摘要:隨著世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,全球能源危機(jī)日益嚴(yán)重。與生活息息相關(guān)的建筑,將繼續(xù)沿著節(jié)能環(huán)保的方向演化。幕墻作為建筑有機(jī)組成部分,經(jīng)過多年跨越式的發(fā)展,在美觀、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)等方面均表現(xiàn)得出類拔萃,它已成為建筑外立面設(shè)計的首選。
關(guān)鍵詞:建筑設(shè)計;幕墻設(shè)計;建筑節(jié)能;玻璃幕墻
一、引言
當(dāng)你走在繁華的都市,呼吸著城市的現(xiàn)代化氣息,沐浴著現(xiàn)代建筑帶給你的無窮享受,你是否意識到建筑已不再是純粹的鋼筋混凝土,高效的現(xiàn)代化幕墻已成為城市不可或缺的組成部分,幕墻設(shè)計成為建筑設(shè)計不可忽略的重要方面。
二、為什么建筑設(shè)計宜優(yōu)先選用建筑幕墻
建筑具有實用、安全、美觀、經(jīng)濟(jì)等特點,而建筑幕墻作為建筑的重要組成部分,具備的優(yōu)點有:安全可靠、造型美觀、經(jīng)濟(jì)節(jié)能、易于維護(hù)等。
1、建筑設(shè)計首選幕墻之安全可靠
傳統(tǒng)建筑設(shè)計通常采用混凝土或磚石結(jié)構(gòu)與窗戶相結(jié)合的形式。建筑幕墻是建筑物不承重的外圍護(hù)結(jié)構(gòu),通常由面板(玻璃、石材等)和支承結(jié)構(gòu)(鋁龍骨、鋼結(jié)構(gòu)等)組成。幕墻龍骨的上端掛接在主體結(jié)構(gòu)上,龍骨可相對主體有一定位移能力或自身有一定變形能力、不承擔(dān)主體結(jié)構(gòu)所受荷載作用?;谀粔Φ倪@個特點,相比窗戶的低抗震性,幕墻具有同建筑主體結(jié)構(gòu)相同的優(yōu)越抗震性能。幕墻良好的抗震性,在汶川大地震中體現(xiàn)得淋漓盡致,震區(qū)的窗戶大量損毀,而幕墻卻基本完好無損,可見幕墻具有優(yōu)于窗戶的安全可靠性。
在進(jìn)行建筑設(shè)計時,幕墻設(shè)計應(yīng)遵循“大震不倒、中震可修、小震不壞”的設(shè)計原則。應(yīng)充分考慮在正常使用條件下的重力荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、地震作用、溫度作用和主體結(jié)構(gòu)位移等因素對幕墻的影響,并采用合理的設(shè)計安全系數(shù),以滿足建筑功能合理的使用需求。
2、建筑設(shè)計首選幕墻之造型美觀
建筑是一種藝術(shù),是人類對美的追求形式。是功能與形式、藝術(shù)與科技的統(tǒng)一,其多樣性的美感通過人的視覺體驗得以實現(xiàn)。因建筑物具有持久性和耐久性,迫使建筑師最大限度地去尋找單純、簡潔的藝術(shù)形式,以適應(yīng)各時期人們不斷變化的審美和使用需求。既要實現(xiàn)功能性和實用性,又需構(gòu)造持之以久的建筑美感。建筑設(shè)計進(jìn)行合理的幕墻設(shè)計,即可迎合以上需求的實現(xiàn)。
屹立于中國首都北京的著名建筑,皆融入了現(xiàn)代化的幕墻設(shè)計理念,這些超脫的設(shè)計理念,實現(xiàn)了用一般建筑結(jié)構(gòu)難以實現(xiàn)的夢想。如:2008奧運(yùn)場館(鳥巢和水立方)、中央電視塔新址、國貿(mào)三期等北京地標(biāo)建筑,幕墻讓建筑師實現(xiàn)了中國建筑世界的奧林匹克夢想,留給世人享譽(yù)全球的新地標(biāo)。以造型奇特的中央電視塔新址尤為壯觀,兩座塔樓雙向內(nèi)傾斜,由“L”形懸臂結(jié)構(gòu)連為一體,建筑外表面的單元式玻璃幕墻造型獨特、結(jié)構(gòu)新穎、新技術(shù)含量高。大樓獨特的造型,用傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)很難實現(xiàn),建筑師采用了鋼結(jié)構(gòu)+單元式幕墻的形式,立面由大面積玻璃幕墻與菱形鋼網(wǎng)格結(jié)合而成,展現(xiàn)出獨特的外觀造型,營造了舉世矚目的建筑美感。
