詹福善

（福建瑞興達(dá)幕墻設(shè)計(jì)有限公司，福建 福州 365100）

0 引言

目前，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷加快，建筑行業(yè)發(fā)展迅猛，人們對(duì)建筑工程裝飾也提出了更加多元的需求，不僅要求建筑工程裝飾要保證基本的功能屬性和質(zhì)量，同時(shí)也必須具備一定的舒適性和美觀性，能夠?yàn)槭褂谜咛峁└訚M(mǎn)意的居住體驗(yàn)，建筑幕墻的應(yīng)用為建筑裝飾提供了更多的選擇。建筑幕墻是建筑物的外墻護(hù)圍，不承重，像幕布一樣掛上去，故又稱(chēng)為懸掛墻，是現(xiàn)代大型建筑或高層建筑常用的帶有裝飾效果的輕質(zhì)墻體。在建筑外立面的設(shè)計(jì)中融入幕墻設(shè)計(jì)，不僅可以起到良好的裝飾作用，而且施工手段靈活、工藝成熟、主體結(jié)構(gòu)適應(yīng)能力強(qiáng)，可以極大地滿(mǎn)足建筑裝飾各方面的需求。

1 幕墻在建筑外立面裝飾設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

建筑工程幕墻通常是由外墻和采光罩構(gòu)成，是一種相對(duì)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，并且具有一定的微動(dòng)能力。將幕墻應(yīng)用在建筑外立面裝飾中，可以在很大程度上提升建筑物的美感，提升建筑功能，同時(shí)也能給從事外立面裝飾設(shè)計(jì)的工程師帶來(lái)更多設(shè)計(jì)方面的選擇[1]。

1.1 拓寬設(shè)計(jì)思路

將幕墻應(yīng)用在建筑外立面裝飾中，可以讓外立面的設(shè)計(jì)擁有更多元的選擇。因?yàn)樵诮ㄖ袠I(yè)高速發(fā)展的情況下，幕墻使用的材料和設(shè)計(jì)的方案本身具有多元化的特點(diǎn)，施工工藝也更加成熟，這也進(jìn)一步增加了幕墻裝飾效果的多樣性，所以設(shè)計(jì)師在進(jìn)行建筑物外立面裝飾設(shè)計(jì)時(shí)，就可以結(jié)合幕墻的應(yīng)用讓設(shè)計(jì)思路更加開(kāi)闊，讓設(shè)計(jì)方式更加靈活。而且幕墻設(shè)計(jì)的技術(shù)和工藝通常比較先進(jìn)，這也能夠?yàn)橥饬⒚嫜b飾提供一定的技術(shù)指導(dǎo)，有助于實(shí)現(xiàn)裝飾工程新型設(shè)計(jì)理念和施工技術(shù)的深入應(yīng)用。

1.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

將幕墻應(yīng)用在外立面裝飾中，還能在一定程度上優(yōu)化設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)方案。因?yàn)樵O(shè)計(jì)師在進(jìn)行外立面設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)影響設(shè)計(jì)方案的客觀因素進(jìn)行分析，并最終結(jié)合一定的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)思路促使設(shè)計(jì)方案最優(yōu)化。但是在具體的實(shí)踐中不難發(fā)現(xiàn)，很多設(shè)計(jì)師的奇思妙想很難借助實(shí)體工程進(jìn)行完美的詮釋與表達(dá)，這也就導(dǎo)致建筑工程外立面的施工效果與預(yù)期存在一定差距，甚至?xí)谝欢ǔ潭壬吓c設(shè)計(jì)初衷相背離。而將幕墻應(yīng)用在外立面裝飾中，能夠在一定程度上促使設(shè)計(jì)理念的具體落實(shí)，不僅可以讓外立面的裝飾效果達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，同時(shí)也能讓最終呈現(xiàn)的效果高度符合預(yù)期。

