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上海“虹桥绿谷”建筑表皮系统节能设计

来源:2014年会论文集  作者:*  日期:2014-4-24
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  摘要:建筑表皮对整个建筑物的节能起到重要的作用,因此玻璃幕墙的节能设计是建筑师关注的重点。本文以“虹桥绿谷”作为实例,介绍了几种玻璃幕墙(凹凸玻璃幕墙、双层大跨度玻璃幕墙、带遮阳设施的退台玻璃幕墙)的节能细部设计,阐述了各种系统的主要材料构成和功能特点,以利于建筑幕墙方案设计时参考。
  关键词:凹凸幕墙;双层幕墙;遮阳

 

  4.2底部节点设计

  双层大跨度玻璃幕墙底部进风口交错设置四组400mm宽的活动百叶。四组百叶分别设在底部进风口、钢结构底边的上下面以及通道地面;相邻两组百叶的方向是相反的,并且四组百叶垂直方向不是在一条线上。这样设计可以有效防止粉尘进入通道内,提高室内的空气质量。两通道地面采用3mm铝合金板封闭,胶缝16mm(如图4.3)。

 

  5 带遮阳设施的玻璃幕墙系统设计

  

  现代遮阳系统对建筑物的节能具有重要意义[6]。夏季可以有效阻止太阳光的直接热辐射、降低建筑物的空调负荷,起到节能环保的效果。而外遮阳系统在降低室内热,调节室内光、热方面最为有效。建筑表皮遮阳是夏热冬冷地区建筑节能的重要技术,建筑遮阳必将随着科学技术的发展受到人们越来越多的重视。

  5.1可旋转电动玻璃百叶遮阳系统

  活动外遮阳系统可以根据太阳与建筑的相对位置、建筑使用需求灵活控制、对散射辐射和眩光有较好的控制,尤其是在处理低角度的直射、散射和反射光时非常有效。电动智能百叶遮阳系统是绿色智能建筑的最佳选择,它可以根据季节、气候、朝向、时段等条件的不同,自动调整运转状态。上海地区夏季东西方向垂直面上受到的太阳辐射强度仅次于水平面,垂直方向的遮阳同样非常重要。根据地理位置、建筑方位和透明轻盈办公室定位等,在东西面沿街方向采用了电动玻璃百叶加上绿化槽的一体化遮阳设计(图5.1)。其系统构造如下:

  1,玻璃遮阳翼通过面玻璃(夹胶玻璃,12钢化+1.52PVB(乳白色半透明胶片)+12钢化)和肋玻璃(12钢化+1.52PVB(透明胶片)+12钢化)组成,宽度900mm,间距1400,高度约4.2m,所有夹胶玻璃开放边采用2mm不锈钢包覆。

  2,每层楼板处悬臂外挑变截面工字钢梁支撑玻璃百叶和传动机构等;横向联系梁为10#槽钢,连接方式为螺栓连接。

  3,水平金属翼前端宽度900,采用3mm铝合金包覆,16mm开放缝隙内为M6内六角不锈钢螺杆(深灰色PVDF喷涂),以便于拆卸维护。

  4,中间上人马道为铝合金格栅,格栅片厚度3mm,高度40mm,平面布局间距约为20mm,每间隔约150mm设置直径8mm铝合金棒作为侧向稳定构件(词条“构件”由行业大百科提供),马道整体PVDF喷涂。

  5,马道和10#槽钢联系梁之间采用螺栓连接。

  6,水平绿化槽,做法详见5.3节。

  7,穿越幕墙的悬臂梁和预先调整精确的固定座采用螺栓群连接,固定座前面和金属槽面齐平,穿越处打胶密封。

  8,玻璃叶片的上下端不锈钢夹具材质为316,并需为一体化铸造成品,表面处理(词条“表面处理”由行业大百科提供)和颜色待定。

  9,电动及传动机构:(1)驱动设备为电动推杆,行程约450mm,保证叶片旋转角(词条“转角”由行业大百科提供)度可以达到180度,IP65级,推动力750N,自锁力2000N。(2)传动机构为齿轮齿条传动,并要求有锁定装置,当处于停车状态,百叶的防止扭转通过此装置锁定,避免推杆继续受力。(3)一组推力机构推动四组叶片,每组推力机构包括两个推杆和一个同步器,两个推杆同时推动百叶上下端的齿轮齿条。(4)控制系统,至少保证分户同步控制、分层同步控制、整栋建筑同步控制、紧急状态全部锁定四级控制,其他要求依据业主和建筑师要求。(5)除采用更为优化的设备配置,否则此机电配置以上述要求为基础进行扩展(图5.2、图5.4)。

 

