超高层建筑幕墙设计要点

超高层建筑幕墙设计要点

林强

中建深装建设有限公司，广东深圳，518000

摘要：在现代都市的天际线上，超高层建筑以其雄伟的身躯矗立，而幕墙作为其外衣，不仅美化了建筑形象，还承担着保护建筑、节能降耗等重要功能。本文将深入探讨超高层建筑幕墙设计中的要点，旨在为建筑设计师和工程师提供实用的指导。

关键词：超高层建筑；幕墙；设计要点

一、设计理论

在超高层建筑幕墙设计中，设计理论是指导实践的灵魂，它融合了建筑美学、结构工程、环境科学和材料科学等多个领域的知识。设计理论不仅关乎建筑的外观与形式，还直接影响着建筑的性能、能源效率和使用者的舒适度。本文将深入探讨这些理论，为后续的工程实践提供坚实的基础。

1.建筑形态与幕墙设计的紧密联系不容忽视。在三维空间中，设计师需运用几何学原理创造出富有表现力的外立面，使建筑在城市环境中脱颖而出。如深圳京基滨河时代项目，其独特的立面造型通过矩形基本平面的二维放样得以实现，通过收分方式的变化，使得建筑在不同时间、不同光线的照射下呈现出动态的光影之美，这是对建筑形态学理论的生动应用。

2.性能导向的设计理念在幕墙设计中至关重要。设计师必须确保幕墙在光照、隔热、隔音等方面达到预期效果。例如，深圳的节能规范要求透明幕墙有10%的开启面积，以促进自然通风，降低空调负荷。在实际设计中，如何通过窗墙比的调整、玻璃类型的选择以及遮阳设施的配置，达到节能和良好的室内环境，是对建筑师对气候响应设计理论的考验。

3.能源效率是现代建筑幕墙设计的核心议题。依据不同地区的气候特点，设计师需要灵活运用被动式设计策略，如利用太阳能热利用系统、太阳能反射材料以及智能控制系统，以减少建筑的能源消耗。如京基滨河时代的夜间照明设计，通过暖光、LED光源的使用和智能控制，实现了照明的美观与节能，这是对能源效率设计理论的实践。

4.幕墙的结构体系设计也是设计理论的一部分。单元式幕墙的广泛应用，是因为它能提供结构的稳定性，同时可以提高施工效率和质量。设计师在考虑幕墙的标准化程度时，需兼顾结构的复杂性，如预埋件的布置、支撑系统的选型等，确保幕墙与建筑整体结构的协调统一，这体现了结构整合设计理论的应用。

5.细节设计是幕墙设计中的重要环节，如擦窗机的选择和安装。擦窗机的设计不仅要考虑建筑的高度和立面特点，还要兼顾美观和安全，反映出对建筑功能和使用需求的深入理解。例如，盛京金融广场选择的屋面轨道式伸缩臂擦窗机，就是在特定建筑条件下的定制化解决方案，体现了功能与美学融合的设计理论。

二、工程实践

在超高层建筑幕墙设计的实践过程中，设计理论的落地至关重要。它不仅关系到建筑的外观美，还影响着建筑的能源效率、使用者的舒适度以及工程实施的效率。以下案例将展示通过实践如何将设计理论融入到实际工作中。

1.深圳京基滨河时代项目是一个很好的工程实践案例。在超高层建筑的幕墙设计中，设计师运用了先进的设计理论，成功塑造了独特的建筑外观。通过矩形基本平面的二维放样，建筑在不同光线的照射下展现出独特的动态美感。同时，其节能设计也遵循了深圳的节能规范，通过改变收分方式，使建筑在光照、隔热、隔音等方面达到理想效果，既满足了美观，又实现了节能。

2.工程实践中需要考虑的另一个重要方面是幕墙的施工技术。单元式幕墙因其施工质量高、工期短等优点，常被用于超高层建筑。在实际操作中，设计师需要考虑幕墙的标准化程度、预埋件的布置，以及是否能适应不规则形体。例如，京基滨河时代项目选择了单元式幕墙，以保证工程质量和完成度，这体现了结构整合设计理论在工程实践中的应用。

3.幕墙细节设计在实际工程中也尤为重要。擦窗机的选择和安装是其中的关键环节。盛京金融广场项目选择了屋面轨道式伸缩臂擦窗机，以适应其屋面结构和停机坪需求，这不仅体现了对建筑功能和使用需求的深入理解，也体现了功能与美学融合的设计理论在实际操作中的运用。

