淺析辦公建筑雙層玻璃表皮的可調(diào)節(jié)性設(shè)計

張水波

摘 要：經(jīng)過對大量的辦公建筑玻璃表皮設(shè)計進(jìn)行研究，了解到了辦公建筑雙層玻璃表皮在自然通風(fēng)，隔音和采光等方面優(yōu)點(diǎn)和缺陷。本文倡導(dǎo)符合時代建筑要求的生態(tài)建筑要求的設(shè)計，將運(yùn)用科學(xué)的指導(dǎo)方法，對辦公建筑雙層玻璃表皮的可調(diào)節(jié)性設(shè)計進(jìn)行深入研究。

關(guān)鍵詞：辦公建筑；雙層玻璃表皮；可調(diào)節(jié)性設(shè)計

隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市進(jìn)程不斷推進(jìn)，雙層玻璃表皮在建筑中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的單層玻璃表皮建筑已經(jīng)越來越不適應(yīng)人們辦公需要，它不僅能耗巨大，通風(fēng)效果差，在一定程度上影響辦公人員的工作效率，長期在這種建筑里辦公很容易產(chǎn)生疲倦。在一些大城市中，雙層玻璃表皮辦公建筑已經(jīng)成為城市的標(biāo)志性建筑，甚至已經(jīng)成為主流設(shè)計。要想對雙層玻璃表皮的可調(diào)節(jié)性設(shè)計進(jìn)行深入研究，就必須了解它的現(xiàn)狀和結(jié)構(gòu)。

1 辦公建筑雙層玻璃表皮的概念和設(shè)計研究現(xiàn)狀

雙層玻璃表皮屬于一種外墻結(jié)構(gòu)，它可分為：外層玻璃表皮、通風(fēng)的空氣間層和內(nèi)層玻璃表皮。雙層玻璃表皮的空氣間層厚度設(shè)計范圍通常在0.1～2m，設(shè)計厚度范圍通常是根據(jù)建筑所在的氣候和環(huán)境等綜合因素來考慮。建筑表皮可調(diào)節(jié)性可以理解為建筑表皮調(diào)節(jié)氣候的能力，它通過改變表皮的位置、形狀、密度和顏色整合建筑區(qū)表面的自然氣候資源，將建筑室內(nèi)調(diào)節(jié)為適宜辦公人員的工作環(huán)境。圖1為辦公建筑雙層玻璃表皮圖。

我國第一棟玻璃幕墻建筑為1985年的北京長城飯店。近年來，由于我國建筑業(yè)的發(fā)展需要，眾多玻璃幕墻建筑紛紛拔地而起，但由于技術(shù)不夠成熟，玻璃幕墻建筑大多存在著一些安全隱患，國家建設(shè)部在短期內(nèi)相繼出臺了相關(guān)建筑辦法和政策，促使玻璃幕墻建筑市場邁向正常的發(fā)展軌道。國內(nèi)建筑材料方面的專家研制成功了一種可調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度和亮度的智能玻璃，這種智能玻璃在室外溫度升高時，通過降低紅外線透過率保持室內(nèi)的亮度。在室外溫度降低時，提升紅外線透過率，保持舒適的室內(nèi)溫度。這種智能玻璃性能優(yōu)異，比同類建筑玻璃材料價格便宜，還能與多種幕墻結(jié)構(gòu)形式相結(jié)合，比如：單元式玻璃幕墻、隱框玻璃幕墻、明框玻璃幕墻和點(diǎn)駁接式玻璃幕墻等。

2 辦公建筑雙層表皮可調(diào)節(jié)性的設(shè)計原則與方式

2.1 辦公建筑雙層玻璃表皮可調(diào)節(jié)的設(shè)計原則

辦公建筑雙層表皮可調(diào)節(jié)的設(shè)計原則有：與環(huán)境相適應(yīng)原則、功能多樣化原則和藝術(shù)美觀原則。與環(huán)境相適應(yīng)的設(shè)計原則可分為宏觀環(huán)境和微觀環(huán)境。宏觀環(huán)境設(shè)計以節(jié)能為目標(biāo)，主要是通過合理的構(gòu)造措施來改善建筑室內(nèi)環(huán)境，降低建筑的各方面能耗，它不屬于一種主動的節(jié)能措施。微觀環(huán)境設(shè)計對建筑雙層玻璃表皮中具體存在的問題進(jìn)行具體分析，優(yōu)化設(shè)計方案，能夠體現(xiàn)出雙層玻璃表皮設(shè)計獨(dú)特的差異性。功能多樣化設(shè)計原則是雙層玻璃表皮設(shè)計的發(fā)展趨勢。它一方面要求雙層玻璃作為一種外部維護(hù)結(jié)構(gòu)，起到保護(hù)建筑的作用，另一方面要實(shí)現(xiàn)玻璃的保溫、調(diào)光、控光、防噪和防盜等功能。在達(dá)到節(jié)能效果的同時提高室內(nèi)的整體舒適度。藝術(shù)美觀的設(shè)計原則是將建筑的空間與形象有效融合，達(dá)到一種藝術(shù)性的美觀效果。它要求雙層玻璃表皮在建筑材料的選擇上，既要合格達(dá)標(biāo)、經(jīng)濟(jì)適用，還要整體的美觀，設(shè)計出優(yōu)美的結(jié)構(gòu)形式、精美的節(jié)點(diǎn)，具有豐富的光影變化效果。藝術(shù)美觀的設(shè)計原則體現(xiàn)在以下幾個方面：線條的曲直度、光影效果、虛實(shí)對比等。

