作为建筑立面设计的关键部分,幕墙在灵活开闭与建筑性能之间平衡的需求下,动态幕墙应运而生。本文在总结动态幕墙发展历程的基础上,重点分析其关键技术进展与典型工程应用,明确不同技术路线之间的优劣势,最后对动态幕墙面临的挑战进行展望,以期为其良性发展提供参考。
随着社会经济和科技的快速发展,人们对建筑功能的要求不断提高。传统静态幕墙已无法满足建筑在通风、采光、节能等方面日益增长的需求。动态幕墙凭借其机械运动系统和智能控制系统,可以根据环境变化主动调节建筑立面开口,从而实现建筑形态与性能的动态优化[1]。
20世纪60年代,动态幕墙概念初次提出。至今,包括折叠式、滑移式、卷曲式等在内的多种动态幕墙技术路线已经形成。本文在总结发展历程的基础上,重点剖析关键技术的进展与应用情况,分析性价比和应用前景,最后展望动态幕墙发展面临的挑战,为其持续良性发展提供借鉴。
一、动态幕墙技术发展历程
1.起步阶段
20世纪60年代,美国建筑师Cedric Price首次提出动态幕墙概念
2.发展阶段
进入20世纪80年代,计算机技术带来智能建筑概念,动态幕墙进入较快发展阶段[2]。这一时期典型工程有东京银城大厦等
3.繁荣阶段
21世纪以来,动态幕墙呈现蓬勃发展趋势
二、动态幕墙关键技术进展
(一)驱动方式
1.机械驱动
2.液压气动驱动
3.新型驱动方式
(二)模块化与标准化
(三)智能材料应用
1.记忆合金
2.热响应材料
(四)参数化设计与数字化制作
1.参数化建模
2.数字化制造
三、典型工程应用
(一)卷帘式动态幕墙
卷帘式动态幕墙主要包括竖向卷帘式、横向卷帘式、折叠卷帘式三种类型。代表工程有东京国立竞技场、深圳平安金融中心等。
(二)折叠式动态幕墙
折叠式动态幕墙可在确定范围内连续地、平滑地弯曲变形。代表工程有阿布扎比投资理事会总部大楼等。
(三)滑移式动态幕墙
滑移式动态幕墙不同构件间通过滑轮、齿轮等实现滑移运动。代表工程有北京水立方等。
四、技术路线及应用比较
表1 动态幕墙技术路线比较
技术类型 工作原理 优势 劣势 典型案例
折叠式 连续折叠 结构柔性大 … 阿布扎比投资理事会
滑移式 滑轮运动 运动范围大 … 北京水立方
卷帘式 卷轴卷起 结构简单 … 东京国立竞技场
五、挑战与展望
动态幕墙技术与应用尚面临一定挑战,下一步发展需要关注几个方面:
(1)系统集成设计
(2)智能化升级
(3)制作与施工精细化
(4)运维SUPPORT和更新策略
通过不断突破核心技术瓶颈,加强多学科融合,建立完备的产业生态链,动态幕墙必将取得更大发展,为建筑与城市的智能化升级做出新的更大贡献。
