从
节点图中可以看出，本项目的金属屋面部分的
支承结构为分三层——主体支撑异型钢
网壳结构，在此之外为钢檩条，作为主结构的次
龙骨，屋面板等
功能材料是依附在次龙骨之上的，第三层支承结构是直立锁边金属屋面板外部的弧形铝管檩条，是最外层铝板装饰带的支撑结构。依附在支撑结构上，能起到各项功能作用的
板材、膜材共有七层---最外层为铝合金装饰层、铝镁锰金属面板层、防水透气膜层、保温棉层、硅酸钙板隔声层，聚乙烯防潮层、底层为
镀锌钢板硬防水层。每一层都有着相应的功能，同时每一层也都有它特殊的工艺特点，这就需要整体设计中全面综合的考虑每一部分设计方案。
2.1.2、山东鲁台会展中心金属屋面菱形铝合金装饰板的连接系统设计；
山东鲁台会展中心，异型金属屋面金属屋面板与面层装饰板连接系统的设计，是将转接件在直接安装在直立锁边的屋面板上，起到转接横向铝管的作用。连接装置，用铝合金
型材加工制成。通过两个件转接，可以满足不同角度要求。其目的是可以安装面层铝合金装饰板。弧形铝支撑管是采用
挤压的铝合金型材，起到连接外装饰板的作用（如图2.1.2-a\b）。
菱形铝板装饰板的外饰面虽然都是双曲面的，但曲率变化有规律，都是按照事先的曲线用一片片的菱形板铝合金板拼成的。 每块板之间的夹角都是变化的,是按照事先设计好的曲面切线之间的角度确定的。
2.1.3、内蒙古演艺中心采用连接节点方案的考量；
由于本项目铝板幕墙部分位于建筑封闭面外侧，为开缝的装饰面。钢龙骨及
连接件全部暴露在室外， 由于温度和
风荷载等自然因素的影响，必然会造成连接件与龙骨之间的摩擦，破坏龙骨的
防腐层。同时，由于
螺栓孔与螺栓之间的缝隙很难
密封，这会造成钢龙骨内侧的
锈蚀。这不仅使龙骨很难满足建筑设计年限要求，而且锈蚀水还会造成幕墙龙骨和面材的污染。（如图2.1.3-a）由于本工程铝板的横向分格与水平面呈30度夹角，而主体结构为水平布置。如果在层间采用插芯对接或者其他使龙骨下端释放的连接方式，那么在层间的位置，就形成
横龙骨跨越两个
变形区的情况。从而导致变形累积，容易造成此处横龙骨及相应铝板面材由于产生较大形变而破坏。同时，插芯位置的密封问题，同样会导致龙骨内侧锈蚀问题。
为了避除上述的情况，采用定距释放方式释放水平变形。幕墙横龙骨与
竖龙骨之间的连接采用焊接，间隔5榀竖龙骨（约11米）布置
伸缩缝的形式，释放一次结构变形的方式。而对于温度引起的结构形变，参考《钢
结构设计规范》（GB50017）中对于结构温度区段长度值的规定，进行设计。（如图2.1.3-b）
2.1.4、哈尔滨文化中心大剧院金属屋面双曲面板的设计；
在哈尔滨大剧院的建筑设计中，着重强调了金属屋面造型的三维曲线。在贯穿整个建筑的大空间曲线、曲面中还包含着多个小的，独立的异型曲面。利用这些小的不规则的曲面在光线下反射的效果，来充分强调整体大曲面的质感和建筑整体的韵律感（如图2.1.4-a）。
在整体的金属屋面中包含着一部分独立的异形三维曲面板，其尺寸大小、高低、形状都不相同（如图2.1.4-b\c）。这就要求在连接节点设计时要充分考虑到在保证对每一块板的连接安全性的同时还要考虑在每块板之间有相对应的连接装置来限制在安装过程中，板与板之间的高低误差和位置误差。
在对此类不规则的三维曲面设计时，需要重点考虑的是面板与结构的连接安全度，建筑整体屋面和幕墙的各项物理性能保障方案。外饰面各板块之间的衔接、曲面与曲面边线的过渡。还要考虑曲面边部自然形成的空间曲线的顺滑度。
