节能环保材料在建筑外立面设计中的应用

节能环保材料在建筑外立面设计中的应用

楚绪强

中海文旅设计研究（大连）有限公司  辽宁 大连 116000

摘要：近年来，人们的环保意识不断增强，对于节能减排、自然环境保护重要性已经形成深刻认知。但是由于社会发展必然需要能源作为支撑，故而对于能源的需求也会逐渐增加，因此如何有效节约能源已经成为现阶段人类社会发展首要思考问题，其中绿色建筑外立面相关研究具有较强代表性。

关键词：节能环保材料；建筑外立面；设计措施

1.建筑外立面设计中常见的节能环保材料

1.1真石材

在建筑外立面设计过程中，真石材是最常见的一种材料，而在此类材料中，又以大理石的应用最为广泛。因为大理石和其他种类的真石材具有较好抗腐蚀和坚固性，而且在经过打磨和抛光后，更容易清洗，所以适用于建筑外立面材料。但是，因为真石材本身的密度和重量比较大，所以不适合用于高层外立面装饰，多用于一二层低层建筑，同时对底层的墙壁也有良好保护作用。

1.2瓷砖

在真石材没有被广泛使用以前，在建筑外立面上瓷砖是一种常见的材质，时至今日，仍有许多的建筑在外立面上以瓷砖为主进行装修。然而，由于使用的瓷砖材质价格昂贵，而且在自然界中的一部分很容易发生剥落，会给人体带来很大的伤害。此外，在进行装修时，在进行瓷砖外立面的装修时，其所需要耗费的资源和精力与进行二次装修时并没有太大的区别，因此，在现在的建筑外立面设计中，瓷砖材料已经慢慢地被淘汰了。

1.3涂料颜料

涂料颜色鲜艳，色彩丰富，可选用范围更广泛，并不因建筑高度和外观而受到限制，可任意选用。业主可以按照自己的喜好，任意搭配不同色彩。相对于真石材、砖瓦，使用涂料作为装饰材料的外墙装修，既简单又经济。但是，现在市场上出售的部分涂料皆含有甲醛等有害物质，如果长时间生活在涂有不合格涂料的环境中，就会引起头晕、眼睛红肿等身体健康问题，严重还会对人体呼吸系统造成伤害，从而威胁到人们的生命健康。

1.4玻璃幕墙

目前，在玻璃幕墙支撑架中，以铝合金支柱与横梁为主，在使用玻璃幕墙时，需要根据建筑外立面实际情况，根据国家对于幕墙有关设计规范的要求，确定所使用铝合金支柱和横梁材质。在城层商业建筑外立面中，玻璃幕墙比较普遍，其具有与真石材一样容易清洗的优点。

2.建筑外立面的细部设计

2.1窗户和玻璃幕墙

在针对建筑外立面的设计过程中，设计人员通过与幕墙设计人员加强沟通合作，便于了解彼此的设计理念以及想要呈现出的效果，然后结合各自专业领域的优势，基于整体对设计理念予以完善，从而形成具象化的设计方案。这种方案的可操作性强且理解难度低，能最大程度上呈现建筑外立面设计人员想要的效果，进而实现外立面设计理念的有效践行。比如，窗户的窗框颜色要与建筑整体立面统一考虑，窗框与外墙材料的收口提前策划，通常为外墙收窗框，那么窗框的截面尺寸要满足收口需要。比如石材的板材宽度外加安装龙骨整体的厚度要保证石材撞在窗框上而不是窗户的玻璃上。由于节能要求越来越严格，窗户玻璃也较以往有了新的要求，很多住宅出现了双玻或者三玻的窗户，由于玻璃内含有杂质，在大面积使用的住宅中考虑节约成本不可能全部选用特殊处理的少杂质白色玻璃，而是会大量使用有一些杂质会产生一定固有颜色的普通玻璃，通常玻璃会偏绿色、蓝色、灰色或者咖色。以往住宅在使用单层玻璃时玻璃对外立面色彩的影响不明显，但是随着现在节能要求提高，住宅大面积使用三层玻璃，很多超高层住宅处在城市的中心区域，为了避免噪声的影响，超高层住宅即使能够满足节能要求，也依然会将双玻升级为三玻窗户。此时，玻璃因总厚度增加产生的杂质颜色叠加对外立面颜色的影响就应当考虑进去。如图1是某工程基于BIM技术的墙体和幕墙、窗户建模示意图。

