組合式幕墻在醫(yī)療建筑立面設(shè)計(jì)中的實(shí)踐研究

陳瑛

（甘肅省建設(shè)設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司，蘭州 730000）

1 前言

當(dāng)下醫(yī)療建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要同時(shí)兼顧醫(yī)療功能和建筑功能，將醫(yī)療功能作為主要設(shè)計(jì)目標(biāo)。與傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)不同，醫(yī)療建筑總體規(guī)劃需要保證對(duì)稱(chēng)性、有序性的特點(diǎn)，并且需要盡可能利用空間。在醫(yī)療建筑中，床位需求較高，且門(mén)診量的提升也會(huì)對(duì)建筑體量造成影響。隨著人們對(duì)建筑質(zhì)量的要求不斷提升，幕墻設(shè)計(jì)已經(jīng)向多層次、多線角、凹凸有致的方向發(fā)展，保證幕墻同時(shí)兼顧美觀性和功能性的特點(diǎn)。因此，在設(shè)計(jì)醫(yī)療建筑時(shí)需要滿足醫(yī)療工作需求，并進(jìn)一步強(qiáng)化立面形象，將組合式幕墻融入設(shè)計(jì)當(dāng)中，保證立面形象的美觀性，從而充分發(fā)揮出醫(yī)療建筑和幕墻的作用。

2 組合式幕墻在醫(yī)療建筑立面設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)

2.1 拓寬設(shè)計(jì)思路

在醫(yī)療建筑立面設(shè)計(jì)中，組合式幕墻可以增加設(shè)計(jì)選擇。當(dāng)下，隨著建筑行業(yè)高速發(fā)展，幕墻采用的材料及設(shè)計(jì)方案本身具備多元化的特點(diǎn)，并且施工工藝已經(jīng)在發(fā)展過(guò)程中趨于成熟。因此設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，通?？梢越Y(jié)合自己的思路及組合式幕墻的形式，進(jìn)一步強(qiáng)化設(shè)計(jì)的靈活性。除此之外，幕墻設(shè)計(jì)工藝和技術(shù)較為先進(jìn)，能夠?yàn)榱⒚嬖O(shè)計(jì)提供技術(shù)指導(dǎo)，為建筑領(lǐng)域發(fā)展提供幫助。

2.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

對(duì)于醫(yī)療建筑而言，將組合式幕墻和立面設(shè)計(jì)結(jié)合在一起，可以對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化。通常情況下，設(shè)計(jì)人員展開(kāi)立面設(shè)計(jì)時(shí)需要分別從客觀因素和主觀條件進(jìn)行分析，并融合自身的設(shè)計(jì)理念，從而提升設(shè)計(jì)方案的可行性和可靠性。但是在實(shí)際施工中，多數(shù)設(shè)計(jì)思路與現(xiàn)實(shí)存在偏差，甚至可能出現(xiàn)背離設(shè)計(jì)初衷的情況。如果應(yīng)用組合式幕墻，則能夠在一定程度上落實(shí)設(shè)計(jì)理念，提升設(shè)計(jì)效果，發(fā)揮設(shè)計(jì)作用。

2.3 提升裝飾效果

幕墻應(yīng)用本身能夠在設(shè)計(jì)中發(fā)揮自身價(jià)值和作用，并保證立面效果和功能相統(tǒng)一。因此設(shè)計(jì)人員需要分別站在宏觀角度和微觀角度對(duì)整體設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，并對(duì)現(xiàn)有內(nèi)部空間進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)兼顧外面的立面整體效果和內(nèi)部功能，充分發(fā)揮出建筑的實(shí)用性。

2.4 低碳環(huán)保

對(duì)比之下，幕墻還具備環(huán)保方面的優(yōu)勢(shì)。以玻璃幕墻為例，玻璃幕墻能夠有效吸收外界的紅外線，并降低室內(nèi)的太陽(yáng)輻射。北方夏天熱冬天冷，玻璃幕墻的遮陽(yáng)系數(shù)就不能太大也不能太小，夏天要阻擋陽(yáng)光熱量向室內(nèi)輻射，冬天太陽(yáng)熱量輻射一點(diǎn)到室內(nèi)是比較好的。玻璃幕墻需要提高空調(diào)和采暖的能源利用率。除此之外，光線反射的作用下，室內(nèi)不會(huì)直接接受強(qiáng)光直射，能夠有效保持視覺(jué)的柔和度。而玻璃幕墻中的玻璃材料本身具備低碳的特點(diǎn)。由此可見(jiàn)，低碳環(huán)保是幕墻較大優(yōu)勢(shì)之一。

