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　　摘要：創(chuàng)新是時(shí)代主題，是提高幕墻行業(yè)生產(chǎn)效率和品質(zhì)的必由之路。國(guó)內(nèi)幕墻行業(yè)歷經(jīng)近30年的發(fā)展，已建立起相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，具備環(huán)保綠色、智能數(shù)字化和工業(yè)化為代表的幕墻集成技術(shù)能力，并能夠適應(yīng)個(gè)性化建筑市場(chǎng)需求的技術(shù)人才隊(duì)伍，以及相應(yīng)配套實(shí)施能力。但依然存在技術(shù)創(chuàng)新激勵(lì)不足、方法不當(dāng)、創(chuàng)新效率和系統(tǒng)性有待提高等問題。本文首先分析行業(yè)、人才隊(duì)伍和技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合幕墻發(fā)展趨勢(shì)，探索更加符合時(shí)代要求的幕墻技術(shù)創(chuàng)新機(jī)制和方法，推動(dòng)幕墻技術(shù)精細(xì)化創(chuàng)新發(fā)展之策。夯實(shí)基礎(chǔ)性技術(shù)、掌握創(chuàng)新方法、創(chuàng)建創(chuàng)新型組織和文化是促進(jìn)系統(tǒng)性創(chuàng)新，轉(zhuǎn)向“虛擬設(shè)計(jì)和建造”VDC新工作范式，實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)精品幕墻工程的更佳手段。

　　關(guān)鍵詞：幕墻技術(shù)創(chuàng)新;幕墻發(fā)展趨勢(shì);虛擬設(shè)計(jì)和建造

　　1 前言

　　隨著互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的完善、智能控制技術(shù)的升級(jí)、建筑設(shè)計(jì)人本化理念的深入人心和環(huán)保要求的制度化，建筑幕墻必然向智能信息化、綠色環(huán)保化、裝配化和集成化方向發(fā)展。同時(shí)幕墻作為建筑子系統(tǒng)，個(gè)性化幕墻是建筑個(gè)性化設(shè)計(jì)的組成部分，其“個(gè)性化”既是自身發(fā)展的必然又是建筑設(shè)計(jì)追求“創(chuàng)造新存在”所推動(dòng)。人類追求新鮮刺激的本能、資本的追逐商業(yè)利益本性、建筑設(shè)計(jì)師獨(dú)創(chuàng)精神和大眾實(shí)用主義評(píng)判等多重力量互動(dòng)下，建筑活動(dòng)一定會(huì)創(chuàng)造一個(gè)又一個(gè)新的存在。一直以來被廣泛關(guān)注的大型公共建筑方案選擇和決策過程充分印證了上述看法。所以，幕墻設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)創(chuàng)新的重要組成部分，與建筑設(shè)計(jì)互動(dòng)過程中演變、升級(jí)和發(fā)展。這預(yù)示著建筑幕墻，在統(tǒng)一發(fā)展趨勢(shì)下個(gè)性化分化創(chuàng)新發(fā)展。

　　在《2020年中國(guó)建筑設(shè)計(jì)市場(chǎng)現(xiàn)狀調(diào)查與未來發(fā)展前景趨勢(shì)》報(bào)告中，分析建筑行業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)時(shí)提到：“我國(guó)建筑設(shè)計(jì)行業(yè)的核心短板是創(chuàng)新能力不足，這體現(xiàn)在缺乏有利的創(chuàng)新環(huán)境、創(chuàng)新轉(zhuǎn)化機(jī)制不成熟、缺乏創(chuàng)新型人才、科研投入不足等方面，因此，完善創(chuàng)新組織機(jī)構(gòu)、加大科研投入、加強(qiáng)科技創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)和任用，設(shè)立創(chuàng)新激勵(lì)機(jī)制將成為我國(guó)建筑行業(yè)未來的必由之路”。以上分析同樣符合建筑幕墻的創(chuàng)新現(xiàn)狀和趨勢(shì)，值得研究符合時(shí)代的建筑幕墻創(chuàng)新機(jī)制和方法。

　　2 國(guó)內(nèi)幕墻行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及技術(shù)創(chuàng)新現(xiàn)狀分析

　　我國(guó)建筑幕墻從1983年開始起步，歷經(jīng)近30年，經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段(見圖表1)：