  5.2 可旋转电动木饰百叶遮阳系统

  朝内庭的东西立面同样在垂直方向需要遮阳装置,但是出于内庭立面颜色,材质的协调出发,电动百叶材质采用仿木纹千思板(图5.5)。电动木饰百叶遮阳系统构造如下:

  1,(仿)木质遮阳翼通过中间金属轴(组合件)+两端铝合金骨架+12mm仿木纹纤思板(4片)组成,宽度1000mm,间距1400(或依据模),高度约4.2m,所有外露金属为深灰色PVDF喷涂。

  2,每层楼板处悬臂外挑变截面工字钢梁支撑(仿)木质百叶和传动机构等;横向联系梁为10#槽钢,连接方式为螺栓连接。

  3,水平金属翼前端宽度675,采用3mm铝合金(表面PVDF)包覆,16mm开放缝隙内为M6内六角不锈钢螺杆(深灰色PVDF喷涂),以便于拆卸维护。

  4,无上人马道,无水平绿化槽。

  5,穿越幕墙的悬臂梁和预先调整精确的固定座采用螺栓群连接,固定座前面和金属槽面(或石材完成面)齐平,穿越处打胶密封。

  6,(仿)木质叶片的上下端不锈钢夹具材质为316,并需为一体化铸造成品。

  7,电动及传动机构,同电动玻璃百叶,详见5.1节。

 

  5.3 外挑空中绿化槽带水平遮阳系统

  以绿色建筑理念引领建筑空间创意,以绿色建筑技术打造绿色生态环境,使建筑融于公园自然的形态之中。以绿色建筑为目标的建筑物,必然少不了绿色植物的点缀。夏天可以充分利用绿色植物的遮挡,降低建筑表皮和周围环境的温度。在每层的玻璃幕墙前面设置空中绿化槽,同时利用建筑造型,垂直方向进行退台设计,两者结合起来是一个不错的选择,其系统构造设计如下:

  1,水平金属遮阳翼外端距离玻璃完成表面1450mm。

  2,纵深钢梁为160mm高‘T’型钢,联系梁为4排10#槽钢,所有外露钢梁表面均需达到建筑级精度,并且PVDF喷涂,钢梁连接点均为螺栓连接,不允许焊接

  3,中间上人马道为铝合金格栅,格栅片厚度3mm,高度40mm,平面布局间距约为20mm,每间隔约150mm设置直径8mm铝合金棒作为侧向稳定构件,马道整体PVDF喷涂。

  4,马道和10#槽钢联系梁之间采用螺栓连接。

  5,纵深梁前部采用直径22mm不锈钢拉杆,逐层吊挂之建筑顶部梁结构,内侧通过专用零件和幕墙竖向龙骨连接,方式为铰接

  6,最下部纵深梁和底侧结构通过直径22mm不锈钢拉杆(词条“拉杆”由行业大百科提供)拉住,间距可以为5~6倍的玻璃水平分割模数。

  7,水平绿化槽:1),预制金属槽+营养土(湿容重1.2吨/立方米)+植物+浇灌附件等。 2),要求金属槽和支撑钢梁之间需采用螺栓连接(钢梁上预留连接孔),不允许焊接。

  

  6 结论与展望

  建筑表皮的对整个建筑物的节能至关重要,选择正确的建筑表皮能将建筑功能与建筑形态完美地进行结合和统一。虹桥绿谷项目采用了凹凸幕墙,双层大跨度玻璃幕墙,带可旋转遮阳百叶系统玻璃幕墙,和带绿化槽遮阳系统的节能设计与建筑表皮形态相结合,充分运用外阳台、结构退台、结构凸凹造型形成建筑物自身遮阳的处理手法。另外,上海属于典型的夏热冬冷地区,在向南的立面重点设置水平遮阳;在东西立面设置根据季节、气候、朝向、时段等条件的不同,自动调整运转状态可旋转的电动百叶遮阳设施。几种幕墙的组合不经丰富了建筑立面效果,绿色节能,达到了很好的艺术效果。

  幕墙的节能设计是一个与建筑、机电专业相结合的综合课题,本文较为可通用的建筑技术和幕墙技术建筑幕墙节能设计提供参考。

  参考文献

  [1]《公共建筑节能设计标准GB50189-2005

  [2]《玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003

  [3]《建筑玻璃应用技术规程》 GJ113-2009

  [4]《建筑幕墙》 GB/T21086-2007

  [5] 岑曦,寇玉德.浅议双层幕墙[J].建筑节能,2010,38,(6):1

  [6] 李铮嵘,赵群,展磊.建筑遮阳与节能[M].中国建筑工业出版社2009

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虹桥绿谷项目地上建筑为7-9层,地下为三层,以申长路分为东西两个街区。东区为绿色总部街区,西区为环球风尚街区。本次全面结构封顶的为东区绿色总部街区,地上面积约为15万平方米,地下面积约13万平方米,由
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