幕墻設(shè)計幾何控制方法初探

姜琦

摘 要：幕墻屬于現(xiàn)代建筑的重要設(shè)計元素，能夠凸顯出建筑形式與風(fēng)格。此次研究基于幾何學(xué)角度，分析建筑幕墻幾何控制方法，涉及到幕墻設(shè)計思維理念以及工程技術(shù)，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人員起到參考性價值。

關(guān)鍵詞：建筑幕墻;設(shè)計方法;幾何控制

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

1、幕墻設(shè)計幾何控制方法

1.1幾何控制方法的設(shè)計步驟

基于幾何學(xué)思想，幕墻設(shè)計的幾何控制方法追求秩序與簡潔目標(biāo)，不斷提升建筑幾何特征，充分考慮幾何結(jié)垢與建筑量化關(guān)系。

（1）明確設(shè)計策略：在幾何控制期間，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)預(yù)設(shè)和判斷幕墻的最終設(shè)計效果。由于幕墻設(shè)計并非以建筑概念為主，強調(diào)設(shè)計構(gòu)思的手段與方法。所以設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)按照建筑訴求，表現(xiàn)出建筑形式，明確設(shè)計策略。此外，幕墻設(shè)計還會受到經(jīng)濟性、場地以及功能的影響。設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)按照不同功能性質(zhì)與造價，合理選擇幕墻設(shè)計的路徑。

（2）選擇幕墻材料：在選擇幕墻材料時，應(yīng)當(dāng)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(yīng)當(dāng)基于幕墻設(shè)計策略為主，深入分析材料的工藝技術(shù)和表現(xiàn)形式。材料工藝技術(shù)多我加工技術(shù)和施工技術(shù)。按照建筑的幾何特征選擇不同的加工技術(shù)，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(xiàn)出建筑形式的表現(xiàn)力。應(yīng)當(dāng)按照幾何特征選擇適宜的設(shè)計策略，以此表現(xiàn)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(xiàn)多種尺寸和規(guī)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(tǒng)一幾何秩序中。所以幕墻幾何邊界修正內(nèi)容主要包括平面組合與結(jié)構(gòu)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(yīng)當(dāng)深入分析項目的可行性。與建設(shè)單位做好溝通交流，以此明確設(shè)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(shè)計，然而上述因素屬于幾何控制的基礎(chǔ)前提，在具體設(shè)計中必須考慮到以上因素的影響作用。

（2）方案設(shè)計：該階段主要是設(shè)計人員通過圖紙模型，使抽象化空間表達具象化，全面體現(xiàn)出建筑物與基地環(huán)境的布設(shè)意向。在方案設(shè)計過程中，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)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(shè)單位做好溝通交流，明確面層材料組合的構(gòu)造溝瀆和幾何尺寸。

（3）具體設(shè)計：該階段屬于施工建設(shè)前的重要階段，按照設(shè)計要求與規(guī)范，提出具體的設(shè)計策略，設(shè)計人員對不同技術(shù)工種進行協(xié)調(diào)，明確建筑具體尺寸和技術(shù)方法。設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)聯(lián)合空間組織關(guān)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(nèi)空間需求進行協(xié)調(diào)。

2、幕墻設(shè)計幾何控制方法的具體應(yīng)用

2.1項目概況

某公園建設(shè)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(yè)態(tài)復(fù)雜，且混合程度高，緊鄰居住區(qū)。按照不同行為活動類型，將其劃分為公共活動區(qū)域和私人活動區(qū)域。以行為動線分析為主，通過公共活動區(qū)域和私人活動區(qū)域連接不同功能區(qū)。在實際設(shè)計與構(gòu)思階段，將幾何控制方法作為設(shè)計控制工具。

（1）場地設(shè)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(shè)計在場地人行道周邊，對活動場地進行劃分。將方形鋪裝設(shè)置在綠地內(nèi)，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(nèi)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(shè)計的矮墻上，以此作為綠地的側(cè)擋墻。

（2）建筑功能布局：建筑功能主要包括公共區(qū)域、辦公管理區(qū)域、展示廳以及走廊。外側(cè)為展示區(qū)域，內(nèi)側(cè)為生活宣傳區(qū)域，采用不同洞口方式，獲取內(nèi)側(cè)與外側(cè)視線與行為的聯(lián)系。

2.2設(shè)計幾何控制方法

（1）幕墻設(shè)計策略：在該公園設(shè)計中，通過幾何學(xué)思想對設(shè)計全過程進行統(tǒng)籌。前期構(gòu)思階段，應(yīng)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(shè)置到不同幾何體量中，以此呈現(xiàn)出清晰的連接關(guān)系。幕墻設(shè)計必須提升建筑整體品質(zhì)，采用幾何控制方法，能夠清晰表達出建筑不同體量的關(guān)系，凸顯出建筑的幾何特征。

幕墻設(shè)計策略通過幾何結(jié)構(gòu)圖解方式呈現(xiàn)。不同功能區(qū)分散布設(shè)，能夠與走廊形成幾何關(guān)系。對于面交接關(guān)系來說，展廊側(cè)面與頂面形成框架結(jié)構(gòu)。按照不同使用功能要求，將展示廳幕墻界面連接，以此呈現(xiàn)出封閉式特征。通過建筑體量的面組合關(guān)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(diào)整過程。按照幕墻材料結(jié)果，調(diào)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(guān)系以及幾何尺寸進行協(xié)調(diào)。例如在公園設(shè)計中，優(yōu)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(guān)鍵節(jié)點設(shè)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(guān)系與材質(zhì)類型。按照幕墻設(shè)計策略選擇適宜的設(shè)計方法。在幕墻關(guān)鍵節(jié)點設(shè)計中，必須不斷強化幕墻幾何特征，展現(xiàn)出空間界面的交接關(guān)系。

（4）磚幕墻形式的表現(xiàn)力：磚幕墻建造特征為砌筑，具備多樣化建筑形式表現(xiàn)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(huán)境和歷史。設(shè)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(xiàn)出全新形式。例如在公園設(shè)計中，深入探索磚材料的表現(xiàn)形式，在設(shè)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(jié)束語

綜上所述，此次研究通過幾何控制方法，深化設(shè)計砌筑時磚幕墻以及金屬幕墻，在設(shè)計構(gòu)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(shè)計策略。通過幾何作圖方法修正界面幾何位置和尺寸關(guān)系，以此滿足幕墻材料組合要求，以此實現(xiàn)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。

參考文獻：

[1]程玉英.懸邊豎向折彎型單元式玻璃幕墻在超高層建筑中的應(yīng)用[J].建筑施工，2019，41（08）：1472-1474.

[2]尹航.基于幾何構(gòu)造及通風(fēng)模式的雙層幕墻火災(zāi)危險性探析[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2018，37（08）：1079-1083.

[3]歐英雷.玻璃幕墻的幾何形狀對反射太陽光引起的視覺掩蓋效應(yīng)的量化研究[J].四川建筑科學(xué)研究，2016，42（02）：121-125.

[4]王華平，林沖，何小東.桂林兩江國際機場航站樓超大異形玻璃幕墻板塊安裝技術(shù)[J].施工技術(shù)，2017，46（19）：139-141+148.

[5]段文付，張大偉.光谷國際網(wǎng)球中心弧面菱形點式玻璃幕墻關(guān)鍵施工技術(shù)[J].施工技術(shù)，2017，46（02）：24-26+108.