3 工程概況

本工程為醫(yī)療建筑工程，總占地面積為91531 平方米，總建筑面積為71100 平方米；主要設(shè)置微生物實(shí)驗(yàn)中心、疫情應(yīng)急閉環(huán)管理中心、理化實(shí)驗(yàn)中心、毒理實(shí)驗(yàn)中心等建筑。該醫(yī)療建筑立面設(shè)計(jì)結(jié)合功能、環(huán)境，采用現(xiàn)代建筑的設(shè)計(jì)手法，色彩以暖白、暖灰為主，個(gè)別單體建筑立面呈現(xiàn)甘肅丹霞的肌理與色彩，營(yíng)造焦點(diǎn)空間；通過(guò)外窗錯(cuò)落有序的排列，搭配玻璃幕墻、金色鋁板和紅棕色百葉，空間虛實(shí)結(jié)合，形成簡(jiǎn)潔明快的建筑風(fēng)格。整體鳥(niǎo)瞰圖可見(jiàn)圖1。

圖1 工程整體鳥(niǎo)瞰圖

4 幕墻平面體系

首先，設(shè)計(jì)主體結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)當(dāng)將平面體系作為基礎(chǔ)，并明確樓層高度對(duì)主體結(jié)構(gòu)的影響。通常情況下，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)二層及以上樓層的柱網(wǎng)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，并盡可能采用接近外側(cè)邊界的方式，保證梁外邊界能夠作為樓板的整體邊界。

其次，組合式幕墻本身容易出現(xiàn)外窗暴露外側(cè)結(jié)構(gòu)的問(wèn)題，此時(shí)可以將柱子投影設(shè)計(jì)為非透明幕墻的形式，保證內(nèi)外結(jié)構(gòu)之間自然發(fā)揮遮罩作用。設(shè)計(jì)人員也可以采用設(shè)置回側(cè)襯板的方式對(duì)結(jié)構(gòu)平衡進(jìn)行調(diào)整，避免結(jié)構(gòu)之間存在沖突。

最后，設(shè)計(jì)挑板結(jié)構(gòu)時(shí)，需要根據(jù)醫(yī)療建筑內(nèi)部空間的功能需求和使用需求，構(gòu)建出通透的落地窗形式，為病房檢查提供便利條件。設(shè)計(jì)房間隔斷時(shí)則需要根據(jù)設(shè)計(jì)需求及醫(yī)院建筑功能進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部空間區(qū)域劃分[1]。

5 幕墻立面體系

立面設(shè)計(jì)的主要構(gòu)成元素包含窗戶、陽(yáng)臺(tái)、樓梯間、樓頂四項(xiàng)。其中，窗戶的職能是與外界溝通，能夠發(fā)揮采光和通風(fēng)的作用。陽(yáng)臺(tái)是建筑結(jié)構(gòu)中的突出部分，會(huì)對(duì)建筑風(fēng)格和美觀性造成影響。樓梯間主要為人們出行提供便利條件，能夠展現(xiàn)出設(shè)計(jì)的美觀性。屋頂則以遮風(fēng)擋雨功能為主，主要包含斜屋頂和平屋頂兩種，本建筑采用的是平屋頂。

5.1 系統(tǒng)劃分

當(dāng)前醫(yī)療建筑本身為組群形式，因此在對(duì)表皮設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)避免表皮過(guò)于單一，影響整體建筑的視覺(jué)效果。因此，在對(duì)醫(yī)療建筑立面進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用劃分系統(tǒng)的方式，比如：高層病房樓與底部裙房、交接層次立面系統(tǒng)、門(mén)診大廳外立面系統(tǒng)、高層病房樓山墻立面系統(tǒng)、裙房天井外立面系統(tǒng)等。明確系統(tǒng)劃分后，可以進(jìn)一步對(duì)立面設(shè)計(jì)進(jìn)行深化，充分發(fā)揮出立面設(shè)計(jì)的作用。

