450mm,保證葉片旋轉角(詞條“轉角”由行業大百科提供)度可以達到180度,IP65級,推動力750N,自鎖力2000N。(2)傳動機構為齒輪齒條傳動,并要求有鎖定裝置,當處于停車狀態,百葉的防止扭轉通過此裝置鎖定,避免推桿繼續受力。(3)一組推力機構推動四組葉片,每組推力機構包括兩個推桿和一個同步器,兩個推桿同時推動百葉上下端的齒輪齒條。(4)控制系統,至少保證分戶同步控制、分層同步控制、整棟建筑同步控制、緊急狀態全部鎖定四級控制,其他要求依據業主和建筑師要求。(5)除采用更為優化的設備配置,否則此機電配置以上述要求為基礎進行擴展(圖5.2、圖5.4)。

           

            5.2 可旋轉電動木飾百葉遮陽系統

            朝內庭的東西立面同樣在垂直方向需要遮陽裝置,但是出于內庭立面顏色,材質的協調出發,電動百葉材質采用仿木紋千思板(圖5.5)。電動木飾百葉遮陽系統構造如下:

            1,(仿)木質遮陽翼通過中間金屬軸(組合件)+兩端鋁合金骨架+12mm仿木紋纖思板(4片)組成,寬度1000mm,間距1400(或依據模),高度約4.2m,所有外露金屬為深灰色PVDF噴涂。

            2,每層樓板處懸臂外挑變截面工字鋼梁支撐(仿)木質百葉和傳動機構等;橫向聯系梁為10#槽鋼,連接方式為螺栓連接。

            3,水平金屬翼前端寬度675,采用3mm鋁合金(表面PVDF)包覆,16mm開放縫隙內為M6內六角不銹鋼螺桿(深灰色PVDF噴涂),以便于拆卸維護。

            4,無上人馬道,無水平綠化槽。

            5,穿越幕墻的懸臂梁和預先調整精確的固定座采用螺栓群連接,固定座前面和金屬槽面(或石材完成面)齊平,穿越處打膠密封。

            6,(仿)木質葉片的上下端不銹鋼夾具材質為316,并需為一體化鑄造成品。

            7,電動及傳動機構,同電動玻璃百葉,詳見5.1節。

           

            5.3 外挑空中綠化槽帶水平遮陽系統

            以綠色建筑理念引領建筑空間創意,以綠色建筑技術打造綠色生態環境,使建筑融于公園自然的形態之中。以綠色建筑為目標的建筑物,必然少不了綠色植物的點綴。夏天可以充分利用綠色植物的遮擋,降低建筑表皮和周圍環境的溫度。在每層的玻璃幕墻前面設置空中綠化槽,同時利用建筑造型,垂直方向進行退臺設計,兩者結合起來是一個不錯的選擇,其系統構造設計如下:

            1,水平金屬遮陽翼外端距離玻璃完成表面1450mm。

            2,縱深鋼梁為160mm高‘T’型鋼,聯系梁為4排10#槽鋼,所有外露鋼梁表面均需達到建筑級精度,并且PVDF噴涂,鋼梁連接點均為螺栓連接,不允許焊接

            3,中間上人馬道為鋁合金格柵,格柵片厚度3mm,高度40mm,平面布局間距約為20mm,每間隔約150mm設置直徑8mm鋁合金棒作為側向穩定構件,馬道整體PVDF噴涂。

            4,馬道和10#槽鋼聯系梁之間采用螺栓連接。

            5,縱深梁前部采用直徑22mm不銹鋼拉桿,逐層吊掛之建筑頂部梁結構,內側通過專用零件和幕墻豎向龍骨連接,方式為鉸接

            6,最下部縱深梁和底側結構通過直徑22mm不銹鋼拉桿(詞條“拉桿”由行業大百科提供)拉住,間距可以為5~6倍的玻璃水平分割模數。

            7,水平綠化槽:1),預制金屬槽+營養土(濕容重1.2噸/立方米)+植物+澆灌附件等。 2),要求金屬槽和支撐鋼梁之間需采用螺栓連接(鋼梁上預留連接孔),不允許焊接。

            

            6 結論與展望

            建筑表皮的對整個建筑物的節能至關重要,選擇正確的建筑表皮能將建筑功能與建筑形態完美地進行結合和統一。虹橋綠谷項目采用了凹凸幕墻,雙層大跨度玻璃幕墻,帶可旋轉遮陽百葉系統玻璃幕墻,和帶綠化槽遮陽系統的節能設計與建筑表皮形態相結合,充分運用外陽臺、結構退臺、結構凸凹造型形成建筑物自身遮陽的處理手法。另外,上海屬于典型的夏熱冬冷地區,在向南的立面重點設置水平遮陽;在東西立面設置根據季節、氣候、朝向、時段等條件的不同,自動調整運轉狀態可旋轉的電動百葉遮陽設施。幾種幕墻的組合不經豐富了建筑立面效果,綠色節能,達到了很好的藝術效果。

            幕墻的節能設計是一個與建筑、機電專業相結合的綜合課題,本文較為可通用的建筑技術和幕墻技術建筑幕墻節能設計提供參考。

            參考文獻

            [1]《公共建筑節能設計標準GB50189-2005

            [2]《玻璃幕墻工程技術規范JGJ102-2003

            [3]《建筑玻璃應用技術規程》 GJ113-2009

            [4]《建筑幕墻》 GB/T21086-2007

            [5] 岑曦,寇玉德.淺議雙層幕墻[J].建筑節能,2010,38,(6):1

            [6] 李錚嶸,趙群,展磊.建筑遮陽與節能[M].中國建筑工業出版社2009

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