建筑形象的好壞受其外觀造型及外立面效果的影響,而建筑幕墻立面具有很強(qiáng)的觀賞性,幕墻逐漸成為現(xiàn)代主義建筑的主要特征,是現(xiàn)代化都市的標(biāo)志。建筑設(shè)計時應(yīng)在實用性、功能性的基礎(chǔ)上,最大限度地表現(xiàn)出建筑幕墻外觀的單純、簡潔而和諧的藝術(shù)美,提高建筑物的使用和觀賞價值,在設(shè)計工作中具有非常重要的實際意義。
3、建筑設(shè)計首選幕墻之高效節(jié)能
傳統(tǒng)的建筑外保溫采用混凝土結(jié)構(gòu)+聚苯板等作為保溫隔熱材料,窗戶洞口較小,所耗建筑材料(水泥、砂漿)和人工較多,建筑主體自重荷載大。導(dǎo)致鋼筋含量較大,主體的地基基礎(chǔ)成本大,且對地基地質(zhì)要求苛刻。事實證明,建筑幕墻是迄今為止最理想的建筑外墻產(chǎn)品,安全可靠、自重輕可減輕建筑自重、降低建造成本,實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)節(jié)能。
3.1、建筑設(shè)計首選幕墻之優(yōu)越采光性
眾所周知,現(xiàn)代建筑越來越強(qiáng)調(diào)建筑節(jié)能,幕墻良好的采光性能,不僅能滿足基本的采光需要,而且能夠減少白晝時非自然采光能耗。
在建筑設(shè)計考慮幕墻采光性能時,為了能達(dá)到理想的采光和節(jié)能效果,玻璃幕墻通常非采光要求的位置采用透光折減系數(shù)不低于0.20的玻璃,有采光功能要求的部位采用透光折減系數(shù)不低于0.45的玻璃。與此同時,需要考慮進(jìn)行防光污染設(shè)計,采用反射比不大于0.30的玻璃作為幕墻面板材料。
3.2、建筑設(shè)計首選幕墻之環(huán)保節(jié)能
建筑的幕墻節(jié)能設(shè)計主要是指通過幕墻的構(gòu)造設(shè)計、材料選用等措施,使建筑物在使用過程中,以盡量少的能量消耗而獲得理想的溫度環(huán)境和光線環(huán)境的過程。據(jù)國家建設(shè)部有關(guān)部門統(tǒng)計,我國建筑能耗約占全國總能耗的25%,在建筑建造能耗和使用過程中的運(yùn)營能耗之中,運(yùn)營能耗占據(jù)絕大部分,而門窗散失的能耗占建筑運(yùn)營能耗的51%左右,由此可見,幕墻節(jié)能設(shè)計對于建筑節(jié)能的成效具有非常重要的作用和影響。
建筑設(shè)計采用幕墻作為建筑外墻,在節(jié)能、防結(jié)露方面宜設(shè)計隔熱型材,玻璃采用低輻射LOW-E中空玻璃。幕墻層間或其他費透明部分的面材后面設(shè)置傳熱系數(shù)較低保溫巖棉作為保溫隔熱材料。建筑常用主要材料的導(dǎo)熱系數(shù)λ[W/(m?K)]:
鋼筋混凝土:1.74;擠塑聚苯板:0.03;巖棉類:0.045;平板玻璃:0.76;混凝土空心砌塊墻:0.79
據(jù)上數(shù)據(jù)分析不難得出,建筑幕墻一般采用玻璃(透明部分)和巖棉(非透明部分)的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于混凝土、鋼材、石材等材料,減少混凝土和砌塊墻面積,增大玻璃的面積,不僅能節(jié)約建造成本,而且節(jié)能效果更突出。
三、結(jié)束語
秉承現(xiàn)代建筑設(shè)計的宗旨,滿足人類居住、辦公等使用需求為前提,作為一名建筑設(shè)計師,有責(zé)任改善生態(tài)環(huán)境,倡導(dǎo)社會發(fā)展高技術(shù)生態(tài)建筑,在建筑設(shè)計中采用高效節(jié)能幕墻,是設(shè)計具有中國特色的可持續(xù)發(fā)展建筑的必然選擇。
為了既能滿足生態(tài)建筑的要求,又能滿足日益新穎變化的建筑表現(xiàn)形式,建筑師應(yīng)樹立新的設(shè)計理念。采用新技術(shù)、新材料營造高技術(shù)生態(tài)建筑幕墻來滿足生態(tài)環(huán)境和高技術(shù)生態(tài)建筑的要求。應(yīng)更多的推廣和設(shè)計采用玻璃幕墻、石材幕墻、雙層幕墻以及光電幕墻,采用真空玻璃面板等,降低能源損耗。建筑設(shè)計應(yīng)進(jìn)行節(jié)能幕墻設(shè)計,使我們設(shè)計出的建筑更加新穎、安全、節(jié)能,讓我們設(shè)計出的建筑更好的造福社會。
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