建築與工程公司 HOK 近日推出了一款名為「circadian(生物鐘)」的幕牆,這款曲面玻璃的建築外牆板能夠針對陽光照射方向以及二十四小時的日週期做出響應。想像這樣一座橢圓形樓面板的大廈,與平板玻璃幕牆相比,「生物鐘」幕牆能夠提供高得多的固有強度與抗風性能,同時還能在減少所需支撐鋁豎框的前提下提供更大的飄窗面積,從而將風荷載轉移到主要結構框架之上。

「circadian(生物鐘)」幕牆的理念來源於 HOK 目前正在進行的一項關於建築表皮的研究,研究內容是在減少高碳鋁材使用量的同時增加建築主結構的堅固程度。除了減少蘊含能量之外,曲面窗還能方便人們欣賞建築周邊 180 度全方位美景,自然光照充足,通過將室內面積延伸至建築佔地面積之外的方式也讓居住者與戶外環境聯繫更為緊密。在一天之中,隨著太陽在天空中移動,建築外層的曲面玻璃能夠直接為鄰近的窗玻璃遮陰,這種方式也被動降低了建築獲得的太陽輻射熱能。

外牆的曲面幕牆玻璃讓居住者有機會走到建築佔地面積之外的區域,從而與戶外環境和日光產生更加緊密的聯繫

幕牆的雙層設計還有更多益處,具體包括更高的隔熱與隔音級別以及潛在的太陽能吸熱牆效應,即讓建築升溫或減緩冷負荷。自動遮陽效果(位於幕牆內層與外層之間的空腔,能夠保證清潔同時無需維護)能夠在陽光強烈時減少不必要的刺眼眩光,減少輻射熱量。據悉,總高 30 層建築的日光與熱量模型顯示,「生物鐘」幕牆能夠使建築能量使用降低 16%,高峰冷負荷降低 24%,高峰熱負荷降低 27%。

傳統平面幕牆與「生物鐘」曲面幕牆的風壓力分析對比圖

外牆內層與外層之間的空腔能夠吸收建築的熱量,同時為自動遮陽系統提供清潔且免維護的空間

「生物鐘」幕牆項目延續了 HOK 建築外立面專家 john neary 關於建築表皮的研究,研究內容是在減少高碳鋁材使用量的同時增加建築主結構的堅固程度

「生物鐘」幕牆草圖

據估算,以總面積 100 萬平方英尺、表皮面積30萬平方英尺的建築為例,與傳統平面玻璃幕牆相比,「生物鐘」幕牆能夠節省高達 300 到 400 噸的高碳鋁材使用量

受 24 小時生物鐘的啟發,這款幕牆設計能夠讓居住者最大程度地接觸陽光,充分享受日節律對人體健康的積極影響

在一天之中,隨著太陽在天空中移動,建築外層的曲面玻璃能夠直接為鄰近的窗玻璃遮陰,這種方式也被動降低了建築獲得的太陽輻射熱能

「生物鐘」幕牆的遮陰系統能夠根據建築所處地點以及日照強度自動配置,圖中展示的情況下僅配置了不到一半的遮陰系統

關於橢圓樓板建築的模型分析顯示,「生物鐘」幕牆能夠有效降低建築獲得的太陽輻射熱能(上圖),同時增強室內採光

文章出處/ 設計邦

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