5.2 系統(tǒng)深化

立面系統(tǒng)劃分結(jié)束后，設(shè)計(jì)人員需要從三個(gè)方面入手，對(duì)立面系統(tǒng)進(jìn)行深化。

首先，設(shè)計(jì)人員需要細(xì)分組合式幕墻不同模塊單元的材質(zhì)比例，并明確建筑立面不同材質(zhì)構(gòu)成的二維圖形韻律，以此深化設(shè)計(jì)，保證建筑美觀性。以理化實(shí)驗(yàn)中心為例，設(shè)計(jì)人員將芝麻黑石材應(yīng)用于一層當(dāng)中，剩余部分由黃金麻石材填充，整體設(shè)計(jì)在保證幕墻發(fā)揮作用的同時(shí)保留了完整性，避免了單一性。

其次，設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)通風(fēng)百葉窗位置時(shí)，應(yīng)當(dāng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，確保不會(huì)設(shè)計(jì)在立面的明顯位置或玻璃幕墻處，避免影響彼此性能[2]。而在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，工程內(nèi)通風(fēng)百葉窗位置完美融合到組合幕墻的整體排布設(shè)計(jì)當(dāng)中，與組合幕墻融為了一體，既能保證雙方發(fā)揮自身作用，又不會(huì)對(duì)彼此造成影響。

最后，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)立面時(shí)，還需要將消防細(xì)節(jié)融入設(shè)計(jì)當(dāng)中，從實(shí)際經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，設(shè)置好消防救援窗，保證發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)能夠?yàn)橄廊藛T工作提供便利條件。

5.3 輪廓定位

由于平面圖中的立面曲線為切片式，無(wú)法為幕墻專(zhuān)業(yè)提供明確的定位尺寸和輪廓定位，因此設(shè)計(jì)人員需要繪制出局部立面的大樣圖，或者繪制出軸測(cè)示意圖，為幕墻專(zhuān)業(yè)提供精準(zhǔn)埋件埋置范圍，為結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)提供輪廓定位。二期工程沿街立面圖可見(jiàn)圖2。

圖2 健康管理中心沿街立面圖

5.3 內(nèi)部空間調(diào)整

對(duì)內(nèi)部空間進(jìn)行調(diào)整時(shí)，首先設(shè)計(jì)人員需要對(duì)內(nèi)部控制平面細(xì)節(jié)進(jìn)行處理。由于立柱位置會(huì)對(duì)室內(nèi)功能區(qū)域分割和窗口設(shè)計(jì)、墻體設(shè)計(jì)造成直接影響，因此設(shè)計(jì)人員需要對(duì)立柱位置進(jìn)行明確，并合理控制柱網(wǎng)，保證滿足使用需求。同時(shí)，對(duì)跨度進(jìn)行處理時(shí)，可以采用跨內(nèi)五等分的方式展開(kāi)處理，確保窗口尺寸既能發(fā)揮連接空間的作用，又可以滿足通風(fēng)需求和采光需求。對(duì)消防救援窗進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，如果窗口寬度大于1000 毫米，則需要了解窗口過(guò)大是否會(huì)對(duì)建筑主體結(jié)構(gòu)造成影響[3]。消防設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)為設(shè)計(jì)重點(diǎn)，設(shè)計(jì)人員需要將消防的安全性放在首位，并對(duì)其他結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整，保證各結(jié)構(gòu)發(fā)揮自身作用。

6 幕墻節(jié)點(diǎn)體系

6.1 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

通常情況下，設(shè)計(jì)師喜歡借助幕墻的技術(shù)優(yōu)勢(shì)來(lái)實(shí)現(xiàn)超前酷炫的造型和空間，因此會(huì)在平面、立面、剖面上呈現(xiàn)大量曲線。在曲線的幫助下，建筑內(nèi)部可以保留充足的空間，并在此基礎(chǔ)上提升外形的美觀性。但是如果凹凸和弧線造型過(guò)多，則會(huì)導(dǎo)致幕墻的輕鋼龍骨無(wú)法滿足要求，幕墻主體結(jié)構(gòu)的功能性也會(huì)對(duì)弧形設(shè)計(jì)造成制約，因此設(shè)計(jì)時(shí)需要采用鋼結(jié)構(gòu)埋件的方式，保證主體的穩(wěn)定性。

