青岛蓝色硅谷城际轨道交通工程车站遮阳板技术介绍

车亮 北京中铁装饰工程有限公司幕墙设计所长 高级工程师、国家一级注册建造师

1 引言

遮阳板为工程中常见的构造形式，通常有遮阳布、金属板遮阳板、铝型材装饰条遮阳板、彩色玻璃遮阳板，目的是为了在阳光直射时，遮挡部分阳光，以达到节能绿色环保的要求。老式遮阳系统多采用帆布或PC板嵌入框内，然后用螺钉连接，外观较丑，与现代建筑风格不协调，为此近些年来国内外很多项目都采用了铝板做遮阳板。铝板质地坚硬，外形多变，喷涂氟碳漆后，颜色多样且与建筑幕墙同寿命，降低了维护费用，保证了建筑外观的持久性。

本文介绍一种已完成项目的遮阳系统，供同行业者互相学习。

2 项目概况

青岛蓝色硅谷城际轨道交通工程共18座车站分两种形式，一种是标准站，外形波浪式金属屋面，寓意为蓄势起航的船，共12座；第二种为重点站，设在商业较发达、人流较多地段，外形为拱形玻璃屋面，好似一个个穿梭的海底隧道，共6座。

重点站

本文主要介绍重点站圆弧玻璃上的遮阳板。

此遮阳板形状为三角帆状，材料由铝板构成，不锈钢管做为连接龙骨，不锈钢支座为连接底座。外观简洁大方，放大见照片（图1）。

图1

3 设计依据

3.1 基本参数

遮阳板的尺寸为3000mmX3000mm，工程所在地要求基本风压按0.8 KN/m2考虑，地面粗糙度为A类，遮阳板最高处为26米。

3.2 建筑师的要求：

1、 外观要求简洁干净，室内外不可见连接螺栓，钉子等一切构件；

2、 能承受最大风力12级的台风；

3、 能承受最高80度的温度变化；

4、 需要做为玻璃顶清洗时的受力点。

3.3 当地的相关规范

4 设计思路

遮阳板在设计之初就有两个大的构件需要确定，一个是面板，一个是连接系统。

面板材料要求有良好的平整度、强度、刚度和耐疲劳度。连接系统要求三维可调，外观精致，下分别进行介绍。

4.1 面板设计

适合做面板的材料有铝板，蜂窝铝板，复合铝板，经过多轮论证，最后确定采用3mm厚铝单板做为面板材料，原因如下：

强度高，标号为3003 H24的铝板的抗拉强度为97MP。挺展性好，断后拉伸率大于6%。面漆的附着性好。市场上供货充足，易于采购。

由于遮阳板所受的风荷载为5.786KN/m2，远大于普通铝板幕墙，所以需要遮阳板构造是设计重点。

为保证遮阳板的外观效果及荷载承受力，本工程采用犀牛软件建模。犀牛（Rhino）软件擅长于产品外观造型建模，是专业的建模软件，软件建模模型如图2，3。

标准站

为了加强铝板的抗风压性能，加厚腹板为2层铝板（如图4），并在腹板中间增加两根加强钢管（如图5）。

4.2 连接系统设计

本工程遮阳板连接方式要求三维可调，无焊接，能吸收温度变形，强度满足工程要求。为达到工程要求，参照机械工程中的万向轴传动系统，设计了工程的支座连接系统，具体如图6。

遮阳板两边通过直径35厚6mm的钢管与支座连接如，支座通过12mm厚的钢板与幕墙龙骨连接如图7。

5 方案计算

方案确定后，则需要对方案进行计算核对。

本工程遮阳板所受风荷载为5.786KN/m2，通过ANSYS WorkBench有限元分析软件进行分析，结果如图8，9，10，11，12，13。

6 实验检测

为了验证遮阳板的安全性，进行了动态风压实验。共检测了0度，30度，45度，60度，75度，90度等不同角度下的安全性，实验设备如图14。

加压过程如图15

经验证，遮阳板在风速35m/s的时候，是安全可靠的，变形满足设计要求。

7 最终结论

经过软件建模，有限元受力分析和实际实验检测，该遮阳板满足设计要求。

参考文献：

[1]建筑结构荷载规范GB 50009[S].2012

[2]一般工业用铝及铝合金板、带材（第2部分）：力学性能 GB T 3880.2[S].2006

[3]建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法GBT 7106[S].2008