(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210570579.X (22)申请日 2022.05.24 (71)申请人 中南建筑设计院股份有限公司 地址 430071 湖北省武汉市武昌区中南 二 路 (72)发明人 王书华　柳春　杨旭辰　张婧　 杨佳坤　童超华　范利华　 (74)专利代理 机构 湖北武汉 永嘉专利代理有限 公司 42102 专利代理师 钟锋　张宇 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06T 17/10(2006.01) E04B 2/88(2006.01) (54)发明名称 一种扭曲面玻璃幕墙的设计方法 (57)摘要 本发明公开了一种扭曲面玻璃幕墙的设计 方法， 涉及建筑幕墙技术领域， 包括： 提取原始建 筑扭曲面模 型的原始轮廓自由曲线， 优化后建立 新曲面， 根据建筑分格限制条件将新曲面划分为 若干单元曲面； 分别以玻璃翘曲值和曲面拱高为 约束条件， 设置临界值进行筛选判定， 得到双曲 面板块、 单曲面板块和平面板块； 对于双曲面板 块继续分析优化， 将双曲面板块优化为单曲面板 块； 进行幕墙系统构造设计。 本发明在建筑限制 条件下采用数字化技术模拟优化 分割扭曲面， 尽 可能的采用平板和单曲板代替扭曲面， 再进行针 对性的幕墙系统构造设计， 从而大幅降低扭曲面 玻璃幕墙的造价和实施难度， 以较低的成本较大 限度的实现扭曲面外观效果， 操作性强， 具有较 高的实用价 值。 权利要求书1页 说明书3页 附图5页 CN 115017577 A 2022.09.06 CN 115017577 A 1.一种扭曲面玻璃幕墙的设计方法， 其特 征在于， 包括： S1： 输入原 始建筑扭曲面的三维模型； S2： 提取三维模型的原始轮廓自由曲线， 优化原始轮廓自由曲线后建立新曲面， 根据建 筑分格限制条件将新曲面划分为若干玻璃单 元曲面； S3： 分析玻璃单元曲面， 分别以玻璃翘曲值和曲面拱高为约束条件， 分别设置临界值x 和临界值y进行筛 选判定玻璃单 元曲面， 分别得到双曲面板块、 单曲面板块和平面板块； S4： 对于得到的双曲面板块继续分析优化， 将双曲面板块优化 为单曲面板块； S5： 进行幕墙系统构造设计。 2.根据权利要求1所述的设计方法， 其特 征在于， 步骤S3包括： S31： 拾取玻璃单元曲面的四个顶点， 用其中三个顶点形成一个平面， 计算第四顶点至 平面的距离值作为玻璃单元曲面的玻璃翘曲值X0， 设定临界值x； 玻璃单元曲面的面积重心 距玻璃单 元曲面的距离值作为玻璃单 元曲面的拱高Y0， 设定临界值y； S32： 当X0>x时， 玻璃单元曲面为双曲面， 无需进行拱高Y0的判定， 直接进入步骤S4进一 步优化； S33： 当X0≤x时， 玻璃单 元曲面能够用平面或单曲拟合 替代， 需进行 拱高Y0的判定； S34： 当Y0≤y时， 玻璃 单元曲面用平面拟 合替代； 当Y0>y时， 玻璃 单元曲面用单曲面拟 合 替代。 3.根据权利要求1或2所述的设计方法， 其特 征在于， 步骤S4包括： 拾取玻璃单元曲面 四个顶点对角线相连得到两条对角线， 取两条对角线中长度较短的 对角线L1中点与另一对角线L2的两端点形成圆弧线， 圆弧线再以对角线L1的方向做曲面， 把原双曲面轮廓线投影到这个曲面上 得到优化成后的单曲面。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115017577 A 2一种扭曲面玻璃幕墙的设计方 法 技术领域 [0001]本发明属于建筑幕墙技 术领域， 更 具体地， 涉及一种扭曲面玻璃幕墙的设计方法。 背景技术 [0002]随着数字技术的发展， 曲面形态在建筑设计中被广泛应用， 复杂 空间扭曲面玻璃 幕墙因其轻盈、 柔美、 流畅的特点备受建筑师青睐， 然而玻璃作为一种脆性材料， 扭曲面玻 璃幕墙相对平板面或单曲面 玻璃幕墙来讲较难以实现， 实现扭曲面最理想效果的方法是利 用玻璃热弯方法， 将玻璃弯曲加工成扭曲面形状， 同时将支撑龙骨弯曲成合理的弧形， 采用 此方法的主要优势是确保相邻的幕墙面板可以自然过渡， 增强曲面整体外形的流畅性与美 观性， 但这种方法的缺点是玻璃加工过程比较复杂， 需定制大量热弯模具， 龙骨双向拉弯成 弧质量不易控制， 导致加工周期很长， 加工成本很高， 加工难度较大， 因而在实际工程中常 采用冷弯工艺或以三角形面板拟合扭曲面方法来 实现玻璃幕墙的扭曲面效果。 前者 玻璃冷 弯工艺原理是利用平板玻璃本身 具备一定弹性可弯曲的特点， 安装时人工合理压弯 安装就 位， 通过多块平板玻璃的压弯扭曲变形而达到拟合幕墙曲面的效果， 采用冷弯工艺安装完 成的玻璃幕墙内部包括玻璃和型材都存在一定的内应力， 内应力无法消除会长期存在， 施 工安装和 后期使用过程中会出现玻璃破损的情况， 故此方法只适用曲率较小的扭曲面玻璃 幕墙。 后者三角形面板拟合扭曲面方法是将扭曲面玻璃分割为若干三角形平面板块玻璃， 通过三角形三点共面来实现广义的连续光滑的空间扭曲面， 对于复杂的空间扭曲面采用三 角形平面板块模拟能够实现， 但三角形平面板块模拟曲面的做法造成玻璃幕墙视觉效果 差， 过多的三角形板块破坏 视觉的通透性， 其三角形分缝在视觉上显得比较杂乱。 在实际已 建造完成工程中， 扭曲面玻璃幕墙花费代价较大但落地性视觉效果往往不佳， 难以满足建 筑师对扭曲面外观的品质要求， 因此提出一种扭曲面玻璃幕墙的设计方法， 从设计源头解 决上述工程痛点问题很有必要性。 发明内容 [0003]针对现有技术的以上缺陷或改进需求， 本发明提出了一种扭曲面玻璃幕墙的设计 方法， 在建筑限制条件下采用数字化技术模拟优化分割 扭曲面， 尽可能的采用平板和单曲 板拟合代替扭曲面， 再进行针对性的幕墙系统构造设计， 从而大幅降低扭曲面玻璃幕墙的 造价和降低扭曲面玻璃幕墙的实施难度， 以较低的成本较大限度的实现扭曲面外观效果， 操作性强， 具有较高的实用价 值。 [0004]为实现上述目的， 本发明提供了一种扭曲面玻璃幕墙的设计方法， 包括： [0005]S1： 输入原 始建筑扭曲面的三维模型； [0006]S2： 提取三维模型的原始轮廓自由曲线， 优化原始轮廓自由曲线后建立新曲面， 根 据建筑分格限制条件将新曲面划分为若干玻璃单 元曲面； [0007]S3： 分析玻璃单元曲面， 分别以玻璃翘曲值和曲面拱高为约束条件， 分别设置临界 值x和临界值y进行筛 选判定玻璃单 元曲面， 分别得到双曲面板块、 单曲面板块和平面板块；说　明　书 1/3 页 3 CN 115017577 A 3