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2023.09.22
穿孔板最早是以平板型的形态出现的,因为平板型的加工工艺相对简单,应用最广泛。和其他两种类型相比,它的界面很平整,孔洞的排列可以更为自由,适合图案化的孔洞排列设计,不会由于板材自身的弯曲和折叠而遮挡了侧面的视线,视线上更为通透,利于建筑整体性的表达。
但由于其片状的结构,其自身强度较弱,尤其是随着板块尺寸和孔隙率的增高而下降较快,可以通过增加板材的材料厚度以增加强度。因此,在设计中常常需要减少单块板材的尺寸,或者通过在背后增加支撑龙骨的数量来提高表皮的整体强度。
在折板型的基础上通过折叠处理而成,折叠实际上相当于大大增加了其自身的结构厚度,所以强度得到很大的提升,可以减少板块的竖向划分和分缝连接,大大减少了竖向龙骨的数量,节约了结构构件的成本。折叠的方式主要有凹凸形和锯齿形两种,折叠的深度和角度可根据设计需要调整,不同角度的折面在不同视角下可以呈现不同的透明度变化,光影变化也更丰富,塑造出多层次的半透明氛围。
在折板型的基础上通过弧形弯曲处理而成,特点和折板型相似,但波浪型穿孔板能形成更加朦胧暧昧的半透明氛围,其柔化的界面轮廓更容易融入环境。上海嘉定新城幼儿园就是采用波浪型穿孔板的典型代表,建筑师可以刻意“放大”这种模糊的空间体验和柔化的界面感受,为儿童塑造一个有想象力、耐人寻味的空间。
根据目前机械设备,最高穿孔率能达到60%左右,并要求穿孔板尺寸在1500*3000范围内,如果超出此范围,穿孔就需要二次定位。
由于主要光源的不同可分为内透光和外照明两种方式。内透光的夜景效果依据相同原理,进入夜晚后,室内空间亮度高于室外空间,表皮与室内、外的图底关系与白天时互换,光线透过穿孔铝板表皮感染室外。
为了加强整个表皮结构的强度,每个钢板被设计为折成一定的角度相邻对称地连接在一起,但上下相邻两层的折叠着方向相反,一种为类型A,另一种为类型B,两者交替排列。这种不均衡的、波浪形态的折叠相当于无形中大大增加了表皮的结构厚度,结构上更加稳定,金属板的连接还是通过边缘折起的方式和竖向的龙骨杆件连接起来,相邻穿孔板之间在内折的接触面上也用螺钉连接,进一步提高结构强度。
7、重庆房地产职业学院图书馆
图书馆大屋盖的内部,采用“星空”的概念,通过疏密的变化,设计了四种图案在穿孔铝板上面,通过精心的设计布置,形成了“星云”般的图案。
所有铝板都是以2000mmX1200mm的长宽尺寸作为标准件进行拼接,其中包括四种图案的穿孔铝板与一种不开孔的实面铝板,共五种图案组成北侧屋盖内表面的图案。
四种穿孔板图案按照开孔率的疏密程度分为ABCD四种图案。在此基础上又设置了A’B’C’D’四种图案相应旋转180度的穿孔铝板,共计9种铝板进行分布。
入口穿孔铝板应用实景图
屋盖内侧顶面铝板分布
8、青岛·和昌海云曦岸
白色穿孔铝板包裹的建筑立面部分呈现的实体感,又不完全造成光线上的遮蔽。
建筑师设计了单元式的标准渐变穿孔板模块,并且内置亮化设备。因此不论建筑内外、不论白天、夜晚,建筑都将呈现出闪闪星光的细节之感。正所谓“日月之行,若出其中,星汉灿烂,若出其里”。
色调光照与外部空间的相呼应,统一协调地给人强烈的艺术氛围感。
9、苏州钟书阁
室内的“彩虹”是由带有花瓣图案的穿孔铝板形成的。当穿孔率超过50%后,铝板在视觉上失去了金属应有的质感,多层次的铝板叠在一起,仿佛许多层次面纱。失去质感的金属最终创造了朦胧不确定的视觉效果,呈现出惊艳的效果。
9、重庆龙湖尘林间大堂
顶部穿孔铝板以及配合树形投影设计,尽藏生活哲学,体验不可度量的生活仪式感。
10、楼梯设计
泰国K+空间建造的室外楼梯定制多孔铝制复式结构,让人与空间产生联动。
杭州运河万科中心·创新体验中心楼梯栏板采用橙色穿孔铝板,这个色彩大胆、雕塑感强烈的楼梯系统在视觉上造成了在内部支撑着漂浮着的圆形建筑的印象,并成为空间中的视觉焦点,引导人们在建筑内部上下穿行。
杭州运河万科中心·创新体验中心中庭楼梯
11、阳台栏板设计
下面这个公寓的阳台创新设计,采用穿孔铝板,面板系统在交付现场时已完全制作完成,可以非常快速和简单的安装,不仅采光通风好,隐私和防坠落也能得到保障。
从结果比值可以看出,穿孔铝板比不开孔铝板的最大挠度有所增大,并且开孔率越大,挠度也会稍有增长,考虑到实际工程中穿孔率一般不会太大(受限于孔的排列方式),用常规铝板的计算方法将计算结果的利用率控制在85%以下,可以满足实际工程设计的需求。
②不布置加强筋的穿孔板
由于板块较大且不布置加强筋,如果按常规铝板的设计思路来设计和计算,可以通过把穿孔板的厚度加大的方式来提高穿孔板自身刚度以抵抗外荷载,但实际工程中加大厚度的方式会使成本过高,不适用于一般工程的需要。规范中对金属板四周折边处的约束情况均按简支承边来考虑,依据经典弹性力学板壳理论给出计算公式,这有一定的局限性,如果把板四周折边处的约束做强,不仅约束住板平面外的平动,同时也约束住平面内的平动,即对X/Y/Z三个方向的位移都约束,这样面板承受外荷载产生变形时,周边约束会对面板有拉扯的作用,从而阻止变形的进一步增大。