　　1983年～1995年，以模仿創(chuàng)新為主要標(biāo)志的起步階段。1995年～2003年，以“消化、吸收、和體系化創(chuàng)新”為主要標(biāo)志的增量發(fā)展階段。其標(biāo)志是1995年發(fā)布 《建筑幕墻物理性能分級(jí)》(GB/T 15225-94)及配套國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、1996年發(fā)布行業(yè)規(guī)范《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》(JGJ 102-96)和《建筑幕墻》(JG 3035-1996)，幕墻行業(yè)進(jìn)入正軌。2003～2015年，個(gè)性化集成創(chuàng)新，并啟動(dòng)數(shù)字化設(shè)計(jì);2015年至今為第四階段，我國(guó)幕墻行業(yè)在國(guó)家供應(yīng)側(cè)改革大背景下，進(jìn)入結(jié)構(gòu)調(diào)整，去產(chǎn)能優(yōu)化創(chuàng)新期，也是數(shù)字化和裝配化發(fā)展階段。到此，是以“節(jié)能綠色、集成、智能化、數(shù)字化”為主要標(biāo)志的產(chǎn)品多樣化發(fā)展階段。

　　我國(guó)幕墻產(chǎn)業(yè)，已成為世界幕墻生產(chǎn)與使用大國(guó)。每年生產(chǎn)安裝各類建筑幕墻約5,500萬平方米，目前年產(chǎn)值近1,200億，市場(chǎng)總量已占世界總量的60%左右，已具備范式切換式創(chuàng)新基礎(chǔ)。

　　2.1 從業(yè)人員技術(shù)創(chuàng)新素質(zhì)現(xiàn)狀

　　建筑幕墻技術(shù)人員應(yīng)具備的技能可歸納為建筑知識(shí)、構(gòu)造設(shè)計(jì)能力、結(jié)構(gòu)及建筑物理分析能力以及及軟件工具應(yīng)用能力，可以進(jìn)一步細(xì)分為六個(gè)維度，即構(gòu)造設(shè)計(jì)能力、分析結(jié)構(gòu)能力、材料創(chuàng)新應(yīng)用能力、工藝落實(shí)能力、工具軟件運(yùn)用能力和集成設(shè)計(jì)能力，由此對(duì)技術(shù)人員的“技能類型”進(jìn)行具體評(píng)估。圖表2給出了目前幕墻行業(yè)中所占比例較高的“平衡普通技能”型技術(shù)人員情況，從該技能圖可看出，該技能類型缺乏“結(jié)構(gòu)分析能力”的維度。分析個(gè)體技術(shù)類型，有利于評(píng)斷具體人才適合做的領(lǐng)域，可指導(dǎo)配置創(chuàng)新型團(tuán)隊(duì)成員。具有創(chuàng)新能力的團(tuán)隊(duì)，通常是由多樣化技能成員組成。

　　幕墻設(shè)計(jì)師應(yīng)具備的技能種類(見圖表2)：

　　1)熟練掌握建筑設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)，掌握一定的建筑物理和建筑美學(xué)知識(shí)。能全面、準(zhǔn)確地識(shí)別建筑工程重點(diǎn)和難點(diǎn)，并具備豐富的幕墻材料、工藝和解決現(xiàn)場(chǎng)問題的能力。2)掌握各種幕墻構(gòu)造原理、功能設(shè)計(jì)、加工工藝和安裝工藝。熟悉對(duì)相關(guān)規(guī)范知識(shí)。3)結(jié)構(gòu)及建筑物理分析能力，如結(jié)構(gòu)計(jì)算、熱工計(jì)算等。電算一般用專業(yè)的軟件，如sap2000、Ansys 、staad 等，可以完成大部分的幕墻結(jié)構(gòu)計(jì)算（詞條“幕墻結(jié)構(gòu)計(jì)算”由行業(yè)大百科提供）。但依然依賴于準(zhǔn)確理論模型，所以需要設(shè)計(jì)師要有很扎實(shí)的力學(xué)基本功和清晰的結(jié)構(gòu)概念和抽象化建構(gòu)模型能力。4)軟件工具應(yīng)用能力。隨著建筑幕墻的發(fā)展,造型越來越復(fù)雜,一些工業(yè)設(shè)計(jì)的軟件也加入了幕墻設(shè)計(jì)軟件行列,掌握CAD系列軟件外，更要掌握BIM（詞條“BIM”由行業(yè)大百科提供） 相關(guān)軟件。

　　2.2 已建立的標(biāo)準(zhǔn)體系和慣例

　　在1995年發(fā)布國(guó)標(biāo)《建筑幕墻物理性能分級(jí)》(GB/T 15225-94)及配套國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、1996年發(fā)布《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》(JGJ 102-96)和《建筑幕墻》(JG 3035-1996)等行業(yè)規(guī)范之后，國(guó)內(nèi)進(jìn)入了制定標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)化發(fā)展期。起初我國(guó)結(jié)合自身國(guó)情及建筑幕墻的發(fā)展階段需要，借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，制定國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，結(jié)合幕墻工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，陸續(xù)制定和修改相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已建立系統(tǒng)化標(biāo)準(zhǔn)體系。《中國(guó)建筑幕墻標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀和新規(guī)范介紹》中介紹了建立標(biāo)準(zhǔn)體系脈絡(luò)，由此可以得出以下基本路徑：

