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定制 x 标准化——复杂建筑幕墙设计的成功解决方案
时间:2020-07-14 | 来源:幕墙头条 | 阅读量:907 次

 吕元祥建筑师事务所 (RLP) 董事潘嘉祥先生获邀在五月中出席一个以建筑幕墙设计及工程为主题的国际性论坛 Zak World of Façades 第 29 届会议并发表演讲,分享他在复杂建筑幕墙设计中的经验和理念。他以天津周大福金融中心以及华润大厦翻新工程为例,介绍 RLP 独特「定制 x 标准化」的设计手法及案例。在此与大家分享精彩演讲内容!
 
 
Zak World of Façades 论坛第一次在大中华区域举行。这个专业论坛邀请各地专家共聚一堂,讨论建造业领域里有关建筑幕墙的最前沿创新和艰难挑战,并展示最新的技术和解决方案。提起建筑物的幕墙,它可是一门不简单的学问。不仅要考虑建筑外观上整体及细部的美感,还要考虑许多技术上的细节如热膨胀、防水等,所以其自身坚固耐用的同时,也使建筑内外环境得以优化,甚至还要深入考虑到对施工的可行性、效率、未来维护等方面的影响。而越是复杂和个性化的建筑外形设计,对外墙设计及实施方案的要求就越高。一个好的建筑幕墙设计,一定是考虑了方方面面,能够为业主、用户、施工方、环境和社区同时带来诸多益处的。
 
 
「定制 x 标准化」设计
 
还记得 McLaren 迈凯轮 P1 超级跑车吗?这款造型前卫的限量版超级跑车,产量严格限制在 375 台,大多数的预定者都选择了由迈凯伦特别定制部门进行一定程度的改装,使价格最高达到了 100 万英镑以上。
 
 
迈凯轮 P1 跑车虽是按照消费者的特别需求预制,但其所有零配件都经过细心地研发设计及制作,以致所有部件都是标准化大批生产的单元,可以在无需现场调整修改的条件下直接组装。可以说,这款世界上独一无二的个性化、高质量的超级跑车,既是特别设计的「定制」产品,又是大数量生产的「标准化」产品。为了打造如此高要求的「定制 x 标准化」超级跑车,生产商建立了特别的生产线及设施,由优秀的生产队伍以人手组装,制造过程可谓精心安排,保证效率和质量。
 
其实,类似的「定制 x 标准化」设计手法,也被 RLP 应用于天津周大福金融中心及华润大厦翻新项目的建筑幕墙设计中。
 
天津周大福金融中心
 
中国天津
 
 
(图片来源:中国建筑第八工程局有限公司)
 
天津周大福金融中心是一个地标性商业发展,集商业、办公、酒店和酒店式公寓为一体,建筑高度达 530 米,建成后将成为天津滨海新区第一高楼。
 
如果说限量 375 台的迈凯轮 P1 跑车是定制产品,那么拥有复杂多变的幕墙曲面、全世界仅有一例的天津周大福金融中心,无疑就更加是定制「产品」了。天津周大福金融中心外形复杂,其幕墙表皮呈几何造形 (skin geometry),如果按照最一般单元式幕墙系统模式来设计,将会需要至少 2,000 块以上不同款式的铝合金玻璃幕墙单元,才能完美呈现其美丽的形态。那么,如此复杂而浩大的「定制」工程,怎样达致实现标准化生产及施工的最大经济效益和技术上的可行性?答案就是将复杂的「定制」要求用创意的科学手法转化成为工程标准化的规格。
 
 
无论多么独特或个性化的建筑立面及幕墙系统,RLP 最终都必须仔细考虑实施过程中会遇到的限制条件,例如变化多端的工地状况、生产工艺的局限、运输和吊装处理中的特殊情况等等。RLP 及幕墙技术顾问通过对整体幕墙表皮几何造形优化的精准调整,各幕墙系统相互穿插安装界面的细部处理、加上针对生产流程、安装等阶段的全面精心的考虑,为天津周大福金融中心幕墙系统制定出了独特的「定制 x 标准化」解决方案,在提高工程效率的同时,又保持了建筑的外形设计,并且达到最高的质量水平。
 
 
变化多端的工地状况
 
 
吊装处理中可能出现特殊情况
 
在天津周大福金融中心的原始设计方案中,建筑塔楼的立体造型具有非常复杂的「表皮几何」特性,具有许多不规则、不对称的变形。具体说来,大楼的幕墙系统不少于 8 种类型,而不同幕墙系统在组装时有不同的技术及接点要求;特别以塔楼的单元式幕墙系统为例,每块幕墙单元框架属于非共面形状,同时又要求安装在非共面框架上的玻璃是不被弯曲的平整共面框;上下层幕墙单位之间的错位布置,导致在幕墙系统细部插装节点处对满足水密性及气密性要求的设计更为复杂。因此,整个塔楼的幕墙单位系统需要非常高水平的制作生产工艺。
 
 
由幕墙单元框架右上角向外突出的实际情况可见本项目幕墙的几何造形设计的高度复杂性
 
RLP 建筑师考虑到从定制到生产、安装,乃至以后长远使用的功能要求,按客户要求,联同专业的幕墙顾问及三维 BIM 顾问进行整个塔楼外立面的体形及幕墙表皮优化设计工作,完成重新定义的幕墙「表皮几何」及提出了全套新的优化设计细节。“优化后的「表皮几何」” 用简单的弧线重新塑造幕墙表皮及单元形状,这样一来就使得原本需要 2,000 块以上不同形状款式的幕墙单元,减少为只需不到 400 款,大大将幕墙单元的形制「标准化」,节省幕墙造价之余,也使从制造到安装过程更加简单快速,提升了施工效率。这个优化方案的关键在于,在重新定义表皮几何的同时,能够完全保持建筑原有的外观效果,以及最优的建筑质量。
 
 

BIM 研究:优化的外立面表皮几何3D 参数模型(图片版权:Gehry Technology)
 
 
塔楼外立面幕墙视觉模型
 
 


优化的表皮几何令安装过程更加简单快速,提升了施工效率
 
 
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