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250~300m超高層建筑立面設(shè)計(jì)和幕墻深化設(shè)計(jì)要點(diǎn)解析

來(lái)源:北京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司  作者:劉小飛  日期:2016-4-26
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  摘要:以深圳京基濱河時(shí)代項(xiàng)目辦公樓外部形體從設(shè)計(jì)到施工的整個(gè)過(guò)程為依據(jù),闡述250~300m的超高層建筑的立面設(shè)計(jì)和幕墻深化要點(diǎn)。
  關(guān)鍵詞:超高層建筑 立面設(shè)計(jì) 幕墻深化 節(jié)能設(shè)計(jì) 材料的限制 燈光設(shè)計(jì)

  目前國(guó)內(nèi)對(duì)于超高層窗戶開(kāi)啟扇的面積和開(kāi)啟扇位置,各地規(guī)范規(guī)定不同。深圳《公共建筑設(shè)計(jì)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)》(SZJ29-2009)深圳市實(shí)施細(xì)則6.1.6 規(guī)定,透明幕墻需要有10% 的開(kāi)啟面積,且100m 以上必須開(kāi)窗。而北京市地方標(biāo)準(zhǔn)《公共建筑設(shè)計(jì)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)》(DBJ01—621—2005)與國(guó)家《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)(詞條“設(shè)計(jì)標(biāo)”由行業(yè)大百科提供)準(zhǔn)》GB50189-2005 并沒(méi)有強(qiáng)制100m 以上必須開(kāi)窗,只是要求不開(kāi)窗部位需要通過(guò)機(jī)械通風(fēng)換氣或者利用通風(fēng)器自然通風(fēng)。

  關(guān)于京基濱河時(shí)代100m 以上是否開(kāi)窗,深圳市住房和建設(shè)局于2013 年9 月16 日組織召開(kāi)了關(guān)于建筑高度超過(guò)100m 部分的透明幕墻可開(kāi)啟面積問(wèn)題的專項(xiàng)研討會(huì)。經(jīng)過(guò)專家研討認(rèn)為,當(dāng)滿足以下條件之一:1)每個(gè)房間的透明幕墻具有可開(kāi)啟部分,2)每個(gè)房間有實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)的建筑措施,3)每個(gè)房間有通風(fēng)換氣裝置,并且每個(gè)房間在過(guò)渡季節(jié)的室外空氣換氣量達(dá)到5 次/h,100m 以上可以不開(kāi)窗。由此,京基濱河時(shí)代項(xiàng)目可以利用通風(fēng)器實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng),使得每個(gè)房間在過(guò)渡季節(jié)的室外空氣換氣量達(dá)到5 次/h,100m 以上可以不開(kāi)窗。設(shè)計(jì)根據(jù)立面設(shè)計(jì)選擇水平和豎向通風(fēng)器,把通風(fēng)器的通風(fēng)設(shè)備融合在立面設(shè)計(jì)中。

  3.2 節(jié)能要點(diǎn)二:有關(guān)窗墻比

  各地節(jié)能規(guī)范規(guī)定窗墻比有個(gè)0.7 的界限,所以玻璃幕墻設(shè)計(jì)受到限制,比如《公共建筑設(shè)計(jì)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)》(SZJ29-2009)深圳市實(shí)施細(xì)則6.2.2 中規(guī)定:當(dāng)幕墻東、南、西向的幕墻綜合遮陽(yáng)系數(shù)為0.21,北向的幕墻綜合遮陽(yáng)(詞條“遮陽(yáng)”由行業(yè)大百科提供)系數(shù)為0.28 時(shí),也就是玻璃的遮陽(yáng)系數(shù)小于0.26時(shí),圍護(hù)結(jié)構(gòu)的窗墻比可以大于0.7。京基濱河時(shí)代的玻璃:8 超白+1.52PVB/8 超白+12A+10 超白,通透率47,遮陽(yáng)系數(shù)SC 為0.30,所以京基需要考慮窗墻比小于0.7,否則所選玻璃的遮陽(yáng)系數(shù)需要小于0.26。

  3.3 節(jié)能要點(diǎn)三:采用遮陽(yáng)措施

  如果是一般的幕墻,考慮到型材影響,外窗遮陽(yáng)系數(shù)Sw =玻璃遮蔽系數(shù)Se×0.8,如果采用遮陽(yáng)措施,對(duì)于降低玻璃的遮蔽系數(shù)也是非常有效的。京基濱河時(shí)代項(xiàng)目各層平面的豎向龍骨突出玻璃面450mm,有效地降低了玻璃的遮蔽系數(shù),這就相當(dāng)于增加了玻璃的選擇余地。

