组合式幕墙在医疗建筑立面设计中的实践研究

陈瑛

（甘肃省建设设计咨询集团有限公司，兰州 730000）

1 前言

当下医疗建筑设计过程中，设计人员需要同时兼顾医疗功能和建筑功能，将医疗功能作为主要设计目标。与传统建筑设计不同，医疗建筑总体规划需要保证对称性、有序性的特点，并且需要尽可能利用空间。在医疗建筑中，床位需求较高，且门诊量的提升也会对建筑体量造成影响。随着人们对建筑质量的要求不断提升，幕墙设计已经向多层次、多线角、凹凸有致的方向发展，保证幕墙同时兼顾美观性和功能性的特点。因此，在设计医疗建筑时需要满足医疗工作需求，并进一步强化立面形象，将组合式幕墙融入设计当中，保证立面形象的美观性，从而充分发挥出医疗建筑和幕墙的作用。

2 组合式幕墙在医疗建筑立面设计中的优势

2.1 拓宽设计思路

在医疗建筑立面设计中，组合式幕墙可以增加设计选择。当下，随着建筑行业高速发展，幕墙采用的材料及设计方案本身具备多元化的特点，并且施工工艺已经在发展过程中趋于成熟。因此设计人员进行设计时，通常可以结合自己的思路及组合式幕墙的形式，进一步强化设计的灵活性。除此之外，幕墙设计工艺和技术较为先进，能够为立面设计提供技术指导，为建筑领域发展提供帮助。

2.2 优化设计方案

对于医疗建筑而言，将组合式幕墙和立面设计结合在一起，可以对现有设计方案进行优化。通常情况下，设计人员展开立面设计时需要分别从客观因素和主观条件进行分析，并融合自身的设计理念，从而提升设计方案的可行性和可靠性。但是在实际施工中，多数设计思路与现实存在偏差，甚至可能出现背离设计初衷的情况。如果应用组合式幕墙，则能够在一定程度上落实设计理念，提升设计效果，发挥设计作用。

2.3 提升装饰效果

幕墙应用本身能够在设计中发挥自身价值和作用，并保证立面效果和功能相统一。因此设计人员需要分别站在宏观角度和微观角度对整体设计进行优化，并对现有内部空间进行优化，同时兼顾外面的立面整体效果和内部功能，充分发挥出建筑的实用性。

2.4 低碳环保

对比之下，幕墙还具备环保方面的优势。以玻璃幕墙为例，玻璃幕墙能够有效吸收外界的红外线，并降低室内的太阳辐射。北方夏天热冬天冷，玻璃幕墙的遮阳系数就不能太大也不能太小，夏天要阻挡阳光热量向室内辐射，冬天太阳热量辐射一点到室内是比较好的。玻璃幕墙需要提高空调和采暖的能源利用率。除此之外，光线反射的作用下，室内不会直接接受强光直射，能够有效保持视觉的柔和度。而玻璃幕墙中的玻璃材料本身具备低碳的特点。由此可见，低碳环保是幕墙较大优势之一。

3 工程概况

本工程为医疗建筑工程，总占地面积为91531 平方米，总建筑面积为71100 平方米；主要设置微生物实验中心、疫情应急闭环管理中心、理化实验中心、毒理实验中心等建筑。该医疗建筑立面设计结合功能、环境，采用现代建筑的设计手法，色彩以暖白、暖灰为主，个别单体建筑立面呈现甘肃丹霞的肌理与色彩，营造焦点空间；通过外窗错落有序的排列，搭配玻璃幕墙、金色铝板和红棕色百叶，空间虚实结合，形成简洁明快的建筑风格。整体鸟瞰图可见图1。

图1 工程整体鸟瞰图

4 幕墙平面体系

首先，设计主体结构时应当将平面体系作为基础，并明确楼层高度对主体结构的影响。通常情况下，设计人员需要对二层及以上楼层的柱网设计进行优化，并尽可能采用接近外侧边界的方式，保证梁外边界能够作为楼板的整体边界。

其次，组合式幕墙本身容易出现外窗暴露外侧结构的问题，此时可以将柱子投影设计为非透明幕墙的形式，保证内外结构之间自然发挥遮罩作用。设计人员也可以采用设置回侧衬板的方式对结构平衡进行调整，避免结构之间存在冲突。

最后，设计挑板结构时，需要根据医疗建筑内部空间的功能需求和使用需求，构建出通透的落地窗形式，为病房检查提供便利条件。设计房间隔断时则需要根据设计需求及医院建筑功能进行调整，实现内部空间区域划分[1]。

5 幕墙立面体系

立面设计的主要构成元素包含窗户、阳台、楼梯间、楼顶四项。其中，窗户的职能是与外界沟通，能够发挥采光和通风的作用。阳台是建筑结构中的突出部分，会对建筑风格和美观性造成影响。楼梯间主要为人们出行提供便利条件，能够展现出设计的美观性。屋顶则以遮风挡雨功能为主，主要包含斜屋顶和平屋顶两种，本建筑采用的是平屋顶。

5.1 系统划分

当前医疗建筑本身为组群形式，因此在对表皮设计时应当避免表皮过于单一，影响整体建筑的视觉效果。因此，在对医疗建筑立面进行设计时，应当采用划分系统的方式，比如：高层病房楼与底部裙房、交接层次立面系统、门诊大厅外立面系统、高层病房楼山墙立面系统、裙房天井外立面系统等。明确系统划分后，可以进一步对立面设计进行深化，充分发挥出立面设计的作用。