应在设计阶段就要充分考虑到施工误差的消除和处理方案。最好是设计成面板的误差过大就无法安装，只要能装得上，就能保证误差在可控的范围内的节点。
2.1.5、白家庄酒店在建筑设计时对
金属幕墙板的要求:该项目在建筑设计时，建筑师利用金属板的可
塑性性能，在外幕墙的层间上制造了一个奇特的有着梦幻效果的金属板与玻璃的复合幕墙 。让有着奇异三维造型的金属板与通透的大透明玻璃有机的形成了一个整体（如图2.1.5-a）。
该项目在设计阶段，相关设计和曲面板生产单位对方案的可行性进行了充分的分析。同时对难度极大的外墙双曲面金属板造形作了1：1的样板（如图2.1.5-c\d）。双曲面板采用的是大型薄壁铸铝技术制造成型的，其效果的表现力很好。在能充分展示艺术效果的同时又能保障金属幕墙自身的安全性能。
该项目,虽然在施工阶段由于各种原因,未能使用上三维曲板。而是采用了较为简单的曲面铝板作为金属幕墙的外饰板，在建筑效果上打了折扣（如图2.1.5-b）。但由于此项目在方案认证时已做了大量的可行性验证工作及特殊节点的设计，为今后在这一类
异型幕墙的设计积累了不少可贵的经验。
3、双曲面板在施工中易出现的问题及加工制作方案
3.1、双曲面板在施工中易出现的问题；
在对多个异型的双曲金属面板的幕墙和屋面,在设计和施工过程中易出现的问题进行总结后我们感到，虽然每个项目都有着自己的个性和特点，但在他们之间也存在着共同要注意的问题。比如每块曲面板自身的形状不规整，没能很好的按设计要求的形状成形，而存在着较大的误差；板块与板块之间的对口不平整，有高低差、缝隙宽度差、扭曲差等现象，在建筑物的边部收口线部位易出现不顺滑、折线过于硬直等现象。
当然，在普通金属板幕墙和金属屋面中易出现的问题，在异型的双曲面金属板幕墙和屋面上更易出现，如天沟的布设、伸缩缝的处理、防水保温层方案的选定、边部节点的处理等等，由于篇幅的原因在这就不多叙述了。
3.2、双曲面板设计难点和问题的处理方案
现在，由于三维软件的应用，我们对于各种三维曲面板的曲面度设计已经不成问题了。然而三维曲面的设计重点就应该放在整体曲面成形的工艺方案上面，从这里找出工艺重点和设计难点，进行分析拿出解决方案。
经过对多个项目的设计经验总结，我们认为：双曲面板的设计难点是在于近拟合点和过盈量的确定和控制。也就是说在工艺设计过程中，对单曲拟双曲时出现的板面模拟裂口多大时作为板长的控制点；在相邻的面板，板块高差在多大之内作为误差的控制点。才能保证曲面的顺滑和牢固连接。
下面用几个已完成的实际工程的案例来说明一下，根据不同项目的不同要求，是如何制定的板块连接工艺方案。
3.2.1、深圳不锈钢椭球形金属屋面的曲面板拼装工艺，是采用板与板的相邻边用插板或
插销作为共用连接件连接的方案。用这种方法来控制板块之间的对口不平整、高低差和形状扭曲差（如图3.2.1-a\b）。决定板面拟合差的关键问题是确定安装
精度（要求在连接件的可调范围内）。用插板或插销作为共用连接件的连接方案的最大好处是，如果板块误差过大将无法进行安装。从而保证了双曲面安装的整体效果。
3.2.2、英国伦敦体育馆酒店幕墙的异型金属面板安装工艺方案，是采用多块装饰板在同一个