  4 超高層建筑幕墻單元形式要點(diǎn)

  單元式和框架(詞條“框架”由行業(yè)大百科提供)式的選擇決定預(yù)埋件的位置,影響不規(guī)則形體的實(shí)施。

  (1)單元式幕墻適合于規(guī)則的幕墻單元,能夠保證施工質(zhì)量、施工工期和施工精度(詞條“精度”由行業(yè)大百科提供),且此類幕墻的預(yù)埋件可以放在樓板邊梁一側(cè)。

  (2)框架式幕墻優(yōu)點(diǎn)較多,在設(shè)計(jì)、計(jì)算、管理上均比較簡(jiǎn)單;能承受較大的安裝誤差;由于構(gòu)件(詞條“構(gòu)件”由行業(yè)大百科提供)小,在工地上容易存放。但其存在以下缺點(diǎn):整體安裝要在樓房土建施工完畢后,從上端向下端安裝,安裝時(shí)間較長(zhǎng),并且一定要借助腳手架或吊船;易產(chǎn)生安裝誤差,構(gòu)件不直或不平整;防水一般為單層密封,保持雙層密封比較困難;此類幕墻的預(yù)埋件放置在結(jié)構(gòu)板的板邊上部,這樣樓板和幕墻交接處需要有裝飾處理。

  本人建議盡量用單元式幕墻實(shí)施,這樣后期的工期與完成度等容易控制(圖5,6)。

  5 超高層建筑外型材料的限制

  5.1 玻璃的限制

  玻璃有雙/ 單曲面的要求以及超白玻璃的限制。平板中空夾膠玻璃和單曲中空夾膠玻璃顏色色差較大,往往很難應(yīng)用于一個(gè)項(xiàng)目的同一個(gè)位置。所有廠家都不能生產(chǎn)雙曲面中空夾膠玻璃,所以雙曲面玻璃的應(yīng)用受到節(jié)能要求的限制。再者曲面玻璃高度不能超過(guò)4.2m,通層是一個(gè)玻璃單元的設(shè)計(jì)要慎用。有關(guān)玻璃釉面點(diǎn)的直徑和間距,一般直徑不小于2mm(技術(shù)更新可以更小)。

  5.2 石材的限制

  首先是高度應(yīng)用的限制。石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范中規(guī)定,干掛石材幕墻可以在100m 以下,且抗震設(shè)防烈度(詞條“抗震設(shè)防烈度”由行業(yè)大百科提供)不大于8 度。也就是說(shuō)100m 以上不能直接用干掛石材飾面。干掛石材是一種脆性材料(詞條“脆性材料”由行業(yè)大百科提供),在開(kāi)采、加工、裝修過(guò)程中難免會(huì)產(chǎn)生一些很難被發(fā)現(xiàn)的內(nèi)傷。干掛石材幕墻雖然不承擔(dān)主體建筑的載荷,但要承擔(dān)自重、風(fēng)壓、地震、溫度、建筑內(nèi)部振動(dòng)等,即使按最薄的25mm 黃金麻石材薄板計(jì)算,自重也要在70kg/m2 以上,對(duì)抗震很不利。

  因此,經(jīng)過(guò)幾年的使用和計(jì)算,給出了干掛石材100m 的最高限量。

  5.3 鋁板(詞條“鋁板”由行業(yè)大百科提供)的創(chuàng)新

  板表皮有兩種處理方式:粉末噴涂氟碳噴涂。粉沫噴涂設(shè)備有手工式與自動(dòng)吊掛式,施工簡(jiǎn)單,涂層厚度為30um 以上,抗沖擊、耐磨擦、防腐蝕耐候性等均好,涂料價(jià)格比氟碳便宜。但其最大弱點(diǎn)是不能長(zhǎng)期受太陽(yáng)紫外線照射,否則一般2~5 年就會(huì)產(chǎn)生明顯的自然褪色,因此一般用于室內(nèi)幕墻。氟碳噴涂大面積用于鋁板幕墻,具有優(yōu)異的抗褪色性、抗起霜性、抗大氣污染( 酸雨等) 的腐蝕性、抗裂性、抗紫外線能力等,越來(lái)越受到用戶的青睞。目前阿克蘇諾貝爾的粉沫噴涂技術(shù)可以用于室外,能夠保證粉沫噴涂在陽(yáng)光下的穩(wěn)定性。如果經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于氟碳噴涂,應(yīng)有較好的推廣應(yīng)用前景。