图1墙体和幕墙、窗户建模示意图

2.2板材要求

铝板和型材虽然都是铝材质，但是工艺差别很大。铝板是整块原片，按照尺寸在当地进行切割和折弯，成型之后再进行喷涂。成形喷涂完成的铝板运送到现场安装。通常铝板加工的工厂距离施工现场会比较近，一般在本城市或相邻城市。铝板在弯折处会因材料本身厚度在弯折的阳角处产生弧度，所以在铝板的拼接处和阳角处要额外考虑效果。有些超高层住宅外立面是由铝板实现，那么在大的立面效果上要考虑铝板的分缝和建筑立面大的线条，建筑窗框分割之间的分缝关系。同时在小的细节处，比如铝板和窗口的衔接，铝板与超高层住宅连廊梁底的衔接要精准策划，保证胶缝宽度不易过宽，尽量控制在3cm之内。

对于型材来说，由于材料是模板工厂铸造，阳角处避免了铝板现场弯折产生的弯折弧度，效果和窗框一致，阳角处弯折效果精确笔挺，如果有特殊立面要求也能精确地铸造出特定的曲线造型。造型完成后由工厂整体喷涂上色，再将成品运送到现场进行安装。但是型材的缺点是生产厂家少、模板价格昂贵、打样时间长。通常铝板的打样一周可以完成(选色、成型、上色、邮寄、安装)，但是型材要通过1～2个月的时间才能完成，包括选色选样、模板设计、模板制作、铸造排期生产、上色、邮寄、安装，所以如果不是有稳定可重复使用的型材样式，在超高层的立面实现中通常很少采用型材。

2.3光影设计

基于视觉传达艺术视域探讨建筑外立面设计，设计人员要恰当地把握光影之间的关系，充分考虑光、影之间巧妙配合的问题，结合地域、季节等因素，恰当地发挥光影设计的作用，给人带来更强烈、更丰富的视觉体验。设计人员可以通过自然光和灯光相结合的方式，给人以舒适、温暖、自然的感受，再综合运用不同颜色、造型的人造灯光，配合呈现不同的视觉效果，最终形成独具一格的视觉传达艺术效果，展现出各个建筑的独特风格。例如，在某中式建筑外立面设计中，设计人员综合运用镂空手法，使得该建筑的外观展现出弧线美感，光影和谐搭配，中式建筑的文化气质也得到了淋漓尽致的展现。在外立面设计中添加透明、镂空元素，建筑若隐若现、朦胧婉约，显著提升了该建筑的视觉冲击力。

2.4光亮设计

建筑外立面想要给人更强烈的视觉冲击，就必须重视光亮设计。从视觉感知角度进行讨论，光亮设计是视觉传达设计中的重要内容，光感会在一定程度上影响建筑物的外观形态，光照条件和谐，整个建筑看上去就更加协调、大方、美观、舒适。想要提升建筑外立面设计效果，设计人员应当加强对光线色彩的使用，这样既能够增强建筑物的实际使用效果，又能够展现建筑的美感。同时，设计人员应当结合建筑的实际情况实施设计工作，综合考虑建筑的时代性、大众性。

结语

在开展建筑外立面设计、开发和建设过程中，从选择材料，设计，施工，维护等各个方面，都会对整体的能耗产生很大的作用。为了使建筑外墙面的能源和环境保护材料的使用更为科学，需要根据建筑的需要，根据当地的实际情况，进行结构的合理化设计。

参考文献

[1]杨瑛,谭翰韬,张阳,等.基于轻型木结构的建筑外立面设计[J].建筑技术开发,2021,48(10):17-19.

[2]李明煜.建筑外立面反射光对相邻建筑室内采光的影响[D].广东工业大学,2021.

[3]杜茂琨.BIM技术在建筑外立面幕墙设计中的应用[J].房地产世界,2021,(08):63-65.