Al Bahr Tower 最复杂的 遮阳系统

工程名称：Al Bahr Tower
工程地址：阿布扎比
建筑高度：145.1m（30层）
幕墙面积：67,500 m2
幕墙类型：单元幕墙、框架幕墙
建筑设计院：Aedas
建筑设计师：FAO. Abdulmajid Karanouh
幕墙顾问公司：Ove Arup

幕墙设计公司：沈阳远大铝业工程有限公司

工程材料：玻璃、PTFE膜材

获奖：该项目被评为2012CTBUH最佳超高层建筑

             Al Bahr塔作为阿布扎比投资委员会ADIC的新总部大楼，位于阿联酋首都阿布扎比 25 区 Al Salam 街和 Al Saada 街西部交接处。

            建筑总高度145m，由两栋25层办公大楼和裙房组成，成了这个地区的独特的关口和地标性建筑。

           整个工程的总面积为67500平方米。其中塔楼单元面积34000平米，裙楼9520平米，遮阳伞23980平方米。两个主楼包含单元及灯带、遮阳伞。共包含6264樘单元，1000个LED灯及2098个遮阳伞。裙楼包含单元、百叶、石材、亨特板等。

          该工程的Mashrabiya智能遮阳系统，颠覆了传统的遮阳形式。将机电与幕墙有机地结合在一起，使幕墙有了一个新的设计思维。当建筑幕墙遭受阳光直射时，Mashrabiya呈张开状态，从而为建筑提供遮阳。随着太阳沿楼体的移动，Mashrabiya可随时间逐渐呈现张开或关闭状态，从而实现根据外部环境的变化对大楼的内部温度、光线进行智能调节。

                                                                                                              遮阳体系和其结构构成

                                                                                             （左边是打开状态，右边是关闭状态）

                                                                                                               遮阳板的几何变化

            Mashrabiya是由上百个零件组装而成，所有零件之间的配合尺寸及公差，及不同材质的材料特性（强度、硬度、色牢度、化学成份等）都是需要考虑的因素。          该工程被业界誉为是全球十大高风险项目，是远大公司继鸟巢、水立方之后又一足以让世界对中国加工制造技术刮目相看的工程。其最难点便是其世界绝无仅有的独特的遮阳系统加工制造，加工难度堪比核潜艇、航天飞机制造。整个工程以其独特蚕蛹造型，集智能化、环保、节能、前卫的造型设计于一身，成为当地标志建筑。

                                                                                                                      概念设计

     （1）单元。由于楼体呈蚕蛹形，其横截面由多段不同直径及圆心的弧线组成，纵截面也如此，故每一樘单元的尺寸都有差异，设计的工作量相当大。针对此情况，远大将整个工程的玻璃幕墙外轮廓进行三维建模。并将所有单元的三维数 据进行统计、整理、归类。

                                                                                                       不规则圆形的楼梯横截面

    （2）电动立面伞式智能遮阳系统。遮阳系统是本工程最大的建筑特点。本工程的智能遮阳系统是由遮阳板（铝框+遮阳膜等）、电机及智能控制系统组成。控制系统软件是智能遮阳控制系统的一个组成部分，与控制系统硬件配套使用，根据周围自然环境的变化，通过系统线路，自动调整遮阳板或改变遮阳面积或变化角度，既阻断热辐射、减少阳光直射、避免产生眩光，又充分利用自然光，节约能源。

          本工程的建筑特点决定了每个遮阳伞的尺寸都不一样。而且由伞的结构形式造成铝框的加工尺寸、角度及支承杆的尺寸要由三维建模才可以确定。如按传统设计思路进行设计，其工作量是非常巨大的。基本上是不可能完成的任务。针对此问题，远大多方调研，最终聘请欧洲专业设计师进行程序化设计。通过INVENTER的第三方设计软件对本工程的遮阳伞进行三维程序设计。大大提高了设计速度。同时，通过INVENTER这个三维设计软件，可以方便地检验任何位置的遮阳伞的状态。可以动态地观察所有机构的运行状态。从而保证了设计的准确度。INVENTER对本工程资料存储达300GB以上，可见这项工作量有多么巨大！

    （3）本工程在单元幕墙与遮阳伞之间，还有一层灯带。在傍晚，当遮阳伞合上后，网状灯带上的LED灯点亮，为整个建筑增添了妩媚的色彩，但由于灯带的照明范围为 4-4.5米，从低碳环保的角度，一定要选用节能的LED灯，但一般的产品其亮度达不到建筑师要求的效果，为此，远大专门聘请专业的灯光设计师帮助进行灯光效果设计，并在世界范围内搜索符合要求的灯具厂家，经过艰苦工作，最终选定意大利依古咨尼品牌产品。此外，本工程的灯光效果要求灯光平行于反光板照射。这要求反光板表面不能进行普通的喷涂，而要求其表面有凹凸感才能将平行光反射出来。经过无数次的试验，无数次地与设计师沟通，最终选定了一种能让建筑师满意的可以反射平行光的喷涂漆。

                                                                                  加工制造，难度堪比核潜艇、航空产品制造

         整个ADIC工程加工制造难度集中体现在2栋主楼的2098个遮阳伞的加工制造上。每个遮阳伞合拢时，外形酷似奔驰汽车标志，由三角形铝框、Y型支撑大臂、PTFE膜、铸件、电机五大部分组成。在工程安装中，造型复杂的底座牢固地扎根于墙体，三个大型臂状锥管铸件安装在底座上，3支支撑大臂连接在锥管顶端，组成Y型，6个覆盖PTFE膜的三角形铝框两两固定在Y型支撑大臂上，中间由柱形电机连接，在电控系统的控制下，实现自动开闭。

                                                                            整个遮阳系统加工制造难度，集中体现在3个方面

           第一，铸件的加工。遮阳伞中所使用的不锈钢共有2种材质，一种是316不锈钢机加件，主要用于辅助连接的小零件，用量较少。另一种是1.4470双相不锈钢铸件，遮阳伞上主要的受力支撑件都采用这种材质，该材质以其高强度及卓越的防腐性，受到了建筑师的青睐，但其价格昂贵、在铸造中成份及各项性能指标难以控制，也使其在幕墙领域的使用大受限制。经过近两年的努力，遮阳伞上的所有铸件均成功实现批量生产。

          第二，三角形铝框、Y型支撑大臂的焊接。由于工件长度超过2米，综合考虑受力等因素，要求三角形铝框及Y型支撑大臂采用焊接。型材焊接要求符合EN1090-3 EXC3标准，该标准远远高于普通幕墙用铝框焊接标准，用在铝制品焊接上，简直是破天荒的，连飞机油箱、动车车厢焊缝都难望其项背。

         第三、材料多为非常规的幕墙材料，首次尝试在幕墙工程中使用。PTFE膜是一种新型的材料，在其它幕墙工程中极少使用。该产品由日本独资企业在上海的加工厂生产，原料成份为PTFE，其上色工艺十分复杂。电机是遮阳伞核心部件。由于遮阳伞是通过电气系统自动控制开闭，因此，电机的行程及噪音是关键的性能。

本文作者：

韩平：远大企业集团技术委员会总监，远大科技园副总裁

孟根·保力高：沈阳远大企业集团执行董事，铝业集团技术管理总监

杜玉涛：沈阳远大铝业集团、亚澳区域集团、海湾公司 高级系统设计师