  6 超高層建筑屋頂設(shè)計(jì)要點(diǎn)

  300m 高的建筑(如果頂部不是以尖頂收尾),從總體造型考慮,可能需要20~25m 的造型高度。這部分高度內(nèi)實(shí)際往往設(shè)置空中吧和屋頂花園,其頂板距女兒墻頂還要有3 層高度。如果設(shè)置擦窗機(jī),需要將柱子繼續(xù)延伸上去,鋪設(shè)擦窗水平機(jī)軌道。京基濱河時(shí)代辦公樓頂部5 層高外圍護(hù)部分為玻璃幕墻,設(shè)置了雙層幕墻結(jié)構(gòu),并且從頂部俯視,有的女兒墻具有相當(dāng)寬度,這樣就保證了頂部造型的完整(圖7)。

  擦窗機(jī)設(shè)計(jì)分為水平軌道式、附墻軌道式、輪載式、插桿式、懸掛軌道式、滑梯式。在超高層中應(yīng)用較多的是水平軌道式、懸掛軌道式。水平軌道式:軌道沿樓頂屋面布置,設(shè)備可沿軌道自由行走,完成不同立面的作業(yè),廣泛應(yīng)用于屋面結(jié)構(gòu)較為規(guī)矩、樓頂屋面有足夠的空間通道的建筑物。懸掛軌道式:廣泛應(yīng)用于帶帽屋頂結(jié)構(gòu)、建筑物造型復(fù)雜別致、樓面錯(cuò)綜復(fù)雜、單臺(tái)水平和附墻軌道難以完成或成本較高的場(chǎng)合。

  7 超高層建筑燈光設(shè)計(jì)要點(diǎn)

  超高層建筑作為城市的亮點(diǎn)甚至是地標(biāo)性建筑,其照明設(shè)計(jì)更應(yīng)該以“節(jié)能”的理念為導(dǎo)向,用理性與創(chuàng)意凸顯建筑的特色,而不能用單純的亮去引起大家的關(guān)注。另外建筑頂部照明亮度較高,上射光較多,容易破壞夜空環(huán)境,影響天文觀測(cè)。由于超高層建筑照明的特殊性,照明設(shè)計(jì)師們應(yīng)當(dāng)結(jié)合自身建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)采用合理、節(jié)能的照明方式,表現(xiàn)出建筑特征和美感,在達(dá)到較好的照明效果的同時(shí)兼顧整體協(xié)調(diào)美觀。

  京基濱河時(shí)代項(xiàng)目建筑照明分為裙房及入口雨篷照明、標(biāo)準(zhǔn)區(qū)照明、高區(qū)照明、頂部照明(圖8)。首先,底部利用雨篷和大堂的照明,設(shè)置暖光系列與周邊裙房商業(yè)呼應(yīng),共同渲染繁華氛圍。其次,標(biāo)準(zhǔn)區(qū)與高區(qū)在每個(gè)豎挺底部設(shè)置LED 光源,形成漸變效果,強(qiáng)調(diào)竹節(jié)造型。同時(shí)通過(guò)電腦控制燈光明暗和顏色,可以自由組成圖案,形成節(jié)日期間的燈光效果。最后,頂部設(shè)置向上的泛光,顯得建筑更加高聳、挺拔;外圍冷光和空中吧的室內(nèi)暖光交織在一起,形成夢(mèng)幻效果。

  京基濱河時(shí)代項(xiàng)目照明分為五個(gè)層次:1)外圍射燈照明;2)表現(xiàn)竹節(jié)階梯式形體,用漸變的光源突出形體的節(jié)奏感;3)表現(xiàn)豎挺的秩序與細(xì)節(jié),通過(guò)定性光源對(duì)豎挺的側(cè)面打光,產(chǎn)生立體感;4)表現(xiàn)建筑的活力,室內(nèi)辦公的零星燈光為夜間照明增添生命力;5)特殊局部燈光分析,在建筑的頂部與入口處進(jìn)行燈光的特殊處理(圖9)。

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