幕墻設計幾何控制方法初探

姜琦

摘 要：幕墻屬于現代建筑的重要設計元素，能夠凸顯出建筑形式與風格。此次研究基于幾何學角度，分析建筑幕墻幾何控制方法，涉及到幕墻設計思維理念以及工程技術，希望能夠對相關人員起到參考性價值。

關鍵詞：建筑幕墻;設計方法;幾何控制

外墻是建筑的外界面，最初無飾面與結構之分，磚石作為建筑結構主體，被當作飾面所表現。隨著建筑學的快速發展，幕墻設計開始被作為建筑外立面設計的主要內容。幕墻設計能夠在形式與技術工藝方面表現出多元化特征。設計人員能夠深入挖掘幕墻的表現力，然而由于設計自由理念，沒有注重到建筑秩序與邏輯，從而導致幕墻設計成品與設計構思的差異比較大。當前，幕墻設計所存在的問題多為設計人員過多關注幕墻設計技術方法和措施，沒有注重表達建筑形體;其次，設計人員無法通過設計工藝控制幕墻，從而導致幕墻設計與施工控制無法有效貼合。所以必須基于“幾何學”角度，深入分析和研究建筑幕墻設計問題。

1、幕墻設計幾何控制方法

1.1幾何控制方法的設計步驟

基于幾何學思想，幕墻設計的幾何控制方法追求秩序與簡潔目標，不斷提升建筑幾何特征，充分考慮幾何結垢與建筑量化關系。

（1）明確設計策略：在幾何控制期間，設計人員應當預設和判斷幕墻的最終設計效果。由于幕墻設計并非以建筑概念為主，強調設計構思的手段與方法。所以設計人員應當按照建筑訴求，表現出建筑形式，明確設計策略。此外，幕墻設計還會受到經濟性、場地以及功能的影響。設計人員應當按照不同功能性質與造價，合理選擇幕墻設計的路徑。

（2）選擇幕墻材料：在選擇幕墻材料時，應當從面層材料組合與材料選擇方面入手。對于面層材料來說，應當基于幕墻設計策略為主，深入分析材料的工藝技術和表現形式。材料工藝技術多我加工技術和施工技術。按照建筑的幾何特征選擇不同的加工技術，并且選擇適宜的面層材料。對于面層材料組合方式來說，其能夠全面展現出建筑形式的表現力。應當按照幾何特征選擇適宜的設計策略，以此表現出建筑形體的厚重感和體量感。

（3）修正幕墻幾何邊界：通過幕墻幾何邊界修正，能夠防止幕墻面層材料組合出現多種尺寸和規格，以免影響建筑幾何特征表達，確保幕墻不同界面都處于統一幾何秩序中。所以幕墻幾何邊界修正內容主要包括平面組合與結構邊跨尺寸修正、平面組合與女兒墻修正、門窗洞口位置修正。

1.2幾何控制方法的程序策略

（1）前期策劃：在該階段，應當深入分析項目的可行性。與建設單位做好溝通交流，以此明確設計目的、工程進度及造價。盡管在前期策劃階段并沒有進行具體的設計，然而上述因素屬于幾何控制的基礎前提，在具體設計中必須考慮到以上因素的影響作用。

（2）方案設計：該階段主要是設計人員通過圖紙模型，使抽象化空間表達具象化，全面體現出建筑物與基地環境的布設意向。在方案設計過程中，設計人員應當全面分析幕墻材料對建筑形式的影響。幕墻材料必須匹配幾何特征，并且與建設單位做好溝通交流，明確面層材料組合的構造溝瀆和幾何尺寸。

（3）具體設計：該階段屬于施工建設前的重要階段，按照設計要求與規范，提出具體的設計策略，設計人員對不同技術工種進行協調，明確建筑具體尺寸和技術方法。設計人員應當聯合空間組織關系與尺寸，修正幕墻幾何邊界。并且對幕墻面層材料組合與室內空間需求進行協調。

