深圳市三鑫幕墙工程有限公司 518057
摘要：在现代建筑设计中，建筑师为了追求新颖奇特的外立面艺术效果，设计了大量的曲面造型建筑，对建筑幕墙的设计和施工提出了新的要求和更大的挑战。同时也是提升建筑幕墙设计、施工水平的机遇和契机。本文主要针对深圳市宝安少年宫项目的曲面幕墙，对曲面幕墙的实现方法进行了探讨。对类似曲面幕墙的设计有一定的借鉴作用和参考价值。
关键词：双曲面；参数化设计；阶差；穿孔遮阳铝板
1工程概况
宝安中心区少年宫（含文化艺术中心）幕墙工程位于深圳市宝安中心区，本工程为长108m，宽64m的矩形建筑物，屋顶最大高度32.5m。总建筑面积34000㎡，幕墙总面积27600㎡。局部幕墙采用双层幕墙式设计，其中东西两面的外层及遮阳屋面采用铝合金网状的遮阳系统，内层为中空玻璃幕墙；南北立面内层按需要设置可开启的窗口，实墙位置采用纤维水泥挂板，外层为通风的夹胶玻璃遮挡幕墙；室外中庭外墙采用通高彩色夹胶玻璃幕墙。
2曲面幕墙的系统设计
2.1 CL1（CL1a）幕墙系统（钢结构穿孔遮阳铝板）
（1）幕墙分布范围为东、西外立面及遮阳屋面，整个系统为双曲面，遮阳铝板的宽度也为变化尺寸。
（2）节点设计
采用钢通为主龙骨，在钢龙骨上固定T形铝合金转接件。铝合金转接件上穿不锈钢螺栓挂轴。穿孔遮阳铝板挂于挂轴上，螺母限位。横剖节点见图1。
整体思路是采用平面的铝板实现双曲面的幕墙。立柱是曲面幕墙的控制线，通过渐变角度的立柱勾勒双曲面的轮廓。节点设计的难点就是铝板的左右竖龙骨倾斜角度不同，如何方便的把平面铝板固定于变角度的竖龙骨，并保证铝板的稳定性。
（3）双曲面放线定位
幕墙按照竖龙骨定位线23等分确定横向分格线，相邻的竖龙骨的上、下两个定位点连接就是遮阳板的定位线。由于竖龙骨定位线倾斜角度不同，长度不同，横向分格线不处于同一标高。
（4）参数化设计
整个工程穿孔遮阳铝板约有15000块，铝板的下料是难点，采用的方法是Rhino建模与参数化设计。
研究发现铝板加工尺寸由定位点的相对位置决定，因此只要知道定位点的空间坐标就可以用excel表格列出各铝板的加工尺寸。首先是Rhino建模，然后导出定位点坐标，推导铝板加工尺寸与定位点的公式，excel表列出铝板加工尺寸。
2.2屋面钢结构设计
屋面为CL1a系统（钢结构穿孔遮阳铝板），系统做法与立面CL1系统基本相同，但是钢结构的设计较复杂。基本可以说是一个钢结构工程或者说主体设计的范围，比一般幕墙的钢结构设计复杂、困难。钢结构模型见图2。
（1）建模
1）重新定位坐标原点，方便施工。
2）综合利用AUTOCAD、sap2000、Rhino进行建模，用sap2000指定截面再导出到Rhino检查杆件干涉情况。
3）Rhino导出定位所需数据表格，钢结构施工定位主要依靠三维模型和数据表格，减少出图量。
（2）计算
计算采用sap2000，由于结构极其复杂，计算中往往会出现一些不合理的计算结果，难以分析其原因。需要花费大量精力调整模型、调整杆件连接释放。
2.3 CW1系统设计（双曲面构件式玻璃幕墙）
CW1系统是双曲面的构件式玻璃幕墙，设计思路是竖龙骨按照曲面倾斜，采用平板玻璃，玻璃与铝边框组成小单元固定于龙骨，通过横、竖龙骨的隔断装饰条解决板块间的阶差。标准横剖节点见图3，竖剖节点见图4。
首先要分析三维模型，找出最大阶差，根据最大阶差做节点设计。节点设计必须注意防水性能。另外需要注意横梁的定位，横梁两侧的立柱倾斜角度不同，横梁取左侧立柱倾斜角度，与右侧立柱的不平齐通过铝扣板遮盖。
3结语
本项目系统多、面积小，并且造型复杂、幕墙做法不常见，设计的难度很大。幕墙顾问的要求也很严格。要求设计师既要有丰富的设计经验又要能熟练采用Rhino、sap2000等工具，并且设计要充分考虑加工、施工的难度，可以说三维曲面幕墙对幕墙公司、幕墙设计师提出了更高的要求，幕墙公司、幕墙设计师应借此机会提升自身素质，满足行业发展的需要。
论文作者:姜捷奇
论文发表刊物:《基层建设》2017年第10期
论文发表时间:2017/7/27
标签：幕墙论文; 双曲面论文; 龙骨论文; 铝板论文; 曲面论文; 遮阳论文; 节点论文; 《基层建设》2017年第10期论文;