　　引進(jìn)和模仿技術(shù)—>幕墻實(shí)踐—>產(chǎn)生規(guī)范的需要—>制定標(biāo)準(zhǔn)—>實(shí)踐反饋—>修改升級(jí)

　　2.3 幕墻行業(yè)創(chuàng)新構(gòu)成是以系統(tǒng)性發(fā)展趨勢(shì)為導(dǎo)向

　　數(shù)字化、人本設(shè)計(jì)和環(huán)境友好設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)發(fā)展的總趨勢(shì)。雖然經(jīng)過多年發(fā)展，幕墻行業(yè)已進(jìn)入了規(guī)模與創(chuàng)新兼容并蓄發(fā)展階段，但依然在保證傳統(tǒng)功能、性能和品質(zhì)方面，存在很多不盡人意之處。所以，幕墻發(fā)展除了上述宏觀趨勢(shì)外，“精品化”是長(zhǎng)期發(fā)展的需要，也是一切個(gè)性化和創(chuàng)新的基礎(chǔ)所在。要實(shí)現(xiàn)幕墻工程精品化目標(biāo)，系統(tǒng)性創(chuàng)新是最佳路徑選擇。

　　2.3.1 高性能建筑需要高性能幕墻材料和集成技術(shù)，同時(shí)各專業(yè)間緊密合作，才能落實(shí)幕墻創(chuàng)新。

　　高性能建筑的快速發(fā)展，將繼續(xù)推動(dòng)對(duì)高性能節(jié)能材料和對(duì)其集成幕墻技術(shù)的需求。越來越高的節(jié)能規(guī)范要求，除推動(dòng)高性能材料應(yīng)用外，也需要其集成技術(shù)。如，多銀LOW-E玻璃大工業(yè)化節(jié)能材料的典范，但如果相應(yīng)配套斷熱型材技術(shù)和集成技術(shù)，不能充分發(fā)揮其節(jié)能優(yōu)勢(shì)。

　　隨著建筑外皮復(fù)雜度的提高和使用材料的多樣化，凸顯新材料的專業(yè)性，使得各專業(yè)之間合作變得更為緊迫。通過專業(yè)合作，能避免幕墻設(shè)計(jì)后期被動(dòng)修改并由此帶來的工程計(jì)劃被打亂。

　　2.3.2 智能化技術(shù)更容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)建筑幕墻

　　曾有段時(shí)間，復(fù)雜幾何的外墻，如中國(guó)國(guó)家大劇院、阿布扎比ADIC、上海中心大廈、哈爾濱大劇院等項(xiàng)目的設(shè)計(jì)極具挑戰(zhàn)性，如今越來越多的建筑師正在使用更為先進(jìn)的參數(shù)化設(shè)計(jì)工具來完成外觀獨(dú)特且引人注目的建筑設(shè)計(jì)。

　　如今，BIM經(jīng)常用于對(duì)具有復(fù)雜曲面板（詞條“面板”由行業(yè)大百科提供）的建筑物進(jìn)行建模，甚至通過計(jì)算整體熱工性能、詳細(xì)成本估算和4D虛擬建造，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)可視化施工和運(yùn)維管理。

　　2.3.3 善待大自然及親近自然設(shè)計(jì)將成為建筑幕墻創(chuàng)新熱點(diǎn)

　　節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)，成為建筑設(shè)計(jì)的普遍追求。過去超高層建筑是耗能大戶，現(xiàn)在節(jié)能設(shè)計(jì)同樣成了趨之若鶩的追求。這不僅體現(xiàn)在這些“垂直城市”表達(dá)地標(biāo)特性的目的，更是追求人本主義設(shè)計(jì)理念的結(jié)果，而幕墻在其中扮演著重要角色。如，上海中心獲得LEED和綠建雙標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證(見圖表3)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能20%的設(shè)計(jì)目標(biāo)。該項(xiàng)目通過雙層幕墻和扭轉(zhuǎn)體塊降風(fēng)壓（詞條“風(fēng)壓”由行業(yè)大百科提供）等措施，憑借幕墻要素達(dá)到節(jié)能目的。這一點(diǎn)與首爾樂天世界大廈和圣彼得堡拉赫塔中心大廈采用節(jié)能幕墻策略類似，在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中幕墻因素均占很高的權(quán)重。此外，居住在城市中的人們渴望獲得更多地親近自然機(jī)會(huì)。為此，室內(nèi)外視覺交融的無框玻璃幕墻，構(gòu)建“城市中小型綠島”的新型綠植幕墻，成為減輕工作壓力，從而促進(jìn)其身心健康方面發(fā)揮有價(jià)值的作用。

