幕墙设计几何控制方法初探

姜琦

摘 要：幕墙属于现代建筑的重要设计元素，能够凸显出建筑形式与风格。此次研究基于几何学角度，分析建筑幕墙几何控制方法，涉及到幕墙设计思维理念以及工程技术，希望能够对相关人员起到参考性价值。

关键词：建筑幕墙;设计方法;几何控制

外墙是建筑的外界面，最初无饰面与结构之分，砖石作为建筑结构主体，被当作饰面所表现。随着建筑学的快速发展，幕墙设计开始被作为建筑外立面设计的主要内容。幕墙设计能够在形式与技术工艺方面表现出多元化特征。设计人员能够深入挖掘幕墙的表现力，然而由于设计自由理念，没有注重到建筑秩序与逻辑，从而导致幕墙设计成品与设计构思的差异比较大。当前，幕墙设计所存在的问题多为设计人员过多关注幕墙设计技术方法和措施，没有注重表达建筑形体;其次，设计人员无法通过设计工艺控制幕墙，从而导致幕墙设计与施工控制无法有效贴合。所以必须基于“几何学”角度，深入分析和研究建筑幕墙设计问题。

1、幕墙设计几何控制方法

1.1几何控制方法的设计步骤

基于几何学思想，幕墙设计的几何控制方法追求秩序与简洁目标，不断提升建筑几何特征，充分考虑几何结垢与建筑量化关系。

（1）明确设计策略：在几何控制期间，设计人员应当预设和判断幕墙的最终设计效果。由于幕墙设计并非以建筑概念为主，强调设计构思的手段与方法。所以设计人员应当按照建筑诉求，表现出建筑形式，明确设计策略。此外，幕墙设计还会受到经济性、场地以及功能的影响。设计人员应当按照不同功能性质与造价，合理选择幕墙设计的路径。

（2）选择幕墙材料：在选择幕墙材料时，应当从面层材料组合与材料选择方面入手。对于面层材料来说，应当基于幕墙设计策略为主，深入分析材料的工艺技术和表现形式。材料工艺技术多我加工技术和施工技术。按照建筑的几何特征选择不同的加工技术，并且选择适宜的面层材料。对于面层材料组合方式来说，其能够全面展现出建筑形式的表现力。应当按照几何特征选择适宜的设计策略，以此表现出建筑形体的厚重感和体量感。

（3）修正幕墙几何边界：通过幕墙几何边界修正，能够防止幕墙面层材料组合出现多种尺寸和规格，以免影响建筑几何特征表达，确保幕墻不同界面都处于统一几何秩序中。所以幕墙几何边界修正内容主要包括平面组合与结构边跨尺寸修正、平面组合与女儿墙修正、门窗洞口位置修正。

1.2几何控制方法的程序策略

（1）前期策划：在该阶段，应当深入分析项目的可行性。与建设单位做好沟通交流，以此明确设计目的、工程进度及造价。尽管在前期策划阶段并没有进行具体的设计，然而上述因素属于几何控制的基础前提，在具体设计中必须考虑到以上因素的影响作用。

（2）方案设计：该阶段主要是设计人员通过图纸模型，使抽象化空间表达具象化，全面体现出建筑物与基地环境的布设意向。在方案设计过程中，设计人员应当全面分析幕墙材料对建筑形式的影响。幕墙材料必须匹配几何特征，并且与建设单位做好沟通交流，明确面层材料组合的构造沟渎和几何尺寸。

（3）具体设计：该阶段属于施工建设前的重要阶段，按照设计要求与规范，提出具体的设计策略，设计人员对不同技术工种进行协调，明确建筑具体尺寸和技术方法。设计人员应当联合空间组织关系与尺寸，修正幕墙几何边界。并且对幕墙面层材料组合与室内空间需求进行协调。

2、幕墙设计几何控制方法的具体应用

2.1项目概况

某公园建设项目，占地面积为6000平方米，建筑面积为1500平方米。公园功能组成包括绿地、活动场地、附属建筑和停车场地。项目周边功能业态复杂，且混合程度高，紧邻居住区。按照不同行为活动类型，将其划分为公共活动区域和私人活动区域。以行为动线分析为主，通过公共活动区域和私人活动区域连接不同功能区。在实际设计与构思阶段，将几何控制方法作为设计控制工具。

（1）场地设计：通过点线面方式，强化建筑与景观的场地几何特征。将三角绿地设计在场地人行道周边，对活动场地进行划分。将方形铺装设置在绿地内，以此消除三角形的几何边界。将三角形缓坡绿地切入到人行道，以此提升行人对公园内部空间的感知力，消除三角形的几何边界。沿着方形铺装与人行道，切入到绿地边界设计的矮墙上，以此作为绿地的侧挡墙。

（2）建筑功能布局：建筑功能主要包括公共区域、办公管理区域、展示厅以及走廊。外侧为展示区域，内侧为生活宣传区域，采用不同洞口方式，获取内侧与外侧视线与行为的联系。

2.2设计几何控制方法

（1）幕墙设计策略：在该公园设计中，通过几何学思想对设计全过程进行统筹。前期构思阶段，应用几何操作方法，采用点线面方式，强化建筑与景观的场地几何特征。在建筑布局上，将不同功能组团设置到不同几何体量中，以此呈现出清晰的连接关系。幕墙设计必须提升建筑整体品质，采用几何控制方法，能够清晰表达出建筑不同体量的关系，凸显出建筑的几何特征。

幕墙设计策略通过几何结构图解方式呈现。不同功能区分散布设，能够与走廊形成几何关系。对于面交接关系来说，展廊侧面与顶面形成框架结构。按照不同使用功能要求，将展示厅幕墙界面连接，以此呈现出封闭式特征。通过建筑体量的面组合关系，提升空间流动性。

（2）幕墙几何边界修整：在具体修正期间，属于土建尺寸与幕墙尺寸的调整过程。按照幕墙材料结果，调整建筑边跨尺寸、女儿墙高度以及层高等，以此满足幕墙尺寸要求。在实际操作期间，几何控制的难点在于幕墙几何边界修正，碧玺对幕墙各界面关系以及几何尺寸进行协调。例如在公园设计中，优化改进幕墙几何边界修正方法。通过几何作图方法精确定位几何边界。

（3）幕墙关键节点设计：通过幕墙几何边界修正，可以按照幕墙尺寸，匹配不同组合形式的几何尺寸，以此控制幕墙界面的尺寸关系与材质类型。按照幕墙设计策略选择适宜的设计方法。在幕墙关键节点设计中，必须不断强化幕墙几何特征，展现出空间界面的交接关系。

（4）砖幕墙形式的表现力：砖幕墙建造特征为砌筑，具备多样化建筑形式表现力，通过粗犷的砌筑方法和机理肌理，能够反映出建筑场地环境和历史。设计人员通过研究砖材料的砌筑方法，通过凹凸砌筑和镂空砌筑等方法，使幕墙呈现出全新形式。例如在公园设计中，深入探索砖材料的表现形式，在设计展示厅砖幕墙时，通过挑砖砌筑法，形成波纹式肌理效果。

3、结束语

综上所述，此次研究通过几何控制方法，深化设计砌筑时砖幕墙以及金属幕墙，在设计构思期间深入分析建筑与场地的形式特征，不断强化建筑几何特征和秩序，采用全新的幕墙设计策略。通过几何作图方法修正界面几何位置和尺寸关系，以此满足幕墙材料组合要求，以此实现幕墙体量与面的几何控制。从此次研究能够看出，幕墙几何控制方法的实效性比较高。

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