1.3 提升裝飾效果

幕墻應(yīng)用在外立面設(shè)計(jì)中的最重要價(jià)值就是可以實(shí)現(xiàn)外立面效果和功能的統(tǒng)一。設(shè)計(jì)師需要站在宏觀角度對(duì)外立面的功能和外觀進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，并利用一定的技術(shù)手段對(duì)內(nèi)部空間進(jìn)行優(yōu)化，不僅可以保證外立面的整體效果，同時(shí)也能進(jìn)一步提高建筑內(nèi)部的實(shí)用性[2]。除此之外，幕墻的應(yīng)用還能在一定程度上節(jié)約施工企業(yè)的施工成本，不同幕墻形式的結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)多種材料的優(yōu)化組合，靈活的材料搭配也能進(jìn)一步提高外立面的整體性與協(xié)調(diào)性，各種新型的幕墻材料，不僅性能更加穩(wěn)定，而且更加環(huán)保，所以幕墻材料的大量應(yīng)用能夠在一定程度上降低建筑工程對(duì)傳統(tǒng)施工材料的依賴(lài)，因此也可在一定程度上節(jié)約成本。

2 幕墻在建筑外立面裝飾設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)例

2.1 工程概況

案例工程位于南平市，是一個(gè)文化場(chǎng)館，設(shè)計(jì)師出于經(jīng)濟(jì)性和美觀性考慮，將建筑外立面打造成玻璃幕墻結(jié)構(gòu)，建筑所在地地面粗糙度類(lèi)別為B類(lèi)，按B類(lèi)地區(qū)計(jì)算的工程基本風(fēng)壓為0.35kN/m2，抗震設(shè)防裂度為6度。

2.2 風(fēng)荷載計(jì)算

幕墻屬于薄壁外圍護(hù)構(gòu)件，根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012中可知，采用風(fēng)荷載計(jì)算公式為：

式中：

wk——作用在幕墻上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，kN/m2；

βgz——瞬時(shí)風(fēng)壓的陣風(fēng)系數(shù)；根據(jù)不同場(chǎng)地類(lèi)型，按以下公式計(jì)算其中g(shù)為峰值因子取為2.5，I10為10m高名義湍流度，α為地面粗糙度指數(shù)；B類(lèi)場(chǎng)地I10=0.14，α=0.15；

μz——風(fēng)壓高度變化系數(shù)，按規(guī)范規(guī)定取值，根據(jù)不同場(chǎng)地類(lèi)型，按以下公式計(jì)算：B類(lèi)場(chǎng)地μz=1.000×

μsl——風(fēng)荷載體型系數(shù)，按規(guī)范規(guī)定取定；w0為基本風(fēng)壓，按全國(guó)基本風(fēng)壓圖，南平市地區(qū)取為0.35kN/m2。

2.3 地震作用計(jì)算

地震作用計(jì)算公式為：

式中：

qEAk——水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；

βE——?jiǎng)恿Ψ糯笙禂?shù)，按5.0取定；

αmax——水平地震影響系數(shù)最大值，按相應(yīng)設(shè)防烈度取定，南平市地區(qū)設(shè)防烈度為6度，根據(jù)本地區(qū)的情況，故取αmax=0.04；

GAk——幕墻構(gòu)件的自重，N/m2。

2.4 玻璃幕墻的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)