　　2.3.4 追求大尺度構(gòu)件（詞條“構(gòu)件”由行業(yè)大百科提供）和精細(xì)細(xì)節(jié)成為未來追求方向

　　建筑師和工程師正在將創(chuàng)造力和實(shí)施力相結(jié)合，以挑戰(zhàn)可能的極限。例如，超大中空玻璃（詞條“中空玻璃”由行業(yè)大百科提供）裝置(IGU)、超大開啟裝置、大尺度遮陽裝置和超長(zhǎng)構(gòu)件等成為一種建筑設(shè)計(jì)元素。同時(shí)，細(xì)節(jié)上追求設(shè)計(jì)感，而反對(duì)直接思維的產(chǎn)物。從而顛覆“常規(guī)設(shè)計(jì)”成為趨勢(shì)。這種普遍的趨勢(shì)為進(jìn)入不斷擴(kuò)展的市場(chǎng)提供了絕好機(jī)會(huì)，但同時(shí)對(duì)幕墻行業(yè)專業(yè)人士思維轉(zhuǎn)變提出新的要求。而這樣的變化，將會(huì)要求技術(shù)人員掌握更加專業(yè)的結(jié)構(gòu)分析軟件技能。

　　2.3.5 更加嚴(yán)格的法規(guī)將陸續(xù)出臺(tái)

　　隨著環(huán)境問題的凸顯，有利地球環(huán)境的行為在商業(yè)上也會(huì)帶來巨大利益。建筑是耗能大戶，節(jié)能潛力也巨大，從而全世界范圍內(nèi)將對(duì)建筑設(shè)計(jì)提出更高的能效標(biāo)準(zhǔn)要求。正如近零能耗建筑被熱捧，這傳達(dá)出更多的建筑將對(duì)節(jié)能及裝配技術(shù)提出更高的要求。

　　2.3.6 日新月異的軟件平臺(tái)

　　新的軟件工具平臺(tái)，使幕墻復(fù)雜造型更容易實(shí)現(xiàn)，從而降低個(gè)性化建筑建造成本，自然加快推動(dòng)幕墻個(gè)性化創(chuàng)新步伐。

　　這些幕墻發(fā)展趨勢(shì)預(yù)示著幕墻創(chuàng)新價(jià)值點(diǎn)和走向。

　　2.4 建筑幕墻設(shè)計(jì)存在的問題和創(chuàng)新障礙

　　2.4.1 建筑幕墻行業(yè)主要存在以下幾種問題：

　　1)由于構(gòu)造設(shè)計(jì)不合理或耐久性（詞條“耐久性”由行業(yè)大百科提供）差，引發(fā)安全事故。2)幕墻有關(guān)建筑物理功能不達(dá)標(biāo)，如等壓原理使用不當(dāng)，造成雨水滲漏。3)不符合建筑美學(xué)，細(xì)節(jié)粗糙。4).產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性差，存在資源浪費(fèi)。5)維護(hù)困難或無法維護(hù)。6)與其它各專業(yè)的圖表 4 幕墻出現(xiàn)的典型質(zhì)量問題

　　兼容性和協(xié)調(diào)性差類型，這些質(zhì)量問題往往源于不合理的設(shè)計(jì)。通過創(chuàng)新設(shè)計(jì)，可以避免其中很大一部分質(zhì)量問題。

　　2.4.2對(duì)技術(shù)創(chuàng)新存在的障礙可以概括為如下幾點(diǎn)：

　　1) 技術(shù)人員缺乏理論高度和系統(tǒng)性分析，難于持續(xù)創(chuàng)新幕墻技術(shù)涉及到多學(xué)科領(lǐng)域，而專業(yè)化高等教育很少設(shè)置幕墻專業(yè)及其課程。絕大多數(shù)幕墻設(shè)計(jì)師，從機(jī)械設(shè)計(jì)、工民建等專業(yè)“轉(zhuǎn)行”而來，缺乏系統(tǒng)性專業(yè)技能與訓(xùn)練，多數(shù)從業(yè)技術(shù)人員憑“傳幫帶”、零星培訓(xùn)即可上崗，導(dǎo)致許多幕墻技術(shù)人員在工作崗位上憑借直接思維模式開展技術(shù)工作，養(yǎng)成“照葫蘆畫瓢”式工作習(xí)慣，從而影響技術(shù)人員覺知力和創(chuàng)新能力。例如，對(duì)規(guī)范的理解停留于表面，沒有按行業(yè)規(guī)范要求開展設(shè)計(jì)。

