建筑幕墙的蝴蝶鳞翅仿生设计方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种建筑幕墙的蝴蝶鳞翅仿生设计方法，属于环境景观生态学技术领域。
【背景技术】
[0002]幕墙Curtain Wall，又名建筑幕墙，帷幕墙，是现代化建筑的经常使用的一种立面，一般由金属、玻璃、石材以及人造板材等材料构成，安装在建筑物的最外层，作用如墙体，美观、防风、防雨、节能等，幕墙不承受任何结构荷载，仅与结构板或柱连接承受自重和抵抗风压。幕墙的特征:幕墙是一个独立完整的整体结构系统；幕墙通常用在主体结构的外侧，一般都包覆在主体结构表面之上；幕墙相对主体结构在平面内有一定的微动能力。广泛用于各种建筑物的外墙，还应用于各种功能的建筑内墙，如通信机房、电视演播室、航空港机场、大车站、体育馆、博物馆、文化中心、大酒店、大型商场等。幕墙的发展趋势:从笨重性走向更轻型的板材和结构天然石材厚度25_，新型材料最薄达到1_ ;品种少逐步走向多类型的板材及更丰富的色彩目前有石材、陶瓷板、微晶玻璃、高压层板、水泥纤维丝板、玻璃、无机玻璃钢、陶土板、陶保板、金属板等近60种板材应用在外墙；更高的安全性能；更灵活方便快捷的施工技术；更高的防水性能，延长了幕墙的寿命从封闭式幕墙发展到开放式幕墙；环保节能目前欧美建筑市场比较常用的为金属装饰保温板，由经过彩色烤漆的铝锌合金雕花饰面、聚氨酯保温层、玻璃纤维布复合而成；兼顾装饰和保温节能功能，面漆10-15年无褪色，整体使用寿命可达45年。性能:抗风压变形，雨水渗漏水密性，空气渗透(气密性)，平面内变形抗震性，热工保温性，隔声，防雷，防火，环保，节能。优点:质量轻:在相同面积的比较下，玻璃幕墙的质量约为粉刷砖墙的1/10?1/12，是大理石、花岗岩饰面湿工法墙的1/15，是混凝土挂板的1/5?1/7。一般建筑，内、外墙的质量约为建筑物总重量的1/4?1/5。采用幕墙可大大的减轻建筑物的重量，从而减少基础工程费用。设计灵活:艺术效果好，建筑师可以根据自己的需求设计各种造型，可呈现不同颜色，与周围环境协调，配合光照等使建筑物与自然融为一体，让高楼建筑减少压迫感。抗震能力强:采用柔性设计，抗风抗震能力强，是高建筑的最优选择。系统化施工:系统化的施工更容易控制好工期，且耗时较短。现代化:可提高建筑新颖化、科技化，如光伏节能幕墙，双层通风道呼吸幕墙等与智能科技配套的设计。更新维修方便:由于是在建筑外围结构搭建，方便对其进行维修或者更新。蒂墙从用途上可分为:建筑蒂墙、构件式建筑蒂墙、单兀式蒂墙、玻璃蒂墙、石材蒂墙、金属板蒂墙、全玻蒂墙、点支承玻璃蒂墙等。玻璃蒂墙按玻璃安装方式分为:全玻璃幕墙、玻璃砖幕墙、点接驳式玻璃幕墙；按玻璃类型分为:单片玻璃、胶合玻璃、中空玻璃。金属板幕墙:单片铝板、复合铝板、铝塑板、不锈钢板、钛合金板、彩钢板、铜片板已不用。非金属板玻璃除外幕墙:石材板、蜂巢复合板、千思板、陶瓷板、钙塑板、人造板、预铸造型水泥加工板。石材幕墙:组合幕墙、钢销式石材幕墙、短槽式石材幕墙、通槽式石材幕墙、背栓式石材幕墙、小单元式石材幕墙、湿贴式石材幕墙、蜂窝石材石材幕墙。在幕墙使用过程中，出现了以下几个问题，首先由于幕墙反光，造成建筑物周围的环境光污染，给环境造成了较大的影响；其次，由于幕墙的密闭隔离，使得建筑外体受水滞影响严重，降低了建筑物的寿命；再次，永久后不能自动清洁，而人工清洁特别是较高的建筑较为危险；最后，幕墙的美观性能较低，多数颜色单一，艺术效果较差，如果加上电控液晶的话，虽然能达到预期的效果，但是造价较为昂贵。因此如何研宄出一种能够散光、减轻光污染，通风透气，能够自动清洁，艺术效果好、造价低廉的建筑物幕墙外表艺术设计方法成为急需解决的一大难题，所以发明一种建筑幕墙的蝴蝶鳞翅仿生设计方法是必要的。