2.2 辦公建筑雙層玻璃表皮可調(diào)節(jié)的設(shè)計方式

要對辦公建筑雙層玻璃表皮的可調(diào)節(jié)性進(jìn)行研究，首先應(yīng)該了解不同的玻璃材質(zhì)，常用的玻璃材質(zhì)有：平板玻璃、浮法玻璃、彩色玻璃、熱反射玻璃、中空玻璃、HIT玻璃、低輻射玻璃、熱致變色玻璃和光致變色玻璃等，在了解不同玻璃材質(zhì)的特性之下，需要根據(jù)辦公建筑的實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)計。玻璃的調(diào)節(jié)層的調(diào)節(jié)方式可分為：本體著色、多層裝配、表層鍍膜和機(jī)理變質(zhì)。普通玻璃在氣候的調(diào)節(jié)方面存在著一定的局限性，而符合材料的玻璃能夠適應(yīng)氣候飛變化，在雙層玻璃表皮的調(diào)節(jié)中，可以采用多種多樣調(diào)節(jié)方式。

雙層玻璃的調(diào)節(jié)層可分為多種調(diào)節(jié)模式：主動調(diào)節(jié)模式、被動調(diào)節(jié)模式和交互式調(diào)節(jié)模式。主動式調(diào)節(jié)模式在玻璃表皮中運(yùn)用機(jī)械式的通風(fēng)方式，幫助建筑室內(nèi)進(jìn)行通風(fēng)，將建筑室內(nèi)的廢氣排入空氣間層，經(jīng)過風(fēng)扇的驅(qū)動，廢氣將回流到通風(fēng)系統(tǒng)。被動式通風(fēng)主要是利用自然通風(fēng)的方式實(shí)現(xiàn)室內(nèi)與室外的溫差平衡，表皮的通風(fēng)口會產(chǎn)生熱壓作用，自然風(fēng)通過表皮吹響室內(nèi)，外層玻璃的通風(fēng)口內(nèi)智能控制系統(tǒng)會合理的控制通風(fēng)柵格和排風(fēng)扇。交互式調(diào)節(jié)主要采用的自然通風(fēng)方式，結(jié)合主動調(diào)節(jié)與被動調(diào)節(jié)的方式相互配合運(yùn)行。交互式調(diào)節(jié)既不完全依賴機(jī)械通風(fēng)，也不完全依賴自然通風(fēng)。這種方式適用于氣溫偏熱需要制冷的地區(qū)。

空氣調(diào)節(jié)層可設(shè)計為四種模式：無分隔式空氣調(diào)節(jié)模式、水平分隔式空氣調(diào)節(jié)模式、水平與垂直分隔式空氣調(diào)節(jié)模式和豎向通道式空氣調(diào)節(jié)模式。這四種模式都是利用自然風(fēng)，通過改變通風(fēng)口、進(jìn)風(fēng)口和排風(fēng)口之間的高度和大小，實(shí)現(xiàn)煙窗效應(yīng)。針對辦公建筑的需要，它還可以進(jìn)行混合通風(fēng)，在高層辦公建筑也可以混合使用這四種空氣層的調(diào)節(jié)模式，促使辦公建筑達(dá)到最佳的通風(fēng)效果。

3 結(jié)束語

綜上所述，辦公建筑雙層玻璃表皮的可調(diào)節(jié)性設(shè)計研究是一個復(fù)雜的過程，在設(shè)計時必須要充分了解各種復(fù)合型玻璃材質(zhì)的特性，掌握雙層玻璃表皮可調(diào)節(jié)的設(shè)計原則，針對不同的辦公建筑環(huán)境，有效的利用辦公建筑氣候以及自然條件，使用科學(xué)的建筑雙層玻璃表皮的可調(diào)節(jié)設(shè)計方法，促使辦公建筑達(dá)到節(jié)能和美觀的效果。

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