　　2)幕墻知識(shí)廣度和密度不足，缺乏多樣化思考以及事物間聯(lián)想能力

　　幕墻創(chuàng)新首先對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、建筑美學(xué)、建筑功能、保證工程可實(shí)施性充分把握的情況下，提出新的有價(jià)值聯(lián)系，才能做到以創(chuàng)新方法解決老問題，知識(shí)多樣性和密度不足影響幕墻設(shè)計(jì)創(chuàng)新行為。

　　3)激勵(lì)技術(shù)的生態(tài)環(huán)境有待進(jìn)一步建設(shè)幕墻技術(shù)人員自身素質(zhì)、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)粗獷，技術(shù)人員身份得到社會(huì)認(rèn)可較晚，審圖流于表面和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)力度不足等多種因素，這一定程度上影響了從業(yè)人員創(chuàng)新動(dòng)力。

　　3 推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新的方法與策略

　　根據(jù)上述分析建筑幕墻創(chuàng)新可歸納為目前集成設(shè)計(jì)創(chuàng)新、幕墻構(gòu)造創(chuàng)新、幕墻效果創(chuàng)新、幕墻功能創(chuàng)新、幕墻智能化控制創(chuàng)新、工具軟件運(yùn)用方式創(chuàng)新等多方面。但傳統(tǒng)幕墻技術(shù)創(chuàng)新存在系統(tǒng)性和效率不足等問題，為此，提出基于認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)理論的創(chuàng)新方法，爭(zhēng)取提高創(chuàng)新效果。

　　3.1 重視建筑幕墻發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)需要扎實(shí)推進(jìn)基礎(chǔ)性技術(shù)創(chuàng)新能力

　　具備基礎(chǔ)性技術(shù)能力是企業(yè)組織獲得持續(xù)可靠性創(chuàng)新能力的前提。只有夯實(shí)基礎(chǔ)，才能穩(wěn)步推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，否則即使有了創(chuàng)新也很難持續(xù)。目前，國(guó)內(nèi)幕墻還存在很多基礎(chǔ)性技術(shù)問題。例如，裝飾扣條脫落、構(gòu)造連接美觀度不足、因低標(biāo)準(zhǔn)化帶來的品質(zhì)不穩(wěn)定等問題(見圖表4)。這些問題的長(zhǎng)期存在，直接影響進(jìn)一步的創(chuàng)新構(gòu)想。

　　以雨水滲漏性能設(shè)計(jì)為例，這一最古老的“基礎(chǔ)性技術(shù)”，因應(yīng)用“等壓”原理、外側(cè)設(shè)“雨幕”等技術(shù)處理不合理，如“室內(nèi)側(cè)漏氣”導(dǎo)致防水失敗(如圖表5)，從而更高層級(jí)的創(chuàng)新被大打折扣。

　　眾所周知，參數(shù)化設(shè)計(jì)代表幕墻設(shè)計(jì)方式的未來。但可以設(shè)想一項(xiàng)構(gòu)造設(shè)計(jì)不合理的幕墻，只憑構(gòu)件尺寸的快速而精確設(shè)計(jì)，不足以完成精品幕墻工程。

　　針對(duì)容易發(fā)生雨水滲漏的斜幕墻，提出一種創(chuàng)新解決方法，見圖表6。針對(duì)斜面幕墻防水難題，除了考慮“等壓原理”控水以外，采用“防倒流二次分流”策略來達(dá)到有效防水目的。

　　3.2 協(xié)調(diào)推動(dòng)各技術(shù)領(lǐng)域，創(chuàng)新才有生命力

　　3.2.1幕墻集成設(shè)計(jì)創(chuàng)新

　　集成創(chuàng)新能力是幕墻設(shè)計(jì)的核心能力之一，是指把相關(guān)專業(yè)集成到幕墻上，從而完成多功能一體化幕墻產(chǎn)品。作為集成設(shè)計(jì)幕墻，不管是光電集成幕墻(BIPV)、遮陽簾集成幕墻、LED照明集成幕墻(見圖表7)、通風(fēng)器集成幕墻還是擦窗機(jī)軌道集成在內(nèi)的各種集成幕墻，需要深刻理解相關(guān)專業(yè)的特殊性和兼容性。深圳平安金融中心擦窗機(jī)出口設(shè)計(jì)為例，采用超大活動(dòng)折疊門并將照明集成于其中，實(shí)現(xiàn)了活動(dòng)狀態(tài)下照明的連貫性。

