廣東建筑工業(yè)化展 2016-11-14 2617
ADIC工程的Mashrabiya智能遮陽系統(tǒng),顛覆了傳統(tǒng)的遮陽形式。將機電與幕墻有機地結(jié)合在一起,使幕墻有了一個新的設(shè)計思維。當建筑幕墻遭受陽光直射時,Mashrabiya呈張開狀態(tài),從而為建筑提供遮陽。隨著太陽沿樓體的移動, Mashrabiya 可隨時間逐漸呈現(xiàn)張開或關(guān)閉狀態(tài),從而實現(xiàn)根據(jù)外部環(huán)境的變化對大樓的內(nèi)部溫度、光線進行智能調(diào)節(jié)。
Mashrabiya是由上百個零件組裝而成,所有零件之間的配合尺寸及公差,及不同材質(zhì)的材料特性(強度、硬度、色牢度、化學成份等)都是需要考慮的因素。
a) 單元:由于樓體呈蠶蛹形,其橫截面由多段不同直徑及圓心的弧線組成,縱截面也如此,故每一樘單元的尺寸都有差異,設(shè)計的工作量相當大。針對此情況,我們將整個工程的玻璃幕墻外輪廓進行三維建模。并將所有單元的三維數(shù) 據(jù)進行統(tǒng)計、整理、歸類。
b) 電動立面?zhèn)闶街悄苷陉栂到y(tǒng)。
遮陽系統(tǒng)是本工程最大的建筑特點。由于玻璃幕墻由玻璃和金屬結(jié)構(gòu)組成,而玻璃表面換熱性強,熱透射率高,故對室內(nèi)熱條件有極大的影響,在夏季,陽光透過玻璃射入室內(nèi),是造成室內(nèi)過熱的主要原因。特別在南方炎熱地區(qū),如果人體再受到陽光的直接照射,將會感到炎熱難受。在玻璃幕墻上設(shè)置遮陽系統(tǒng),可以最大限度減少陽光的直接照射,從而避免室內(nèi)過熱,是炎熱地區(qū)建筑防熱的主要措施之一。設(shè)置遮陽后,會有以下作用及效果
I) 遮陽對太陽輻射的作用。外圍護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能受許多因素的影響,其中影響最大的指標就是遮陽系數(shù)。一般來說,遮陽系數(shù)受到材料本身特性和環(huán)境的控制。遮陽系數(shù)就是透過有遮陽措施的圍護結(jié)構(gòu)和沒有遮陽措施的圍護結(jié)構(gòu)的太陽輻射熱量的比值。遮陽系數(shù)愈小,透過外圍護結(jié)構(gòu)的太陽輻射熱量愈小,防熱效果愈好。
II) 遮陽對室內(nèi)溫度作用。遮陽防止室內(nèi)溫度上升有明顯作用,有遮陽時,房間溫度波幅值較小,室溫出現(xiàn)最大值的時間延遲,室內(nèi)溫度場均勻。因此,遮陽對空調(diào)房間可減少冷負荷,所以對空調(diào)建筑來說,遮陽更是節(jié)約電能的主要措施之一。
III) 遮陽對采光的作用。從天然采光的觀點來看,遮陽措施會阻擋直射陽光,防止眩光,使室內(nèi)照度分布比較均勻,有助于視覺的正常工作。對周圍環(huán)境來說,遮陽可分散玻璃幕墻的玻璃(尤其是鍍膜玻璃)的反射光,避免了大面積玻璃反光造成光污染。
IV) 遮陽對建筑外觀的作用。一般人都認為玻璃幕墻設(shè)計只能平板化,無法設(shè)計外遮陽等遮陽設(shè)施,但是由國外的許多案例我們可以發(fā)現(xiàn)金屬玻璃幕墻能以輕巧的金屬板設(shè)計成優(yōu)美的遮陽形式并成為建筑造型有趣的一部份。遮陽系統(tǒng)在玻璃幕墻外觀的玻璃墻體上形成光影效果,體現(xiàn)出現(xiàn)代建筑藝術(shù)美學效果。因此,在歐洲建筑界,已經(jīng)把外遮陽系統(tǒng)作為一種活躍的立面元素,加以利用,甚至稱之為雙層立面形式。