該工程的玻璃幕墻系統(tǒng)貫穿于建筑設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程，在進(jìn)行設(shè)計(jì)方案編制時(shí)，設(shè)計(jì)師需要重點(diǎn)考慮玻璃幕墻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并能夠結(jié)合建筑的具體功能、空間、形態(tài)和環(huán)境等要素，進(jìn)一步拓寬設(shè)計(jì)思路，讓建筑的外立面設(shè)計(jì)的更加美觀和節(jié)能。在該裝飾工程設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師為了突出建筑的會(huì)展功能，對(duì)本建筑的北側(cè)和西側(cè)外立面進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)，并由此確定了建筑的主體基調(diào)。玻璃幕墻的應(yīng)用，不僅能夠體現(xiàn)出一定的圍護(hù)功能，同時(shí)也讓建筑具有了更好的采光和通風(fēng)性能，可極大程度的提高該建筑的使用功能，并幫助施工企業(yè)降低施工成本。當(dāng)建筑的主要基調(diào)確定后，設(shè)計(jì)師還要對(duì)幕墻系統(tǒng)未覆蓋到的局部區(qū)域進(jìn)行完善設(shè)計(jì)，最終形成一套集藝術(shù)性和實(shí)用性為一體的幕墻系統(tǒng)，該文化場(chǎng)館的最終幕墻設(shè)計(jì)效果如下圖1所示。

圖1 文化場(chǎng)館幕墻設(shè)計(jì)效果圖

2.4.1 主立面玻璃幕墻設(shè)計(jì)

該建筑裝飾工程的幕墻設(shè)計(jì)，以北立面和西立面為主立面，主要結(jié)構(gòu)為玻璃幕墻與遮陽(yáng)板，內(nèi)層為明框玻璃幕墻，外層為白色三角形穿孔鋁板，這種設(shè)計(jì)方案不僅能夠保證幕墻的整體性和采光，還能讓建筑工程具有更高的通透性。在北立面上的菱形和倒三角形線(xiàn)條可以讓建筑的前廳有更加寬廣的視野，在玻璃幕墻外設(shè)計(jì)師還設(shè)置了室外平臺(tái)。而外層的三角形鋁板單元也可巧妙回應(yīng)建筑多次出現(xiàn)的飛翼造型，同時(shí)也與北側(cè)立面上菱形和倒三角形窗口構(gòu)成的斜角幾何遙相呼應(yīng)。這種玻璃幕墻設(shè)計(jì)可以讓建筑室內(nèi)的視線(xiàn)更為通透，同時(shí)也能營(yíng)造出一種自實(shí)向虛的漸變效果，給人更強(qiáng)烈的視覺(jué)沖擊。設(shè)計(jì)師在會(huì)展主立面幕墻西北角的轉(zhuǎn)角處做了特殊的處理，由于建筑西立面并非垂直于水平面，其上端向外飄出約6m，這意味著西立面與北立面之間存在不規(guī)則倒角。所以為了突出建筑形體在水平方向上舒展的形態(tài)和屋面的“漂浮”造型，轉(zhuǎn)角處采用了倒錐型的過(guò)度弧面，即上下邊緣線(xiàn)在轉(zhuǎn)角處的圓弧半徑不同，二者分別與北立面所在平面相切。如此的轉(zhuǎn)角設(shè)計(jì)不論是從北側(cè)觀察還是從西側(cè)觀察，體塊轉(zhuǎn)角處的形式都富有動(dòng)感，整個(gè)形體都有向西而動(dòng)的趨勢(shì)，同時(shí)也是對(duì)西側(cè)城市綠軸的呼應(yīng)，西北轉(zhuǎn)角玻璃幕墻的設(shè)計(jì)如圖2所示。

圖2 西北轉(zhuǎn)角玻璃幕墻設(shè)計(jì)示意圖

2.4.2 配套塔樓玻璃幕墻設(shè)計(jì)

配套塔樓的幕墻設(shè)計(jì)很好地延續(xù)了建筑整體形態(tài)，并且將玻璃幕墻和鋁遮陽(yáng)板進(jìn)行完美搭配，遮陽(yáng)部分的外輪廓線(xiàn)在Z軸上隨著體塊的輪廓產(chǎn)生一定的變化，使建筑每一層的線(xiàn)條更加靈動(dòng)。在配套塔樓的幕墻方案設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師需要充分結(jié)合建筑形體的要求對(duì)塔樓每一層的邊緣形狀進(jìn)行確定，既要保證造型的線(xiàn)條感和科技感，同時(shí)也要以經(jīng)濟(jì)性和美觀性為原則[3]。在本次建筑工程的塔樓幕墻設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師使用了Grasshopper插件對(duì)玻璃幕墻輪廓進(jìn)行反復(fù)推敲，程序的輸入端為塔樓的標(biāo)準(zhǔn)層外輪廓線(xiàn)，為對(duì)應(yīng)的塔樓形體，包括玻璃和樓板，最后綜合考慮形體和標(biāo)準(zhǔn)層布置后確定了類(lèi)五邊形的塔樓形式，如圖3所示。

