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大楼也有生理时钟,自动响应日照方向的「Circadian 曲


2020-06-29



美国最大建筑工程公司 HOK 近日推出了一款名为「 Circadian ( 生理时钟 ) 」的大楼幕墙 ( Curtain Wall ) 计画,这款曲面玻璃的建筑外墙能够针对阳光照射方向以及 24 小时的日週期做出响应。想像这样一座椭圆形楼面板的大厦,与平板玻璃幕墙相比, Circadian 幕墙能够提供更理想的建筑强度与抗风性能,以及延伸出的诸多优点。

大楼也有生理时钟,自动响应日照方向的「Circadian 曲
Circadian 幕墙的概念来自于 HOK 目前正在进行的一项关于建筑外墙的研究,研究内容是在减少高碳铝材使用量的状态下,同时还能增加建筑主结构的坚固程度。除了减少资源使用之外,曲面窗还能方便人们欣赏建筑周边 180 度全方位美景,使自然光照充足,并透过类似外推窗台的概念将室内面积延伸,让居住者与户外环境联繫有更为紧密的感觉。

最重要的是在一天之中,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玻璃窗遮荫,这种方式也被动降低了建筑获得的太阳辐射热能。
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幕墙的双层设计还有更多益处,像是包括更佳的隔热与隔音效果,以及潜在的太阳能吸热墙效应,即让建筑升温或阻隔冷空气。自动遮阳效果能够在阳光强烈时减少不必要的刺眼眩光,也减少辐射热量。根据团队做的研究,总高度 30 层建筑的日光与热量模型显示,Circadian 幕墙能够使整动建筑的能量使用降低 16%,高峰冷负荷 ( Cooling Load ) 降低 24%,高峰热负荷 ( Heating Load ) 降低 27%。
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传统平面幕墙与 Circadian 曲面幕墙的风压力分析对比图
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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。
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Circadian 幕墙延续了 HOK 建筑外立面专家 John Neary 关于建筑外观的研究,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。
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据估算以总面积 100 万平方英呎、外观面积 30 万平方英呎的建筑为例,与传统平面玻璃幕墙相比,Circadian 幕墙能够节省高达 300 到 400 吨的高碳铝材使用量。
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受 24 小时生理时钟的启发,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。
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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。
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关于椭圆楼板建筑的模型分析显示,Circadian 幕墙能够有效降低建筑获得的太阳辐射热能(上图),同时增强室内採光(下图)。


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