5.2 系统深化

立面系统划分结束后，设计人员需要从三个方面入手，对立面系统进行深化。

首先，设计人员需要细分组合式幕墙不同模块单元的材质比例，并明确建筑立面不同材质构成的二维图形韵律，以此深化设计，保证建筑美观性。以理化实验中心为例，设计人员将芝麻黑石材应用于一层当中，剩余部分由黄金麻石材填充，整体设计在保证幕墙发挥作用的同时保留了完整性，避免了单一性。

其次，设计人员设计通风百叶窗位置时，应当优化设计，确保不会设计在立面的明显位置或玻璃幕墙处，避免影响彼此性能[2]。而在实际设计过程中，工程内通风百叶窗位置完美融合到组合幕墙的整体排布设计当中，与组合幕墙融为了一体，既能保证双方发挥自身作用，又不会对彼此造成影响。

最后，设计人员在设计立面时，还需要将消防细节融入设计当中，从实际经验出发，设置好消防救援窗，保证发生危险时能够为消防人员工作提供便利条件。

5.3 轮廓定位

由于平面图中的立面曲线为切片式，无法为幕墙专业提供明确的定位尺寸和轮廓定位，因此设计人员需要绘制出局部立面的大样图，或者绘制出轴测示意图，为幕墙专业提供精准埋件埋置范围，为结构专业提供轮廓定位。二期工程沿街立面图可见图2。

图2 健康管理中心沿街立面图

5.3 内部空间调整

对内部空间进行调整时，首先设计人员需要对内部控制平面细节进行处理。由于立柱位置会对室内功能区域分割和窗口设计、墙体设计造成直接影响，因此设计人员需要对立柱位置进行明确，并合理控制柱网，保证满足使用需求。同时，对跨度进行处理时，可以采用跨内五等分的方式展开处理，确保窗口尺寸既能发挥连接空间的作用，又可以满足通风需求和采光需求。对消防救援窗进行设计时，如果窗口宽度大于1000 毫米，则需要了解窗口过大是否会对建筑主体结构造成影响[3]。消防设计应当为设计重点，设计人员需要将消防的安全性放在首位，并对其他结构设计进行调整，保证各结构发挥自身作用。

6 幕墙节点体系

6.1 节点设计

通常情况下，设计师喜欢借助幕墙的技术优势来实现超前酷炫的造型和空间，因此会在平面、立面、剖面上呈现大量曲线。在曲线的帮助下，建筑内部可以保留充足的空间，并在此基础上提升外形的美观性。但是如果凹凸和弧线造型过多，则会导致幕墙的轻钢龙骨无法满足要求，幕墙主体结构的功能性也会对弧形设计造成制约，因此设计时需要采用钢结构埋件的方式，保证主体的稳定性。

就屋顶部位的幕墙设计中，需要根据在不同功能和不同结构位置的条件下，将屋顶立面设计划分。本工程中，采用的是屋顶下部空间和室外直接相连，在此结构设计中需要采用钢制弧梁或钢柱作为支撑物，确保墙面支撑作用降低的情况下，保证弧梁设计依然能够为幕墙提供足够的支撑力。

6.2 幕墙深化设计

一方面，设计人员需要强化幕墙的使用性能。对于医疗建筑而言，幕墙设计需要具备较高的实用性，因此设计人员需要同时兼顾幕墙的功能性及建设成本，确保满足经济性和实用性双方面需求，保证幕墙发挥自身作用。通常情况下，圆弧轮廓处理中的切割弧长需要控制在10 毫米以下[4]。

另一方面，对跨度进行处理时，设计人员需要对立柱模数进行严格计算，利用软件，将立柱数量、承载力指标等数据导入计算软件当中，随后进行计算。设计人员也可以合理利用专业建筑建模软件对立柱设计进行分析，了解立柱设计的合理性、科学性和可行性，保证满足使用需求，充分发挥自身作用。

6.3 节能要求

节能要求是幕墙设计中的重点内容，需要从材料和设计两方面入手。在选择材料时应当将低碳环保贯穿于整体设计当中，充分发挥出新型材料的作用，降低材料用量，提升材料利用率，满足节能要求。比如可以选择用Low-E 双钢化低辐射玻璃满足节能要求，并采用窗外翻窗的方式。设计时则需要根据实际情况进行工作，以门窗为例，节能门窗可以划分为单层窗、双层窗、三层窗三种，设计时可以采用铝合金门窗，保证设计的合理性[5]。在此过程中，应当充分发挥出断热条的作用，并分别对型材大小、玻璃厚度、玻璃缝隙尺寸、密封方式、加工工艺等内容进行明确，保证发挥节能作用。

7 结论

组合式幕墙能够在建筑设计过程中通过创造模块的方式为人们提供不同的视觉效果。如果医疗建筑自身功能较为复杂且体量较为庞大，则组合式幕墙能够在原有抗风、渗透空气、隔声、防雷、低碳环保等功能的基础上提升美观性。因此设计过程中，设计人员需要从平面体系、立面体系、节点体系分别入手，对整体医疗建筑设计进行动态调整，充分发挥设计作用，避免出现返工的情况。在未来，随着新型材料发展，幕墙的样式也会更加多样化，比如ASLOC 板属于新型绿色墙体材料，同时兼具抗震性能高、质量高、功能多、尺寸大等优势，同时还能够兼顾美观性。由此可见，绿色低碳节能环保的性能是幕墙未来发展的主要方向，既保证质量过关，又满足环保需求，才能发挥幕墙优势，提升建筑效果。