打破传统金属幕墙的线性形态束缚，UHPC创新幕墙单元原型设计

UHPC (超高性能混凝土)具有

超高强度，超低吸水率，超强耐久性和耐侵蚀性能

通过小掺量的 耐碱玻璃纤维，聚乙烯醇纤维，钢纤维

进一步得到 增强和增韧强度

相比于传统的混凝土

抗压抗拉强度，吸水率，表面致密性均得到较大的改善

轻质高强、高耐久、免维护的 同时

拥有优秀的防火性能和二氧化碳足迹

RFR在2007年开始的巴黎路易威登基金会博物馆项目中

较早在幕墙上应用了UHPC

并利用UHPC缓凝的特点

提出了 平板模具弹性冷弯成型 的工艺手法

实现了曲面UHPC板精准成型的同时

也大幅度降低模具费用造价

△Fondation Louis Vuitton

目前UHPC在国内已有一定数量的案例应用

但是大多还是局限于装饰构件或GRC的增强版

未能充分展示 材料高强度和塑形能力强 的突出特点

RFR团队一直在探索UHPC在建筑外墙上的创新应用

突破传统铝型材的线性形态限制

  创造具有 动态和自由形态的建筑表皮

本次RFR团队在充分研究UHPC材料性能后研发了

集自由形态美学，独特结构设计及优异热工性能于一体 的单元幕墙原型设计

—— Fluid Wal l

展现了未来建筑表皮设计的可能性

鼓励建筑师进行借鉴和创新应用

△现场展出1:1原型

Architectural Form & Material Integration

? 自由形态 Free Form

? 预浇筑 Pre-Cast

? 优秀防火性能 Class-A Fire Resistant Material

本原型设计是以同为RFR参与设计的星港国际中心单元幕墙作为对标

充分利用UHPC材料 预浇筑的特性和流动自由的造型特点 整体浇筑 出遮阳 通风器构件

减少了金属构件复杂的开模挤出与拼装

创造 更多传统铝型材难以实现的整体流动造型

拓展更多的形式与颜色的可能性

△使用Fluid Wall建筑效果

△室外效果对比

△室内效果对比

设计板块大小为4.0mX1.5m

由 UHPC预浇筑单元，悬挂钢板带，铝框玻璃窗，调节挂件 四个部分组成

UHPC预浇筑单元通过螺栓与悬挂钢板带连接

通过预埋件与铝框和玻璃连接为一体形成预制幕墙单元板块

现场仅拼 装就可实现快速安装

本单元板块可以灵活的应用于

商业，办公，医疗、教育、居住 等多种形式的建筑立面当中

△产品组成

△样件生产

顶部根据灯光设计的需要预留灯槽位置

△灯光设计

Special Structural Design

? 框架反做 Outer Frame

? 建筑形式服从结构 Architectural Form Follow Structure

? 充分利用UHPC较强的抗压强度 Utilize High Compress Strength

本原型采用 框架反做 的创新性幕墙结构设计

将结构抗风框架置于室外，减少了室内幕墙构造从而节约室内空间

令实际室内可 使用面积增加0.2㎡每延长米

△传力路径

建筑造型 根据弯矩图分布以及有限元计算结果精细化 调整与结构的作用完美结合

从而达到UHPC用料最少

有限元计算

△

△外框架尺寸对比

△建筑外形根据弯矩分布图优化

△钢板螺栓验算

△UHPC 加工图

 Passive Energy Saving

? 高性能热工材料 Increasing Thermal Performance    

? 外遮阳 Solar Shading

? 自然通风 Natural Ventilation

UHPC本身 相较于传统的金属框架热工性能有大幅提升

传热系数是 铝的百分之一为1.32 W/(m·K)

由温度云图对比可见外框架内部温度分布有较大改善

为整体构造提供了有效的保温隔热作用

整体幕墙单元的传热系数也实现了U<1.5 W/㎡K

满足高热工性能幕墙的要求

△UHPC与铝框热工性能对

遮阳构件突出约350mm根据太阳高度角的分析

此设计帮助冬季有更多阳光进入室内而在夏季规避阳光的照射

通过年热辐射分析

带有外框架遮阳的玻璃面接收到的 全年热辐射量降低21%

降低建筑能耗

△ 遮阳设计

△太阳热辐射分析

在单元体的上部 整合了通风器的设计

在楼面靠近幕墙的地面装有“呼吸口”

采用重力自平衡系统

不仅可以对室内空气进行调节

还可以在风里荷载急剧升高的情况下自动调节

达到 生态、环保、节能 的效果

△通风器设计

Fluid Wall（UHPC创新幕墙单元）原型设计

通过以上三个维度的整合设计

达成使用UHPC作为框架反做单元幕墙的外框

一改传统混凝土厚重的形象

做到纤细轻盈，打破传统金属幕墙的束缚

形成优美的曲线造型

展现了创新幕墙技术与新材料的应用

开发了一种新的潜在解决方案

为未来的立面形式激发想象力