【发明内容】
[0003]为了克服传统幕墙反光造成光污染、不通风透气、造价昂贵、艺术效果不佳的难题，本发明提供了建筑幕墙的蝴蝶鳞翅仿生设计方法，该种建筑幕墙的蝴蝶鳞翅仿生设计方法利用在幕墙本体表面增设仿生蝴蝶鳞片制成的规则排列的光鳞片，光鳞片表面的散光脊将照射到幕墙表面的光由反射转为散射，能够降低光污染，同时散光脊纵向的凹槽可以引导雨水下流，达到用雨水自动清洁的目的；光鳞片下的基板上对应光鳞片设置有基板通气孔，加上光鳞片柄上下两层不同材质制成的上压板体和下压板体，由于热胀冷缩的程度不同，在阳光和外界温度的作用下，将光鳞片推开或拉回，从而控制基板通气孔的开合，达到通风透气的目的；增色膜是不同颜色的塑料膜粘贴在基板体的下表面，在散光脊对光的散射和基板体对光的折射作用下，形成一种立体的幻彩，从而使不同的光鳞片具有不同的颜色，而不同颜色的光鳞片不同的组合，又能够增强幕墙的艺术效果，如果组合成文字或图案，还能够使幕墙具有广告牌的功能。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
本发明建筑幕墙的蝴蝶鳞翅仿生设计方法由光鳞片1、基板2、基板固孔3、光鳞片柄4、光鳞片基罩5、光鳞片体6、基板通气孔7、散光脊8、基板体9、增色膜10、上压板端档11、下压板端档12、固端档孔13、上压板体14、下压板体15、上压板固孔16、上压板侧档17、下压板固孔18、下压板侧档19、螺栓头20、螺栓杆21、螺帽22、光鳞片柄固孔23、螺栓24组成，其特征在于:所述的光鳞片I基部由光鳞片柄4固定在基板2上的光鳞片柄固孔23中，由光鳞片柄4、光鳞片基罩5、光鳞片体6、散光脊8、基板体9、增色膜10组成，近椭圆形，最长长度为10厘米，最长宽度为8厘米，厚度为0.2-0.5厘米，等间距均匀排布在建筑幕墙的蝴蝶鳞翅仿生设计方法的幕墙模块中央，左右间距为2-5厘米，上下间距为2-5厘米。
[0005]所述的基板通气孔7是通透基板2的圆孔，直径为3-5厘米，所述的光鳞片柄固孔23是通透基板2的圆孔，直径为0.3-0.8厘米，在光鳞片柄4伸入后固定于光鳞片体6后将光鳞片I固定在基板2上的通道，位于基板通气孔7上方2-3厘米处。
[0006]所述的光鳞片柄4是连接光鳞片I和基板2的结构，由上压板端档11、下压板端档12、固端档孔13、上压板体14、下压板体15、上压板固孔16、上压板侧档17、下压板固孔18、下压板侧档19构成；所述的上压板端档11和下压板端档12大小形状一样，长度为1-2厘米，宽度为1-1.5厘米，共同组成一个长方体；所述的固端档孔13是贯穿上压板端档11和下压板端档12中央的圆孔，直径为0.3-0.8厘米，是用市售适配螺栓24将上压板端档11和下压板端档12固定在一起的结构；所述的上压板体14长方形，位于光鳞片柄4的上部，长度为2-15厘米，宽度为0.3-0.8厘米，厚度为0.3-0.8厘米，不锈钢质热膨胀系数为1.6 ;上压板固孔16是上压板侧档17中央的圆孔，直径为0.2-0.6厘米；上压板侧档17是上压板体14外端向两侧突起的部分，长方体形；通过与上压板固孔16适配的市售适配螺栓24，能够将上压板体14与光鳞片体6牢固地固定在一起；所述的下压板体15长方形，位于光鳞片柄4的下部，长度为3-18厘米，宽度为0.3-0.8厘米，厚度为0.3-0.8厘米，铝合金质热膨胀系数为2.38 ;下压板固孔18是下压板侧档19中央的圆孔，直径为0.2-