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浅谈幕墙工程分格设计

27742015-11-05 08:57:32

一套完整的幕墙施工图纸一般包括设计说明、立面分格图、平面分格图、剖面分格图、大样分格图、节点详图等,其中一大部分是分格图。幕墙分格一横线一竖线看似简单,一个建筑外立面横竖线分好实则很难,要考虑很多方面,设计规范、材料规格、材料强度刚度、室内房间布置、防火分区,还要考虑建筑规划效果、建筑风格、美学等等。下面结合一些工程实例浅谈一下幕墙工程分格设计。(以下凡是数字后面没有单位的,均为毫米)
  
  一、一般常识
  
  ·横线条(宽度>高度)亲切自然,竖线条(宽度<高度)冷峻挺拔。一般大型场馆、裙楼宜采用横线条,塔楼宜采用竖线条分格,这个没有定论,幕墙分格的首要原则是尊重建筑设计师的设计意图,以项目规划设计时的效果为准。
  
  分格尺寸的大小应保证幕墙的受力杆件与面板满足强度、刚度的设计规范要求。
  
  竖向分格线宜与室内房间隔墙相对应,同一分格板块不能跨越两个房间。
  
  从室内地面量起0.9~1.1米处宜设置水平分格线,此高度是一般人双手习惯性寻求支撑的位置。设计规范里对栏杆扶手的一般性要求为,楼梯栏杆高度0.9米,多层建筑临空栏杆高度1.05米,高层建筑临空栏杆高度1.1米。如果室内设有栏杆,那么在1.1米高度设置横梁与栏杆平齐;如果室内不设栏杆,那么在1.1米高度设置横梁,可以部分代替栏杆。
  
  从室内地面量起1.5米左右不宜设置水平分格线,此高度为一般成年人的视线位置,此位置如设置横梁会阻挡人的视线,尽量避免在1.5米高度设置分格线,尤其是大型场馆、商业写字楼。
  
  开启扇宜设置在室内地面0.9米以上、1.5米以下的位置。
  
  玻璃采光顶玻璃尺寸宜控制在2米以内,防止玻璃下挠汪水。
  
  优先选用0.6、1.2、1.8、2.4、3.6米这样的可以满足多重基本建筑模数的数值。比如1.2、2.4米是最常用的数值,它与玻璃原片的标准尺寸(2440×3660)、常用板材的标准尺寸(1220×2440)、常用建筑轴线间距相吻合,在你拿不定主意选不出合适的分格尺寸时,1.2米或许是最好的选择。
  
  说了这么多,还是举个工程实例吧,图1、图2为BZ创业大厦的MQ4大样分格图。
  
  MQ4整体宽度为4600,选择水平四等分为1150×4,1150接近1200,玻璃原片尺寸为2440×3660,这样可以提高玻璃利用率。另外,四等分便于设置开启扇、铝材用量也适中,因此选择四等分。标准层4~13F层高为3900,对应垂直分格为900+900+2100,第一个900起始高度为层高基准线+200,因为每个楼层地面有200高的踢脚线,这样第一个900分格顶线标高是1100,正好与室内栏杆平齐,室内看起来协调。第二个900是开启扇,开启高度合适安全。
  
  二、出材率
  
  分格时材料的出材率与用量是应该考虑的,对于框支承幕墙来说,铝合金立柱间距在1000~1500之间,一般铝材用量较适中,玻璃短边设计为1200,出材率较高。对于点支承幕墙来说,玻璃长边设计为3000,甚至3600,这样吻合点式幕墙通透的效果,也有利于节省爪件。铝板短边设计为1200成本较低,常见铝卷宽度为1250、1550,短边1500的板要比1200的板单价贵上一些,所以设计铝板宽度时优先选择接近1200的尺寸。石材短边优先选择600或800的尺寸,600的板单价最便宜,尽量不要选择两边同时超过800的尺寸,这属于超大板,单价很贵,石材的长边不宜超过2000,因为一般花岗岩荒料的尺寸为800×2200。

    三、窗洞口
  
  遇到窗洞口往往是分格时最头疼的事,是以窗洞口为控制尺寸呢?还是先不管它赶哪儿算哪儿呢?首先,要分析整个建筑立面,如果整个立面以窗洞口为主,并规律分布,那就以窗洞口为控制尺寸来作分格,窗洞口的上下左右边线定为关键分格线,或是窗洞口的关联线定为关键分格线;如果立面有整体造型,窗洞口较少,那就以立面整体造型为主,弱化窗洞口处理。其次,看能不能将窗洞口融入到整体立面造型中,或甚至成为立面的亮点。总之,遇到窗洞口不能一概而论,具体问题具体分析,是强化洞口,还是弱化洞口,要综合评判,试做几种方案,选出最优的分格来。
  