　　集成設(shè)計(jì)創(chuàng)新應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

　　1)利用建筑幕墻自然形態(tài)和特點(diǎn)，集成相關(guān)專業(yè)。例如，當(dāng)采用雙層幕墻體系時(shí)，據(jù)其構(gòu)造條件，設(shè)置隱蔽的LED照明燈具。

　　2)設(shè)計(jì)之初應(yīng)考慮各專業(yè)的匹配度及其互相之間的協(xié)調(diào)性。

　　3)應(yīng)充分研究相關(guān)專業(yè)的特點(diǎn)和本質(zhì)，掌握其基本原理，這對(duì)更為合理的設(shè)計(jì)和創(chuàng)新提供有力條件。

　　4)要有系統(tǒng)性思維，考慮多種可能方案，比選最優(yōu)方案。

　　3.2.2幕墻構(gòu)造創(chuàng)新

　　構(gòu)造設(shè)計(jì)是幕墻設(shè)計(jì)靈魂，要結(jié)合建筑細(xì)節(jié)美學(xué)、功能、安全和施工工藝等多方面，才能完成構(gòu)造創(chuàng)新。幕墻個(gè)性化越強(qiáng)，其構(gòu)造設(shè)計(jì)越起著核心主導(dǎo)作用，實(shí)現(xiàn)更先進(jìn)功能的必要前提，如圖表8所示。

　　3.2.3幕墻效果創(chuàng)新

　　追求纖細(xì)、超大構(gòu)件，是新的建筑審美追求的方向之一。纖細(xì)的鋼構(gòu)、復(fù)合鋼化玻璃（詞條“鋼化玻璃”由行業(yè)大百科提供）(如采用SGP膠膜合片的夾膠玻璃)，索網(wǎng)作為受力構(gòu)件，可以獲得纖細(xì)、通透的立面效果。圖表9所示，蓋有纖細(xì)鋁合金型材的單索幕墻，給人一種超然纖細(xì)之感。

　　3.2.4幕墻功能創(chuàng)新

　　節(jié)能、發(fā)電、通風(fēng)、采光（詞條“采光”由行業(yè)大百科提供）、遮陽和免維護(hù)等功能是功能創(chuàng)新的重要領(lǐng)域。玻璃上加工孔，并其中裝入通風(fēng)孔的設(shè)計(jì)，對(duì)設(shè)開啟裝置困難的點(diǎn)式幕墻和不愿破壞立面韻律的幕墻提供更多選擇。這樣的做法，對(duì)玻璃加工、密封工藝來說，是成熟技術(shù)，只需要確認(rèn)玻璃孔邊應(yīng)力值，如圖表10所示。

　　3.2.5幕墻智能化控制創(chuàng)新

　　隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和人工智能的興起，未來建筑行業(yè)的智能化已經(jīng)成為必然趨勢(shì)。幕墻作為建筑部件，其智能化與樓宇智能是分不開的，同時(shí)只有與其他建筑智能子系統(tǒng)進(jìn)行集成，才能充分發(fā)揮其邊際效用。目前幕墻自身智能化有了長(zhǎng)足進(jìn)步，不過要達(dá)到被主流知識(shí)界所接受的“智能化”定義的標(biāo)準(zhǔn)：“狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、自主決策、精準(zhǔn)執(zhí)行、反饋修正控制、學(xué)習(xí)提升和不斷優(yōu)化循環(huán)”，還有很大差距。該定義是根據(jù)人腦智能的基本特性所做的描述。在2016年出版的《三體智能革命》一書中描述了該理念的核心部分。智能的核心在于，產(chǎn)品自身通過不停地決策、執(zhí)行和反饋控制過程中，系統(tǒng)能夠優(yōu)化升級(jí)并適應(yīng)新環(huán)境和新情況。目前，在門窗（詞條“門窗”由行業(yè)大百科提供）和幕墻行業(yè)，在狀態(tài)感知和執(zhí)行操作命令方面進(jìn)步很快，但在實(shí)時(shí)分析、自主決策、特別是通過學(xué)習(xí)優(yōu)化方面還有很大的空間和差距。顯然需要與樓宇智能化一起走一段較長(zhǎng)的路。