就屋頂部位的幕墻設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)在不同功能和不同結(jié)構(gòu)位置的條件下，將屋頂立面設(shè)計(jì)劃分。本工程中，采用的是屋頂下部空間和室外直接相連，在此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要采用鋼制弧梁或鋼柱作為支撐物，確保墻面支撐作用降低的情況下，保證弧梁設(shè)計(jì)依然能夠?yàn)槟粔μ峁┳銐虻闹瘟Α?/p>

6.2 幕墻深化設(shè)計(jì)

一方面，設(shè)計(jì)人員需要強(qiáng)化幕墻的使用性能。對(duì)于醫(yī)療建筑而言，幕墻設(shè)計(jì)需要具備較高的實(shí)用性，因此設(shè)計(jì)人員需要同時(shí)兼顧幕墻的功能性及建設(shè)成本，確保滿足經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性雙方面需求，保證幕墻發(fā)揮自身作用。通常情況下，圓弧輪廓處理中的切割弧長(zhǎng)需要控制在10 毫米以下[4]。

另一方面，對(duì)跨度進(jìn)行處理時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)立柱模數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格計(jì)算，利用軟件，將立柱數(shù)量、承載力指標(biāo)等數(shù)據(jù)導(dǎo)入計(jì)算軟件當(dāng)中，隨后進(jìn)行計(jì)算。設(shè)計(jì)人員也可以合理利用專(zhuān)業(yè)建筑建模軟件對(duì)立柱設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，了解立柱設(shè)計(jì)的合理性、科學(xué)性和可行性，保證滿足使用需求，充分發(fā)揮自身作用。

6.3 節(jié)能要求

節(jié)能要求是幕墻設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)內(nèi)容，需要從材料和設(shè)計(jì)兩方面入手。在選擇材料時(shí)應(yīng)當(dāng)將低碳環(huán)保貫穿于整體設(shè)計(jì)當(dāng)中，充分發(fā)揮出新型材料的作用，降低材料用量，提升材料利用率，滿足節(jié)能要求。比如可以選擇用Low-E 雙鋼化低輻射玻璃滿足節(jié)能要求，并采用窗外翻窗的方式。設(shè)計(jì)時(shí)則需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行工作，以門(mén)窗為例，節(jié)能門(mén)窗可以劃分為單層窗、雙層窗、三層窗三種，設(shè)計(jì)時(shí)可以采用鋁合金門(mén)窗，保證設(shè)計(jì)的合理性[5]。在此過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮出斷熱條的作用，并分別對(duì)型材大小、玻璃厚度、玻璃縫隙尺寸、密封方式、加工工藝等內(nèi)容進(jìn)行明確，保證發(fā)揮節(jié)能作用。

7 結(jié)論

組合式幕墻能夠在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)創(chuàng)造模塊的方式為人們提供不同的視覺(jué)效果。如果醫(yī)療建筑自身功能較為復(fù)雜且體量較為龐大，則組合式幕墻能夠在原有抗風(fēng)、滲透空氣、隔聲、防雷、低碳環(huán)保等功能的基礎(chǔ)上提升美觀性。因此設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要從平面體系、立面體系、節(jié)點(diǎn)體系分別入手，對(duì)整體醫(yī)療建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，充分發(fā)揮設(shè)計(jì)作用，避免出現(xiàn)返工的情況。在未來(lái)，隨著新型材料發(fā)展，幕墻的樣式也會(huì)更加多樣化，比如ASLOC 板屬于新型綠色墻體材料，同時(shí)兼具抗震性能高、質(zhì)量高、功能多、尺寸大等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還能夠兼顧美觀性。由此可見(jiàn)，綠色低碳節(jié)能環(huán)保的性能是幕墻未來(lái)發(fā)展的主要方向，既保證質(zhì)量過(guò)關(guān)，又滿足環(huán)保需求，才能發(fā)揮幕墻優(yōu)勢(shì)，提升建筑效果。