  四、防火设计规范
  
  一个幕墙分格不宜跨越两个防火分区,不宜跨层。遇到防火分区时,在防火分区分界线处设置分格线并将它作为整体立面的控制分格线,每层的楼板位置宜设置分格线,并在此位置设置防火隔断做法。
  
  五、其它分格方法
  
  除了以上由规范、材料、施工等要素决定的分格方法外,还有一些非常规、非主流的分格方法,我们来了解一些,仅供参考。
  
  (一)黄金分割
  
  黄金分割是一种古老的数学方法。一条线段的某一部分与另一部分之比,如果正好等于另一部分同整个线段的比即0.618,那么,这样的比例会给人一种美感。黄金分割的神奇和魔力,在科学上还没有明确定论,但它屡屡在实际中发挥着意想不到的作用。世界上众多有名建筑物的高宽比接近0.618,人们发现按黄金分割比例来设计建筑,建筑会更雄伟、壮观,用黄金分割比例来设计门窗门窗会更加协调和赏心悦目。比如平开窗宽度一般为650,那高度选多少合适呢?1050最合适,因为这正好是黄金分割比例。再比如幕墙玻璃短边为1200,那长边1950最协调。
  
  (二)天干地支
    
  在中国古代的历法中,甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸被称为“十天干”,子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥叫作“十二地支”。十干和十二支依次相配,组成六十个基本单位,两者按固定的顺序互相配合,组成了干支纪法。在天成象,在地成形,在人成运。天道和地道决定着人道,故设天干地支以契天地人事之运。天地定位,干支以定时空,时空以定世界。干象天而支象地,万物虽然都长在地上,但是万物的生长却离不开天。
  
  天干地支不但应用于历法,还可扩展应用于万事万物,都有它朴素唯物主义原理在里面。十二生肖、二十四节气、三十六计兵法、四十八式太极、六十甲子……12、24、36、48、60为什么古人会选用这些数字呢?很明显这些数字全是12的倍数,与天干地支有关联,更有我们现代人无法预知的秘密在里面。引申到幕墙分格,当我们遇到一段尺寸要分成十几份时,大多数情况下十二等分是最好的选择;一段尺寸要分成二十几份时,二十四等分是最好的选择;一段尺寸要分成三十几、四十几份时,三十六、四十八等分是最好的选择。
  
  来看一个工程实例,LW体育馆玻璃幕墙与金属屋面工程,整个体育馆平面是一个圆,轴线是环形阵列,刚好是三十六等分,体育馆屋面造型为钻石,三十六等分非常协调地表达出了钻石的切割面效果。在本文第二章讨论出材率时,CQ污水处理厂消化池的主体结构是一个由三个半径组成的圆弧线段绕中间轴线旋转而成的蛋形构筑物,平面是不同半径的圆,优化后的水平分格方案是圆周方向四十八等分,为什么不选四十五或五十等分呢?四十八等分相当于圆的四个象限点内十二等分,放线、下尺都非常方便。
  
  在幕墙工程分格时,选择12、24、36、48、60数字的例子很多,尤其是圆、椭圆、球、圆锥更适合采用与天干地支相关联的这些数字,往往会产生非常好的效果。
  
  (三)分形
  
  客观事物具有自相似的层次结构,局部与整体在形态、功能、信息、时间、空间等方面具有统计意义上的相似性,成为自相似性。例如,一块磁铁中的每一部分都像整体一样具有南北两极,不断分割下去,每一部分都具有和整体磁铁相同的磁场。这种自相似的层次结构,适当的放大或缩小几何尺寸,整个结构不变。
  
  一个建筑立面幕墙标准板块的高度与宽度的比值设计为与整个立面高度与宽度的比值一致,整体看幕墙标准板块分格比例就是整体建筑的一个分形,这样分格往往更协调。
  
  参考文献:
  [1]赵西安幕墙工程手册[M]北京:中国建筑工业出版社,1996年
  [2]赵西安建筑幕墙工程手册[M]北京:中国建筑工业出版社,2002年