異型鋁板幕墻設(shè)計(jì)形式研究與施工技術(shù)分析

王瑞凌

（甘肅第一建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730050）

幕墻作為建筑的圍護(hù)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(guó)，由于國(guó)際設(shè)計(jì)師方案的引進(jìn)，幕墻的造型設(shè)計(jì)越來(lái)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(lái)越被人們所接受。考慮到工程造價(jià)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(lái)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(shí)現(xiàn)該類幕墻的設(shè)計(jì)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(jì)理念及方案，對(duì)解決施工技術(shù)難題有一定的促進(jìn)作用。

1 異形鋁板幕墻設(shè)計(jì)形式

異形鋁板幕墻具有色彩豐富，造型新穎等特點(diǎn)，會(huì)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(chǎng)景形式加以論述。

1.1 與屋面結(jié)合的形式

由于幕墻多用于大型場(chǎng)館等建筑的外圍護(hù)裝飾，依托于新形式的設(shè)計(jì)元素，個(gè)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(guò)渡為一個(gè)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(guó)家大劇院（圖2）。當(dāng)然，北京國(guó)家大劇院作為中國(guó)的標(biāo)志性建筑，其材料選用了造價(jià)更加昂貴的鈦合金板，其自身性能和效果遠(yuǎn)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(guó)家大劇院

為了體現(xiàn)建筑本身的造型變化，有些項(xiàng)目運(yùn)用了雙曲面造型，將建筑的曲面流動(dòng)感展現(xiàn)得淋漓盡致，從視覺(jué)上打破了建筑本身堅(jiān)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(dòng)的曲線，通過(guò)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

1.2 鏤空烤瓷材料優(yōu)化

隨著設(shè)計(jì)的多樣化與造型的別出心裁外，為了實(shí)現(xiàn)不同的裝飾及觀感效果，設(shè)計(jì)過(guò)程中也對(duì)相應(yīng)的材料進(jìn)行了優(yōu)化與改進(jìn)。

如杭州運(yùn)河大劇院（圖4），其螺旋形的外觀及建筑造型，以及設(shè)計(jì)的鏤空烤瓷鋁板幕墻，別具一格，從另一個(gè)空間維度展現(xiàn)了建筑的曲線變化。通過(guò)對(duì)鋁板的特殊設(shè)計(jì)及工藝改造，使其具有自潔性高，光澤度好，并實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)。

圖4 杭州運(yùn)河大劇院

1.3 裝飾線條形式的應(yīng)用

除了各種曲面造型變化的特點(diǎn)外，部分建筑通過(guò)鋁板的裝飾線條形式，來(lái)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。

1.4 裝配式異形板檐口形式

仿古建筑在我國(guó)有著源遠(yuǎn)流長(zhǎng)的歷史，其造型也成為設(shè)計(jì)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(jué)效果。運(yùn)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(shí)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

1.5 異形鋁板幕墻百葉構(gòu)件形式

除了整體造型變化的設(shè)計(jì)形式以外，將獨(dú)立的百葉設(shè)計(jì)成為一個(gè)單元構(gòu)件，通過(guò)施工技術(shù)，組合成一個(gè)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(xì)部構(gòu)造上，又有千差萬(wàn)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。

2 針對(duì)異型鋁板幕墻施工技術(shù)分析

由于異型鋁板幕墻設(shè)計(jì)形式的多樣性，其造型的實(shí)現(xiàn)，將會(huì)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(shí)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)。

2.1 單曲面施工技術(shù)分析

單曲面基本多用于屋面與墻面相結(jié)合的設(shè)計(jì)形式，僅就屋面部位防水做特殊要求。其圍護(hù)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(guò)逐步過(guò)渡，將板面拼裝成光滑過(guò)渡的曲面。安裝過(guò)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(guò)程主要需控制材料加工的精準(zhǔn)度及安裝過(guò)程中龍骨、板塊、加工件等的允許偏差值。

2.2 雙曲面板施工技術(shù)分析

雙曲面板的幕墻施工主要是將個(gè)別單元板塊加工成為雙曲面形式，通過(guò)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(diǎn)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(wèn)題。因此在設(shè)計(jì)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。

2.3 百葉造型施工技術(shù)分析

百葉造型的幕墻設(shè)計(jì)形式所要解決的施工技術(shù)問(wèn)題主要是：作為獨(dú)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(guò)程中保證整體的一致性等問(wèn)題的控制。這種設(shè)計(jì)在施工過(guò)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(zhǔn)度。

3 結(jié)語(yǔ)

在各類造型多變的建筑及裝飾幕墻形態(tài)的設(shè)計(jì)面前，隨著科學(xué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，不論是設(shè)計(jì)、施工，計(jì)算機(jī)及軟件的應(yīng)用，已不斷被優(yōu)化改進(jìn)。為了提高生產(chǎn)效率，從設(shè)計(jì)、材料加工，到施工安裝，均使用了計(jì)算機(jī)輔助。在工程質(zhì)量及進(jìn)度、安全環(huán)保等方面均起到了舉足輕重的作用。

無(wú)論采用何種異形鋁板的幕墻設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)理念在施工過(guò)程中，均需要克服不同的施工難點(diǎn)，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(yùn)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(duì)施工技術(shù)的輔助，加之不斷的設(shè)計(jì)優(yōu)化與設(shè)計(jì)、技術(shù)方案等的改進(jìn)，保證了異型鋁板幕墻的施工及觀感質(zhì)量。