　　目前，建筑市場(chǎng)幕墻工程中，可以通過一些傳感器（詞條“傳感器”由行業(yè)大百科提供）、程序控制建筑外立面開啟、通風(fēng)和遮陽等組件，但這不是建筑幕墻智能化全部，但無疑是很重要的一部分。目前其控制精度、控制可靠性和執(zhí)行部件壽命等依然存在諸多問題。而要真正實(shí)現(xiàn)智能化，在建筑物理現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的感知及分析(例如，聲光空氣質(zhì)量檢測(cè)，并與相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析)、決策和執(zhí)行操作(例如，根據(jù)CO2濃度打開通風(fēng))、反饋控制和優(yōu)化循環(huán)方面幾個(gè)環(huán)節(jié)中，都要達(dá)標(biāo)，特別是學(xué)習(xí)優(yōu)化方面差距較大。所以，幕墻智能化要筑物理環(huán)境調(diào)節(jié)方面，可以發(fā)揮更大的作用。

　　3.2.6工具軟件運(yùn)用方式創(chuàng)新

　　幕墻設(shè)計(jì)工具的創(chuàng)新是跟隨相應(yīng)工業(yè)軟件平臺(tái)升級(jí)發(fā)生的。上世紀(jì)90年代前，設(shè)計(jì)工具基本上都是手繪裝置，之后2D CAD發(fā)展，再接下來3D CAD得到發(fā)展。現(xiàn)在逐漸走向BIM平臺(tái)，并必然走向設(shè)計(jì)與體驗(yàn)一體化工作模式，即“虛擬設(shè)計(jì)和建造VDC”模式。發(fā)現(xiàn)和挖掘軟件新功能，甚至二次開發(fā)軟件功能，用于幕墻設(shè)計(jì)和實(shí)施過程中，見圖表12。

　　長(zhǎng)沙梅溪湖國(guó)際文化藝術(shù)中心基本實(shí)現(xiàn)了VDC工作模式。該幕墻項(xiàng)目采用非線性多變建筑體塊，功能集成度高，交界多而復(fù)雜，同時(shí)大面積應(yīng)用高強(qiáng)度GRC板新材料。該幕墻項(xiàng)目全程采用BIM實(shí)施設(shè)計(jì)、制造和安裝，并通過現(xiàn)場(chǎng)立體掃描測(cè)量反饋，初步實(shí)踐了虛擬設(shè)計(jì)和建造(VDC)方法，保證了三位空間精度動(dòng)態(tài)匹配要求。與虛擬技術(shù)VR 結(jié)合，在幕墻設(shè)計(jì)和方案決策方面，可以進(jìn)一步提高工作效率。例如，虛擬樣板觀看、預(yù)展室內(nèi)外效果虛擬游覽、板塊優(yōu)化虛擬展示等方式，除了設(shè)計(jì)人員自身優(yōu)化設(shè)計(jì)以外，還可以請(qǐng)決策者做出高效而可靠的決策。

　　3.3 有效的思維方法是落實(shí)創(chuàng)新思想的必要條件

　　根據(jù)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)最新觀點(diǎn)，編制了適合幕墻行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新流程，如圖表14所示。由圖可看出，必要的幕墻及相關(guān)知識(shí)是創(chuàng)新的基礎(chǔ)，通過專注思維獲得多樣化常規(guī)想法，在憑借漫游想象獲得更多的新穎想法，即“孵化有價(jià)值新技術(shù)方案”，這是該流程的核心部分。

　　為了獲得有價(jià)值的新想法，要具備以下條件：1)創(chuàng)新者有與業(yè)主和建筑師等深度交流，獲得啟發(fā)的機(jī)會(huì);2)團(tuán)隊(duì)成員之間技能的互補(bǔ)性和知識(shí)體系的多樣性;3)創(chuàng)新者擁有進(jìn)行漫游想象的寬松環(huán)境;4)寬容失敗的組織文化環(huán)境和評(píng)價(jià)機(jī)制;5)創(chuàng)新者存在內(nèi)在動(dòng)機(jī)和好奇心;因?yàn)閯?chuàng)新作為思維非線性過程，從與業(yè)主和建筑師交流過程中能獲得有價(jià)值的啟發(fā)。從大腦神經(jīng)運(yùn)行原理來看，創(chuàng)造力與大腦整體神經(jīng)回路中央執(zhí)行回路(CEN)、默認(rèn)想象回路(DMN)和顯著性回路(SN)，尤其是與默認(rèn)想象回路的活躍度密切相關(guān)。若高強(qiáng)度專注思考之后，沒有足夠的“思緒漫游想象”機(jī)會(huì)和條件，難于產(chǎn)生高質(zhì)量的新穎想法。圖表15 給出了提高創(chuàng)新力的神經(jīng)回路工作原理。