4.在特殊区域的设计上，如避难层、设备层，设计师需要满足疏散、通风和防风雨等功能需求。例如，盛京金融广场的避难层采用了加大龙骨或增加钢立柱来应对层高和跨度的问题，并在设备层使用防风雨百叶，这体现了针对特定场景的定制化设计理论在实际工程中的实施。

超高层建筑幕墙设计的工程实践是设计理论的落地，它将理性分析的结果和创新思维融入到实际操作中。通过实例展示，我们可以看到设计理论在实际工程中的应用，以及它如何帮助我们实现设计目标，为建筑赋予生命和活力。

三、维护与保养

超高层建筑的幕墙系统是建筑外观的关键组成部分，同时也是保障室内环境舒适度和建筑安全的重要防线。因此，维护与保养工作是确保幕墙长期性能和建筑价值不可或缺的一部分。维护保养不仅包括定期的清洁、检查，还包括预防性维护和必要的修复工作。

1.日常清洁是幕墙维护的基础。幕墙表面的尘埃、污垢以及空气中的污染物，如酸雨、烟尘等，会对幕墙材料造成侵蚀，影响其透明度和外观。定期的清洁工作，通常采用专业清洁剂和软质工具，避免对幕墙表面造成划伤。同时，清洁过程中也需检查幕墙的密封性能，防止雨水渗入建筑内部。

2.定期的专业检查是维护保养的重要环节。这包括对幕墙结构的稳定性、密封性能、开启部分的灵活性进行评估。检查内容涵盖幕墙的每一个组件，如玻璃面板、密封胶、接缝、幕墙附件等，以确保它们在正常工作状态。对于单元式幕墙，还需关注单元间的连接部分，防止因松动而影响整体结构的稳定性。

3.在气候变换或极端天气事件后，应进行特别检查，以确认幕墙是否受到损害。例如，台风、暴雨等极端天气可能对幕墙造成冲击，检查应关注是否有裂缝、松动或破损，确保幕墙在极端条件下的安全性。

4.预防性维护主要涉及对潜在问题的早期发现和处理。例如，定期测量幕墙的热工性能，如传热系数、遮阳系数等，以评估其节能效果。如果发现性能下降，可能需要调整或更换玻璃，或者增加额外的遮阳设施。此外，对于使用了机械通风系统的幕墙，应定期检查通风器的运行状态，确保其能有效满足建筑的通风需求。

5.长期维护计划应包含对幕墙组件的定期更换。幕墙的使用寿命受多种因素影响，如材料老化、环境影响等。制定合理的更换计划，如定时更换密封胶、老化玻璃等，可以避免因组件失效导致的性能下降或安全风险。

6.在特殊区域的维护，如避难层和设备层的幕墙，应根据其特殊功能进行针对性的维护。例如，避难层的幕墙可能需要更频繁的检查以确保其在紧急情况下的安全疏散，而设备层的防风雨百叶则需要定期清洁和润滑，确保其在极端天气下的正常操作。

7.照明系统的维护也是幕墙保养的一部分。既要保证夜间照明的美观，又要确保灯具的节能效果，定期检查灯具的运行状况和更换损坏的光源是必不可少的。

8.幕墙维护与保养的执行，必须遵循严格的规程，以确保工作的专业性和安全性。这通常需要专业的维护团队，他们熟悉幕墙的构造、材料特性以及操作规程，能及时发现并解决潜在问题。同时，维护记录和数据分析也是关键，它们可以帮助识别潜在的系统性问题，从而进行改进或预防。

结束语

超高层建筑幕墙设计是一门融合了美学、结构工程、材料科学和环境意识的综合学科。面对未来的挑战，设计师们需要不断学习和创新，以实现建筑的美学与功能的完美结合。同时，政策制定者也应鼓励绿色建筑的发展，推动幕墙技术的进步，为人们创造更宜居的环境。在这样的共同努力下，我们期待未来的超高层建筑幕墙不仅在视觉上引人注目，更能为城市的可持续发展做出贡献。

参考文献

[1]岳宏, 李鹏, 贾晨, 梅赟. 关于铝板幕墙在超高层住宅设计中的应用[J]. 中国住宅设施, 2022, (12): 24-26.

[2]段连军. 探讨超高层异型单元式玻璃幕墙的设计要点[J]. 门窗, 2019, (23): 1.