底板上进行拼装的办法来保证面板之间的平整、等高。采用这种方案的好处是，只要将底板的面处理好，就能保证面板的整体效果。一般这种办法多使用在平面异型板幕墙上的效果较好（如图3.2.2）。
3.2.3、哈尔滨木雕馆的异型金属屋面装饰板的三维曲面形状，是采用次檩条钢管轴心曲线，按设计时的预成形曲面，进行定距梯度布置（如图3.2.3）。来保证整体曲面的形状。用
固定在檩条上的可调节连接件来保证板块之间的
平整度。
3.3、双曲面板的加工制作方案 双曲面板的加工比较复杂特别是有局部凹凸面的板块。其加工方法也是多种多样的。可以用平板通过
模具形成。如爆炸成形、挤压成型、
压延等方案。也可以采用曲面
成型机进行加工；或采用多点数字化模具进行
拉伸成形；还可以根据其复杂度，采取薄壁铝合金
铸造技术来制作双曲面外装饰板。下面，简单介绍一下常见的幕墙用铝合金双曲面板的几种生产制作方法。
3.3.1、爆炸成形的方法；
爆炸成形就是利用炸药借助于爆炸时所产生的冲击波和气团，通过传压介质（通常用水）使毛坯在极短的时间内（0.001s）产生塑性变形，以获得与型腔形状和尺寸一致的制件。
爆炸成形装置简单，操作容易，加工工件的尺寸一般不受
设备能力限制，在试制和小批量生产大型工件时经济效益尤其显著。爆炸成形可以完成拉深、胀形、冲裁、压印、校平等工序。
3.3.2、薄壁铸造成形的方法；
铸造三维曲板是结合现代航空工业先进生产加工工艺和有色
金属材料学原理，使金属液态成型（铸造）后，达到复杂三维曲面的薄壁板材。该板材可适用于建筑外装饰中的金属
挂板，从而解决了一般金属
外墙挂板造型单一、三维曲面加工困难的问题。该板材同其他
金属板材相比较，具有如下特点：造型可以复杂多变，三维造型易实现，保证曲面连接的完整性和连贯性（如图3.3.2-a\b）。
通过对
有色金属（铝、钛、镁等）合金实施精密铸造、重力铸造、砂型铸造等工艺，实现对板材薄壁的控制，解决在外载荷作用下的自身
强度和变形问题。与其他有效保温、低耗的材料复合，能达到建筑外
墙板的保温、
隔热、隔声、防水等节能需求。
三维曲面的薄壁板的厚度可根据要求制作成大于2mm的任意厚度。长、宽尺寸可根据要求制作成大于2mx2m的大型双曲面板块。必要时可以拼接成任意尺寸的三维曲面超大板块。在用作外幕墙挂板时，可根据建筑物的体形要求，制作成任意尺寸的
单元板块。
薄壁三维曲面板的表面色彩可根据建筑师的要求，采用氟碳
喷涂、粉沫喷涂、滚涂等工艺进行
涂装。其表面由于是铸造成形的还可以根据要求铸造成粗糙面或酥松面等效果。
4、结束语
近年来，建筑幕墙的形式在不断的发展，
新材料新工艺在进一步的增添着建筑幕墙的内容。我们在传统的金属幕墙基础上，用改变面材的造型，增加面材的艺术性，来给建筑师一个表现艺术构思的手段，也是一种非常好的方法。特别是对有着很大可塑性空间的金属板幕墙和屋面，只要在单独板块或集群板块上增加塑造内容，就能更好的反映出建筑的美学效果，来张显建筑个性。
参考文献
[1] 《玻璃幕墙工程技术规范》，中华人民共和行业规范,
JGJ102-2003 [2]
王德勤，张洋，陈启明，廉洪波，鄂尔多斯博物馆异型金属屋面的设计，幕墙设计，2010-3期
[3] 王德勤，张洋，杨涛，鲁台经贸中心异型屋面设计，中国
建筑防水，2012-7期【完】
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