珠海光控华南区域总部项目穿孔铝板 设计

珠海光控华南区域总部项目穿孔铝板 设计

林锡护

英海特工程咨询（北京）有限公司深圳分公司 广东省深圳市 518000

摘要：随着近年应用穿孔铝板的项目越来越多，本文对穿孔铝板进行深入的探讨，通过分析穿孔铝板的特征，提出大跨度穿孔铝板的设计方案。

关键词：幕墙；建筑表皮；穿孔铝板

1. 前言

通过控制孔径、布置、和面板的颜色或结合其它材料，穿孔铝板可以产生丰富多彩的视觉效果。近年在高档办公楼、商业地产广泛补使用。本文结合珠海光控华南区域总部项目对穿孔铝板的设计进行阐述，以供类似幕墙设计工程参考。

2. 工程概述

珠海光控华南区域总部项目位于珠海横琴区，是集办公、商业功能于一体高档写字楼。建筑方案由著名建筑事务所Benoy设计。立面设计元素丰富，现代感强。该项目建筑高度为142m,幕墙面积约为5万平方。幕墙系统主要有：单元式玻璃幕墙，构件式玻璃幕墙，穿孔铝板幕墙和玻璃盒。本文主要针对商业裙楼的穿孔装饰铝板的设计过程进行阐述

3. 幕墙材料选型思路

铝是一种具有重量轻、延展性好、防腐性能好的金属材料，广泛应用于建筑表皮。其中3000系列的铝锰镁合金板是幕墙中最经常用到的面板，其延展性、硬性、抗拉强度、屈服强度、抗腐蚀性、可焊接性等指标均非常适合卷边、轧压设备的加工。

穿孔铝板表皮的半通透性是相对于玻璃的透明性和金属板的不透明性而言，在二者之间达到一种半透明的效果。由于它的半透明性，以及金属材料反射、吸收、散射等产生大量柔和、富有层次感的视觉效果，产生了朦胧感和轻盈感，丰富了建筑的表皮表现力，受到建筑师喜爱。

穿孔铝板可作为外遮阳构件与建筑一体化设计。穿孔铝板外遮阳的首要作用是遮挡多余阳光，减少太阳辐射。通过控制冲孔的孔径、孔间距和排列方式．可影响穿孔铝板表皮的视觉清晰度，创造新奇的视觉效果．并结合穿孔率、外形等因素起到减少太阳辐射热、降低能耗的作用。

基于上述特点，建筑师在本项目商业裙楼中大量采用了穿孔铝板作为外立面的装饰面板。

4. 穿孔铝板的选择

穿孔铝板不同穿孔率的设置会产生不同的室内、外视觉效果。白天由室外看向室内时，穿孔铝板表皮主要表达建筑的整体效果，可避免室外对室内活动的直接观察，较好地维护室内空间的私密性：从室内看向室外时，穿孔铝板表皮对室外景观形成一定程度的遮挡。不同的穿孔宰对观察室外景象的影响程度差别较大。穿孔率较低时，穿孔铝板对室外景象遮挡效果明显；穿孔率较高时，人眼通过穿孔板的孔隙，通过视觉景象叠加和补缺作用，仍能感受到室外景观活动。

在本项目中，建筑师通过穿孔板的折叠，间隔布置，结合铝板后面的玻璃幕墙，给建筑内部和外部提供了动态交流，透过玻璃和穿孔铝板，对室外产生了不同的空间感受。

图1：本项目的视觉样板室外效果

图2：本项目的视觉样板室内效果

5. 本项目穿孔铝板设计特色

图3：穿孔铝板细部

本项目中，此处的穿孔铝板跨度为6m。只有最上端和最下端有结构提供支承点。因穿孔铝板与玻璃幕墙距离很小，故建筑师不希望透过玻璃在穿孔铝板背面看到加强筋和复杂的支撑龙骨。在这里建筑效果和结构安全是一对矛盾体。英海特工程咨询（北京）有限公司通过对折板外形，尺寸，穿孔率的孔径大小和布置方式，铝板厚度，风力大小等各种影响因素进行分析比选。最终向建筑师推荐了穿孔率为20%带直角的4mm厚铝板截面。通过采用4mm厚直角折板，两侧板相互提供支撑刚度，虽然由于厚度增加引起单方造价增加约50元，但可取消加强筋和龙骨的使用。视觉上的做到表面光滑，色泽一致，整体感强。受到建筑师和业主的欢迎。

下图为通过有限元软件对穿孔铝板的实体模型进行整体分析：

图4：强度分析

从上图可知：穿孔装饰铝板跨中最大应力为48MPa <100MPa,强度满足要求。最大应力为126MPa,发生在上下两个端部的4个支承点上，为局部应力集中。此处可以通过加厚端口板来解决。

图5：挠度分析

从上图可知：穿孔装饰铝板跨中最大挠度为20mm<6000>满足挠度的控制要求。

6. 结束语

总之，穿孔铝板本身具有良好的材料特性，如较高的可回收率、半通透性、遮阳效果好等，穿孔铝板作为建筑表皮具有很大的应用潜力，尤其是在塑造表皮视觉整体感和降低建筑能耗方面，英海特工程咨询（北京）有限公司也将进一步探索其创新构造方式和材料表现效果。本文的部分内容由于经验原因可能存在偏差与不完善等问题，在今后的研究和实践中将会进一步的补充优化。

参考文献：

【1】：《金属与石材幕墙工程技术规范JGJ133-2001》

【2】：《玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003》

【3】：《建筑幕墙GBT21086-2007》

【4】：《遮阳设置JGJ 237--2011》

【5】：杨清、廖杰、王斌。 关于穿孔铝板幕墙计算的几点探讨。江河创建集团股份有限公司。2016年。

【6】：刘聪。 穿孔铝板作为建筑表皮的应用研究。东南大学建筑学硕士学位论文。2013年。