組合式幕墻在醫(yī)療建筑立面設計中的實踐研究

陳瑛

（甘肅省建設設計咨詢集團有限公司，蘭州 730000）

1 前言

當下醫(yī)療建筑設計過程中，設計人員需要同時兼顧醫(yī)療功能和建筑功能，將醫(yī)療功能作為主要設計目標。與傳統(tǒng)建筑設計不同，醫(yī)療建筑總體規(guī)劃需要保證對稱性、有序性的特點，并且需要盡可能利用空間。在醫(yī)療建筑中，床位需求較高，且門診量的提升也會對建筑體量造成影響。隨著人們對建筑質量的要求不斷提升，幕墻設計已經向多層次、多線角、凹凸有致的方向發(fā)展，保證幕墻同時兼顧美觀性和功能性的特點。因此，在設計醫(yī)療建筑時需要滿足醫(yī)療工作需求，并進一步強化立面形象，將組合式幕墻融入設計當中，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)療建筑立面設計中的優(yōu)勢

2.1 拓寬設計思路

在醫(yī)療建筑立面設計中，組合式幕墻可以增加設計選擇。當下，隨著建筑行業(yè)高速發(fā)展，幕墻采用的材料及設計方案本身具備多元化的特點，并且施工工藝已經在發(fā)展過程中趨于成熟。因此設計人員進行設計時，通?？梢越Y合自己的思路及組合式幕墻的形式，進一步強化設計的靈活性。除此之外，幕墻設計工藝和技術較為先進，能夠為立面設計提供技術指導，為建筑領域發(fā)展提供幫助。

2.2 優(yōu)化設計方案

對于醫(yī)療建筑而言，將組合式幕墻和立面設計結合在一起，可以對現有設計方案進行優(yōu)化。通常情況下，設計人員展開立面設計時需要分別從客觀因素和主觀條件進行分析，并融合自身的設計理念，從而提升設計方案的可行性和可靠性。但是在實際施工中，多數設計思路與現實存在偏差，甚至可能出現背離設計初衷的情況。如果應用組合式幕墻，則能夠在一定程度上落實設計理念，提升設計效果，發(fā)揮設計作用。

2.3 提升裝飾效果

幕墻應用本身能夠在設計中發(fā)揮自身價值和作用，并保證立面效果和功能相統(tǒng)一。因此設計人員需要分別站在宏觀角度和微觀角度對整體設計進行優(yōu)化，并對現有內部空間進行優(yōu)化，同時兼顧外面的立面整體效果和內部功能，充分發(fā)揮出建筑的實用性。

2.4 低碳環(huán)保

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

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；主要設置微生物實驗中心、疫情應急閉環(huán)管理中心、理化實驗中心、毒理實驗中心等建筑。該醫(yī)療建筑立面設計結合功能、環(huán)境，采用現代建筑的設計手法，色彩以暖白、暖灰為主，個別單體建筑立面呈現甘肅丹霞的肌理與色彩，營造焦點空間；通過外窗錯落有序的排列，搭配玻璃幕墻、金色鋁板和紅棕色百葉，空間虛實結合，形成簡潔明快的建筑風格。整體鳥瞰圖可見圖1。

圖1 工程整體鳥瞰圖

4 幕墻平面體系

首先，設計主體結構時應當將平面體系作為基礎，并明確樓層高度對主體結構的影響。通常情況下，設計人員需要對二層及以上樓層的柱網設計進行優(yōu)化，并盡可能采用接近外側邊界的方式，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外窗暴露外側結構的問題，此時可以將柱子投影設計為非透明幕墻的形式，保證內外結構之間自然發(fā)揮遮罩作用。設計人員也可以采用設置回側襯板的方式對結構平衡進行調整，避免結構之間存在沖突。

最后，設計挑板結構時，需要根據醫(yī)療建筑內部空間的功能需求和使用需求，構建出通透的落地窗形式，為病房檢查提供便利條件。設計房間隔斷時則需要根據設計需求及醫(yī)院建筑功能進行調整，實現內部空間區(qū)域劃分[1]。

5 幕墻立面體系

立面設計的主要構成元素包含窗戶、陽臺、樓梯間、樓頂四項。其中，窗戶的職能是與外界溝通，能夠發(fā)揮采光和通風的作用。陽臺是建筑結構中的突出部分，會對建筑風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，能夠展現出設計的美觀性。屋頂則以遮風擋雨功能為主，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

當前醫(yī)療建筑本身為組群形式，因此在對表皮設計時應當避免表皮過于單一，影響整體建筑的視覺效果。因此，在對醫(yī)療建筑立面進行設計時，應當采用劃分系統(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，可以進一步對立面設計進行深化，充分發(fā)揮出立面設計的作用。

5.2 系統(tǒng)深化

立面系統(tǒng)劃分結束后，設計人員需要從三個方面入手，對立面系統(tǒng)進行深化。

首先，設計人員需要細分組合式幕墻不同模塊單元的材質比例，并明確建筑立面不同材質構成的二維圖形韻律，以此深化設計，保證建筑美觀性。以理化實驗中心為例，設計人員將芝麻黑石材應用于一層當中，剩余部分由黃金麻石材填充，整體設計在保證幕墻發(fā)揮作用的同時保留了完整性，避免了單一性。