圖3 塔樓外輪廓形式示意圖

2.5 應(yīng)用玻璃幕墻的藝術(shù)表現(xiàn)

玻璃幕墻的材料藝術(shù)表現(xiàn)：

（1）透明性。透明作為玻璃材料的最大特點(diǎn)，現(xiàn)如今己經(jīng)不是簡(jiǎn)單的視覺(jué)上的一覽無(wú)余，而是一種兼具功能意義的美學(xué)表現(xiàn)。因?yàn)椴ＡР牧暇哂辛己玫囊曈X(jué)穿透性和透明度，所以可以有效拉近環(huán)境和建筑之間的距離，讓建筑與自然更加兼容。而且玻璃的透明性也讓建筑工程更加通透、開(kāi)放、輕盈和靈動(dòng)。

（2）反射性。反射也是玻璃的重要特征之一，現(xiàn)代建筑大師密斯就認(rèn)為反射是玻璃的最本質(zhì)特征，因?yàn)椴ＡУ姆瓷湫钥梢宰尳ㄖ椭苓叚h(huán)境形成一定互動(dòng)，例如藍(lán)天白云、山川湖泊、花草樹(shù)木都可以在玻璃幕墻上映射出來(lái)，那么建筑表達(dá)也就會(huì)融入一定的環(huán)境因素，從而形成光影交織、色彩變化的多種視覺(jué)效果。

在空間藝術(shù)的表現(xiàn)上，玻璃幕墻主要是對(duì)人心理的界定，因?yàn)椴Ａ粔哂泄饩€(xiàn)和視線(xiàn)的通透性，所以玻璃幕墻界面既是兩個(gè)空間的分格屏障，又是兩個(gè)空間的連接橋梁。該程充分利用了玻璃幕墻隔而不斷的特點(diǎn)，讓室內(nèi)外空間具有更加豐富的層次。當(dāng)室外光線(xiàn)穿透玻璃幕墻時(shí)，光線(xiàn)通過(guò)一定的折射、反射和透射，就能夠在幕墻的結(jié)構(gòu)構(gòu)件和建筑實(shí)體形成斑駁的光影，并隨著時(shí)間的變化形成多種視覺(jué)形態(tài)，因此能夠讓建筑空間更加充滿(mǎn)活力、更加立體。除此之外，玻璃幕墻還能給予人們關(guān)于三維形體和定向、定時(shí)的重要幫助。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，建筑幕墻具有其他材料無(wú)法替代的裝飾效果，所以將幕墻設(shè)計(jì)應(yīng)用在建筑外立面設(shè)計(jì)中，對(duì)于建筑工程來(lái)說(shuō)不僅經(jīng)濟(jì)效益顯著，而且還能有效提高建筑的外在美感，對(duì)于打造現(xiàn)代化城市也有一定的推動(dòng)意義。設(shè)計(jì)師在進(jìn)行外立面設(shè)計(jì)時(shí)，一定要充分結(jié)合美學(xué)、力學(xué)、環(huán)境學(xué)與藝術(shù)學(xué)等多領(lǐng)域的學(xué)科知識(shí)，對(duì)建筑外立面進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，并盡最大可能做到幕墻設(shè)計(jì)和建筑設(shè)計(jì)的高度協(xié)調(diào)和兼容，在保證建筑功能的基礎(chǔ)上為人們提供更加良好的建筑環(huán)境，進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)建筑行業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。