一層是建筑物本身的立面,另一層則是動態(tài)的遮陽狀態(tài)的立面形式。這種具有 “動感” 的建筑物形象不是因為建筑立面的時尚需要,而是現(xiàn)代技術(shù)解決人類對建筑節(jié)能和享受自然需求而產(chǎn)生的一種新的現(xiàn)代建筑形態(tài)。而不同于老式的遮陽系統(tǒng),本工程的智能遮陽系統(tǒng)是由遮陽板(鋁框+遮陽膜等)、電機及智能控制系統(tǒng)組成??刂葡到y(tǒng)軟件是智能遮陽控制系統(tǒng)的一個組成部分,與控制系統(tǒng)硬件配套使用,根據(jù)周圍自然環(huán)境的變化,通過系統(tǒng)線路,自動調(diào)整遮陽板或改變遮陽面積或變化角度,既阻斷熱輻射、減少陽光直射、避免產(chǎn)生眩光,又充分利用自然光,節(jié)約能源。
V) 本工程的建筑特點決定了每個遮陽傘的尺寸都不一樣。而且由傘的結(jié)構(gòu)形式造成鋁框的加工尺寸、角度及支承桿的尺寸要由三維建模才可以確定。如按傳統(tǒng)設(shè)計思路進行設(shè)計,其工作量是非常巨大的?;旧鲜遣豢赡芡瓿傻娜蝿?。針對此問題,我們多方調(diào)研,最終聘請歐洲專業(yè)設(shè)計師進行程序化設(shè)計。通過INVENTER的第三方設(shè)計軟件對本工程的遮陽傘進行三維程序設(shè)計。大大提高了設(shè)計速度。同時,通過INVENTER這個三維設(shè)計軟件,我們可以方便地檢驗任何位置的遮陽傘的狀態(tài)??梢詣討B(tài)地觀察所有機構(gòu)的運行狀態(tài)。從而保證了設(shè)計的準確度。INVENTER對本工程資料存儲達300GB以上,可見這項工作量有多么巨大!
c) 本工程在單元幕墻與遮陽傘之間,還有一層燈帶,在傍晚,當遮陽傘合上后,網(wǎng)狀燈帶上的LED燈點亮,為整個建筑增添了嫵媚的色彩,但由于燈帶的照明范圍為 4米,從低碳環(huán)保的角度,一定要選用節(jié)能的LED燈,但一般的產(chǎn)品其亮度達不到建筑師要求的效果,為此,我們專門聘請專業(yè)的燈光設(shè)計師幫助我們進行燈光效果設(shè)計,并在世界范圍內(nèi)搜索符合要求的燈具廠家,經(jīng)過艱苦工作,最終選定意大利依古咨尼品牌產(chǎn)品,但遠大從未與之合作過,廠家按慣例根本不跟我們合作,但經(jīng)過公司的不懈努力,最終成功說服廠家與我司簽訂合同,并按期供貨。此外,本工程的燈光效果要求燈光平行于反光板照射。這要求反光板表面不能進行普通的噴涂,而要求其表面有凹凸感才能將平行光反射出來。經(jīng)過無數(shù)次的試驗,無數(shù)次地與設(shè)計師溝通,最終選定了一種能讓建筑師滿意的可以反射平行光的噴涂漆。
加工制造難度堪比核潛艇、航空產(chǎn)品制造
整個ADIC工程加工制造難度集中體現(xiàn)在2棟主樓的2098個遮陽傘的加工制造上。每個遮陽傘合攏時,外形酷似奔馳汽車標志,由三角形鋁框、Y型支撐大臂、PTFE膜、鑄件、電機五大部分組成。在工程安裝中,造型復雜的底座牢固地扎根于墻體,三個大型臂狀錐管鑄件安裝在底座上,3支支撐大臂連接在錐管頂端,組成Y型,6個覆蓋PTFE膜的三角形鋁框兩兩固定在Y型支撐大臂上,中間由柱形電機連接,在電控系統(tǒng)的控制下,實現(xiàn)自動開閉。
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