　　3.4 建立好的創(chuàng)新長(zhǎng)效機(jī)制才能持續(xù)系統(tǒng)性創(chuàng)新

　　所謂好的創(chuàng)新長(zhǎng)效機(jī)制包括企業(yè)投入的意愿，各專業(yè)合作導(dǎo)向，保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)和肯定技術(shù)價(jià)值的文化以及公平競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)環(huán)境等因素，它對(duì)持續(xù)系統(tǒng)性創(chuàng)新具有深遠(yuǎn)影響。

　　4 總結(jié)

　　建筑是各專業(yè)系統(tǒng)集成體，從而建筑設(shè)計(jì)和施工方式轉(zhuǎn)變必將進(jìn)一步推動(dòng)各專業(yè)整合深度和進(jìn)程。為此，將在集成各專業(yè)的兼容軟件平臺(tái)、前置設(shè)計(jì)各專業(yè)、提高效率的建筑設(shè)計(jì)和工程實(shí)施，終將以“虛擬設(shè)計(jì)和建造VDC”工作模式為標(biāo)志。建筑幕墻創(chuàng)新是更高層級(jí)上解決當(dāng)前幕墻行業(yè)存在問題的手段。而我們需要多方面的創(chuàng)新，不僅需要構(gòu)造和工藝等基礎(chǔ)層面的創(chuàng)新，也需要新功能、軟件平臺(tái)和工作模式切換的更換范式的創(chuàng)新。

　　幕墻技術(shù)創(chuàng)新，既需要執(zhí)行有力的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)制度、健康發(fā)展的建筑行業(yè)環(huán)境、幕墻主體企業(yè)組織保障，也需要良好的鼓勵(lì)創(chuàng)新文化導(dǎo)向，更依賴從業(yè)技術(shù)人員的創(chuàng)新能力。幕墻行業(yè)創(chuàng)新主體是幕墻企業(yè)，企業(yè)組建技能多樣化團(tuán)隊(duì)和投入試驗(yàn)等研發(fā)手段、鼓勵(lì)技術(shù)積累的評(píng)價(jià)制度、寬容失敗的文化導(dǎo)向等組織力量是持續(xù)創(chuàng)新的保障。與此同時(shí)，創(chuàng)新者——從業(yè)技術(shù)人員的技能多樣化、培育結(jié)合理論知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的能力以及保持個(gè)人創(chuàng)新動(dòng)機(jī)是幕墻技術(shù)創(chuàng)新的先決力量。

　　建筑幕墻的個(gè)性化是建筑之永恒的魅力所在，從而面向未來的幕墻之個(gè)性化只能得到進(jìn)一步強(qiáng)化。所以，結(jié)合“型式研發(fā)”創(chuàng)新與針對(duì)具體個(gè)性化項(xiàng)目創(chuàng)新是建筑幕墻創(chuàng)新的特色之路。通用性強(qiáng)的“型式研發(fā)”創(chuàng)新，需要對(duì)趨勢(shì)做出判斷，在企業(yè)層面上投入為前提。而個(gè)性化創(chuàng)新需要市場(chǎng)動(dòng)力，更依賴于具體技術(shù)人員的創(chuàng)新能力和態(tài)度。如，研發(fā)免維護(hù)雙層幕墻，可以作為“型式研發(fā)”項(xiàng)目。針對(duì)不同肌理幕墻，開發(fā)兼經(jīng)濟(jì)性和工藝性更優(yōu)的構(gòu)造，就屬于個(gè)性化創(chuàng)新。

　　基于認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的創(chuàng)新方法—“尋求廣泛?jiǎn)�發(fā)，重視客戶價(jià)值;思緒漫游孵化新想法，專注評(píng)估可施性;技能扎實(shí)多樣化，賦予求新激情;”是提高創(chuàng)新能力的有效手段。

　　建筑幕墻作為不可或缺的建筑功能性“皮膚”，雖然面臨諸多挑戰(zhàn)，其創(chuàng)新所帶來的價(jià)值潛力必然巨大。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 《2020年中國(guó)建筑設(shè)計(jì)市場(chǎng)現(xiàn)狀調(diào)查與未來發(fā)展前景趨勢(shì)》

　　[2] 董紅, 2020年行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及分會(huì)工作規(guī)劃

　　[3] [英]彼得.F.史密斯，美觀的動(dòng)力學(xué)-建筑與審美

　　[4]李百戰(zhàn)等，室內(nèi)熱環(huán)境與人體熱舒適

　　[5] 邢智毅，智能建筑技術(shù)應(yīng)用

　　[6] 孟根寶力高主編 《 現(xiàn)代建筑外皮》

　　[7] 顧泰昌，中國(guó)建筑幕墻標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀和新規(guī)范介紹

作者單位：遠(yuǎn)大科技園