其次，設計人員設計通風百葉窗位置時，應當優(yōu)化設計，確保不會設計在立面的明顯位置或玻璃幕墻處，避免影響彼此性能[2]。而在實際設計過程中，工程內通風百葉窗位置完美融合到組合幕墻的整體排布設計當中，與組合幕墻融為了一體，既能保證雙方發(fā)揮自身作用，又不會對彼此造成影響。

最后，設計人員在設計立面時，還需要將消防細節(jié)融入設計當中，從實際經驗出發(fā)，設置好消防救援窗，保證發(fā)生危險時能夠為消防人員工作提供便利條件。

5.3 輪廓定位

由于平面圖中的立面曲線為切片式，無法為幕墻專業(yè)提供明確的定位尺寸和輪廓定位，因此設計人員需要繪制出局部立面的大樣圖，或者繪制出軸測示意圖，為幕墻專業(yè)提供精準埋件埋置范圍，為結構專業(yè)提供輪廓定位。二期工程沿街立面圖可見圖2。

圖2 健康管理中心沿街立面圖

5.3 內部空間調整

對內部空間進行調整時，首先設計人員需要對內部控制平面細節(jié)進行處理。由于立柱位置會對室內功能區(qū)域分割和窗口設計、墻體設計造成直接影響，因此設計人員需要對立柱位置進行明確，并合理控制柱網，保證滿足使用需求。同時，對跨度進行處理時，可以采用跨內五等分的方式展開處理，確保窗口尺寸既能發(fā)揮連接空間的作用，又可以滿足通風需求和采光需求。對消防救援窗進行設計時，如果窗口寬度大于1000 毫米，則需要了解窗口過大是否會對建筑主體結構造成影響[3]。消防設計應當為設計重點，設計人員需要將消防的安全性放在首位，并對其他結構設計進行調整，保證各結構發(fā)揮自身作用。

6 幕墻節(jié)點體系

6.1 節(jié)點設計

通常情況下，設計師喜歡借助幕墻的技術優(yōu)勢來實現超前酷炫的造型和空間，因此會在平面、立面、剖面上呈現大量曲線。在曲線的幫助下，建筑內部可以保留充足的空間，并在此基礎上提升外形的美觀性。但是如果凹凸和弧線造型過多，則會導致幕墻的輕鋼龍骨無法滿足要求，幕墻主體結構的功能性也會對弧形設計造成制約，因此設計時需要采用鋼結構埋件的方式，保證主體的穩(wěn)定性。

就屋頂部位的幕墻設計中，需要根據在不同功能和不同結構位置的條件下，將屋頂立面設計劃分。本工程中，采用的是屋頂下部空間和室外直接相連，在此結構設計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，保證弧梁設計依然能夠為幕墻提供足夠的支撐力。

6.2 幕墻深化設計

一方面，設計人員需要強化幕墻的使用性能。對于醫(yī)療建筑而言，幕墻設計需要具備較高的實用性，因此設計人員需要同時兼顧幕墻的功能性及建設成本，確保滿足經濟性和實用性雙方面需求，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需要控制在10 毫米以下[4]。

另一方面，對跨度進行處理時，設計人員需要對立柱模數進行嚴格計算，利用軟件，將立柱數量、承載力指標等數據導入計算軟件當中，隨后進行計算。設計人員也可以合理利用專業(yè)建筑建模軟件對立柱設計進行分析，了解立柱設計的合理性、科學性和可行性，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)能要求是幕墻設計中的重點內容，需要從材料和設計兩方面入手。在選擇材料時應當將低碳環(huán)保貫穿于整體設計當中，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。設計時則需要根據實際情況進行工作，以門窗為例，節(jié)能門窗可以劃分為單層窗、雙層窗、三層窗三種，設計時可以采用鋁合金門窗，保證設計的合理性[5]。在此過程中，應當充分發(fā)揮出斷熱條的作用，并分別對型材大小、玻璃厚度、玻璃縫隙尺寸、密封方式、加工工藝等內容進行明確，保證發(fā)揮節(jié)能作用。

7 結論

組合式幕墻能夠在建筑設計過程中通過創(chuàng)造模塊的方式為人們提供不同的視覺效果。如果醫(yī)療建筑自身功能較為復雜且體量較為龐大，則組合式幕墻能夠在原有抗風、滲透空氣、隔聲、防雷、低碳環(huán)保等功能的基礎上提升美觀性。因此設計過程中，設計人員需要從平面體系、立面體系、節(jié)點體系分別入手，對整體醫(yī)療建筑設計進行動態(tài)調整，充分發(fā)揮設計作用，避免出現返工的情況。在未來，隨著新型材料發(fā)展，幕墻的樣式也會更加多樣化，比如ASLOC 板屬于新型綠色墻體材料，同時兼具抗震性能高、質量高、功能多、尺寸大等優(yōu)勢，同時還能夠兼顧美觀性。由此可見，綠色低碳節(jié)能環(huán)保的性能是幕墻未來發(fā)展的主要方向，既保證質量過關，又滿足環(huán)保需求，才能發(fā)揮幕墻優(yōu)勢，提升建筑效果。