大樓也有生理時鐘，自動響應日照方向的「Circadian 曲面玻璃帷幕」

美國最大建築工程公司 HOK 近日推出了一款名為「 Circadian ( 生理時鐘 ) 」的大樓幕牆 ( Curtain Wall ) 計畫，這款曲面玻璃的建築外牆能夠針對陽光照射方向以及 24 小時的日週期做出響應。想像這樣一座橢圓形樓面板的大廈，與平板玻璃幕牆相比， Circadian 幕牆能夠提供更理想的建築強度與抗風性能，以及延伸出的諸多優點。


Circadian 幕牆的概念來自於 HOK 目前正在進行的一項關於建築外牆的研究，研究內容是在減少高碳鋁材使用量的狀態下，同時還能增加建築主結構的堅固程度。除了減少資源使用之外，曲面窗還能方便人們欣賞建築周邊 180 度全方位美景，使自然光照充足，並透過類似外推窗台的概念將室內面積延伸，讓居住者與戶外環境聯繫有更為緊密的感覺。

最重要的是在一天之中，隨著太陽在天空中移動，建築外層的曲面玻璃能夠直接為鄰近的玻璃窗遮蔭，這種方式也被動降低了建築獲得的太陽輻射熱能。



幕牆的雙層設計還有更多益處，像是包括更佳的隔熱與隔音效果，以及潛在的太陽能吸熱牆效應，即讓建築升溫或阻隔冷空氣。自動遮陽效果能夠在陽光強烈時減少不必要的刺眼眩光，也減少輻射熱量。根據團隊做的研究，總高度 30 層建築的日光與熱量模型顯示，Circadian 幕牆能夠使整動建築的能量使用降低 16%，高峰冷負荷 ( Cooling Load ) 降低 24%，高峰熱負荷 ( Heating Load ) 降低 27%。



傳統平面幕牆與 Circadian 曲面幕牆的風壓力分析對比圖



外牆內層與外層之間的空腔能夠吸收建築的熱量，同時為自動遮陽系統提供清潔且免維護的空間。



Circadian 幕牆延續了 HOK 建築外立面專家 John Neary 關於建築外觀的研究，研究內容是在減少高碳鋁材使用量的同時增加建築主結構的堅固程度。



據估算以總面積 100 萬平方英呎、外觀面積 30 萬平方英呎的建築為例，與傳統平面玻璃幕牆相比，Circadian 幕牆能夠節省高達 300 到 400 噸的高碳鋁材使用量。



受 24 小時生理時鐘的啟發，這款幕牆設計能夠讓居住者最大程度地接觸陽光，充分享受日節律對人體健康的積極影響。



在一天之中，隨著太陽在天空中移動，建築外層的曲面玻璃能夠直接為鄰近的窗玻璃遮陰，這種方式也被動降低了建築獲得的太陽輻射熱能。



關於橢圓樓板建築的模型分析顯示，Circadian 幕牆能夠有效降低建築獲得的太陽輻射熱能（上圖），同時增強室內採光（下圖）。