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自动响应日照方向的“circadian”曲面玻璃幕墙

2018-05-25


建筑与工程公司HOK近日推出了一款名为“circadian(生物钟)”的幕墙,这款曲面玻璃的建筑外墙板能够针对阳光照射方向以及二十四小时的日周期做出响应。
想象这样一座椭圆形楼面板的大厦,与平板玻璃幕墙相比,“生物钟”幕墙能够提供高得多的固有强度与抗风性能,同时还能在减少所需支撑铝竖框的前提下提供更大的飘窗面积,从而将风荷载转移到主要结构框架之上。




“circadian(生物钟)”幕墙的理念来源于HOK目前正在进行的一项关于建筑表皮的研究,研究内容是在减少高碳铝材使用量的同时增加建筑主结构的坚固程度。
除了减少蕴含能量之外,曲面窗还能方便人们欣赏建筑周边180度全方位美景,自然光照充足,通过将室内面积延伸至建筑占地面积之外的方式也让居住者与户外环境联系更为紧密。在一天之中,随着太阳在天空中移动,建筑外层的曲面玻璃能够直接为邻近的窗玻璃遮阴,这种方式也被动降低了建筑获得的太阳辐射热能。


外墙的曲面幕墙玻璃让居住者有机会走到建筑占地面积之外的区域,从而与户外环境和日光产生更加紧密的联系

幕墙的双层设计还有更多益处,具体包括更高的隔热与隔音级别以及潜在的太阳能吸热墙效应,即让建筑升温或减缓冷负荷。
自动遮阳效果(位于幕墙内层与外层之间的空腔,能够保证清洁同时无需维护)能够在阳光强烈时减少不必要的刺眼眩光,减少辐射热量。据悉,总高30层建筑的日光与热量模型显示,“生物钟”幕墙能够使建筑能量使用降低16%,高峰冷负荷降低24%,高峰热负荷降低27%。


传统平面幕墙与“生物钟”曲面幕墙的风压力分析对比图


外墙内层与外层之间的空腔能够吸收建筑的热量,同时为自动遮阳系统提供清洁且免维护的空间


“生物钟”幕墙项目延续了HOK建筑外立面专家john neary关于建筑表皮的研究,研究内容是在减少高碳铝材使用量的同时增加建筑主结构的坚固程度


“生物钟”幕墙草图


据估算,以总面积100万平方英尺、表皮面积30万平方英尺的建筑为例,与传统平面玻璃幕墙相比,“生物钟”幕墙能够节省高达300到400吨的高碳铝材使用量


受24小时生物钟的启发,这款幕墙设计能够让居住者最大程度地接触阳光,充分享受日节律对人体健康的积极影响


在一天之中,随着太阳在天空中移动,建筑外层的曲面玻璃能够直接为邻近的窗玻璃遮阴,这种方式也被动降低了建筑获得的太阳辐射热能


“生物钟”幕墙的遮阴系统能够根据建筑所处地点以及日照强度自动配置,图中展示的情况下仅配置了不到一半的遮阴系统


关于椭圆楼板建筑的模型分析显示,“生物钟”幕墙能够有效降低建筑获得的太阳辐射热能(上图),同时增强室内采光(下图)



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设计邦  - effy666
2018-05-25
 
Tags: HOK
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