2、幕墻設計幾何控制方法的具體應用

2.1項目概況

某公園建設項目，占地面積為6000平方米，建筑面積為1500平方米。公園功能組成包括綠地、活動場地、附屬建筑和停車場地。項目周邊功能業態復雜，且混合程度高，緊鄰居住區。按照不同行為活動類型，將其劃分為公共活動區域和私人活動區域。以行為動線分析為主，通過公共活動區域和私人活動區域連接不同功能區。在實際設計與構思階段，將幾何控制方法作為設計控制工具。

（1）場地設計：通過點線面方式，強化建筑與景觀的場地幾何特征。將三角綠地設計在場地人行道周邊，對活動場地進行劃分。將方形鋪裝設置在綠地內，以此消除三角形的幾何邊界。將三角形緩坡綠地切入到人行道，以此提升行人對公園內部空間的感知力，消除三角形的幾何邊界。沿著方形鋪裝與人行道，切入到綠地邊界設計的矮墻上，以此作為綠地的側擋墻。

（2）建筑功能布局：建筑功能主要包括公共區域、辦公管理區域、展示廳以及走廊。外側為展示區域，內側為生活宣傳區域，采用不同洞口方式，獲取內側與外側視線與行為的聯系。

2.2設計幾何控制方法

（1）幕墻設計策略：在該公園設計中，通過幾何學思想對設計全過程進行統籌。前期構思階段，應用幾何操作方法，采用點線面方式，強化建筑與景觀的場地幾何特征。在建筑布局上，將不同功能組團設置到不同幾何體量中，以此呈現出清晰的連接關系。幕墻設計必須提升建筑整體品質，采用幾何控制方法，能夠清晰表達出建筑不同體量的關系，凸顯出建筑的幾何特征。

幕墻設計策略通過幾何結構圖解方式呈現。不同功能區分散布設，能夠與走廊形成幾何關系。對于面交接關系來說，展廊側面與頂面形成框架結構。按照不同使用功能要求，將展示廳幕墻界面連接，以此呈現出封閉式特征。通過建筑體量的面組合關系，提升空間流動性。

（2）幕墻幾何邊界修整：在具體修正期間，屬于土建尺寸與幕墻尺寸的調整過程。按照幕墻材料結果，調整建筑邊跨尺寸、女兒墻高度以及層高等，以此滿足幕墻尺寸要求。在實際操作期間，幾何控制的難點在于幕墻幾何邊界修正，碧璽對幕墻各界面關系以及幾何尺寸進行協調。例如在公園設計中，優化改進幕墻幾何邊界修正方法。通過幾何作圖方法精確定位幾何邊界。

（3）幕墻關鍵節點設計：通過幕墻幾何邊界修正，可以按照幕墻尺寸，匹配不同組合形式的幾何尺寸，以此控制幕墻界面的尺寸關系與材質類型。按照幕墻設計策略選擇適宜的設計方法。在幕墻關鍵節點設計中，必須不斷強化幕墻幾何特征，展現出空間界面的交接關系。

（4）磚幕墻形式的表現力：磚幕墻建造特征為砌筑，具備多樣化建筑形式表現力，通過粗獷的砌筑方法和機理肌理，能夠反映出建筑場地環境和歷史。設計人員通過研究磚材料的砌筑方法，通過凹凸砌筑和鏤空砌筑等方法，使幕墻呈現出全新形式。例如在公園設計中，深入探索磚材料的表現形式，在設計展示廳磚幕墻時，通過挑磚砌筑法，形成波紋式肌理效果。

3、結束語

綜上所述，此次研究通過幾何控制方法，深化設計砌筑時磚幕墻以及金屬幕墻，在設計構思期間深入分析建筑與場地的形式特征，不斷強化建筑幾何特征和秩序，采用全新的幕墻設計策略。通過幾何作圖方法修正界面幾何位置和尺寸關系，以此滿足幕墻材料組合要求，以此實現幕墻體量與面的幾何控制。從此次研究能夠看出，幕墻幾何控制方法的實效性比較高。

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