結合玻璃幕墻結構的結構體系及分析其所具有的美學表現(xiàn)層面的功能效果,在當代社會審美取向、技術革新以及綠色價值傾向的維度下,從生態(tài)可持續(xù)化、界面形態(tài)塑造以及工藝技術三重層面挖掘玻璃幕墻結構的建構邏輯,同時通過在透明性層面上分析玻璃幕墻結構在建筑設計中的空間意義,厘清玻璃幕墻結構在空間界定和空間滲透上的表達,希望對玻璃幕墻結構在建筑設計上的深化設計和多維度思考提供一定的參考。
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伴隨著建筑框架結構體系的不斷完善以及“透明性”的空間理念在建筑設計中被愈發(fā)的重視,玻璃幕墻結構也逐漸因為其本身具有的平面、規(guī)則和勻質性,同時在塑造空間和造型上所具有的豐富性,而被越來越多地應用在當代建筑師的空間營造中。結合玻璃幕墻結構的結構體系,并分析其所具有的美學表現(xiàn)層面的功能效果,在當代社會審美取向、技術革新,以及對于綠色、生態(tài)傾向的維度下,從生態(tài)可持續(xù)化、界面形態(tài)塑造以及工藝技術各種層面挖掘玻璃幕墻結構的建構邏輯,同時通過在透明性層面分析玻璃幕墻結構在建筑設計中的空間意義,厘清玻璃幕墻結構在空間界定和滲透上的表達,以期對玻璃幕墻結構在建筑設計上的深化和多維度思考有一定的借鑒意義。
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玻璃幕墻結構的概念及分類
玻璃幕墻結構的主體由建筑支承體系與玻璃材料共同組合而成,整個系統(tǒng)可細分為玻璃面板、支承體系以及駁接構件三大部分。根據(jù)構造邏輯和建造方式的不同,一般可將玻璃幕墻結構分為有框玻璃幕墻和無框玻璃幕墻兩種,其中,有框玻璃幕墻又可細分為明框玻璃幕墻和隱框玻璃幕墻,而無框玻璃幕墻則主要包括點支承式玻璃幕墻和全玻璃幕墻
▲ 框式玻璃幕墻
所謂框式玻璃幕墻,其實就是以金屬框架或其他非金屬框架等作為承重體系,同時通過框架作為玻璃面板和建筑主體間的連接構件,進行玻璃尺寸的分隔以及對幕墻立面進行劃分所設計的玻璃幕墻構造方式。這種方式的特點在于構造技術相對成熟,玻璃的規(guī)模、高度、角度等基本不受限制,且利于建筑的防火、隔音等各種設計。也這得益于這些良好的結構性能,使得框式玻璃幕墻成為了最常見的玻璃幕墻構造方式,其對于幕墻劃分和建筑表皮設計也具有重要意義。
明框式玻璃幕墻的金屬框架構件裸露在外表皮,玻璃面板多嵌入于金屬龍骨之中,整個框架體系在幕墻外表面清晰易見。由于金屬框架在幕墻結構體系中的暴露,其所具有的材質、紋理等對玻璃面板界面也會造成在立面表達、韻律效果、通透感等方面的影響(。
隱框式玻璃幕墻的整體結構構成類似于明框式,但是玻璃面板會被置于金屬框架外側,并且主要是通過密封膠粘接在幕墻外表面的龍骨骨架上,以達到金屬框架在幕墻外立面不可見的效果。根據(jù)框架在幕墻表面的可見效果,隱框玻璃幕墻還可以分為半隱框玻璃幕墻和全隱框玻璃幕墻兩種。隱框式玻璃幕墻通過框架的內置實現(xiàn)了在幕墻立面上的簡潔性及通透感,但是也存在著脫落的安全風險(圖3)。
▲ 點式玻璃幕墻
點式玻璃幕墻的主體由玻璃面板,點支承構件以及支承結構三部分構成,并且以金屬構件作為點支承將玻璃面板和支承結構連接構成整體。由于支承構件的小型化,也使得點式玻璃幕墻實現(xiàn)了視線開闊感和強烈通透感的塑造,充分發(fā)揮了玻璃面板透明的特性。同時點支承構件和支承結構所塑造的細部方面的結構邏輯也使得點式玻璃幕墻具有很強的構造上的美學特點。
▲ 全玻璃幕墻
全玻璃幕墻與以上兩種結構不同,不采用任何金屬構件,完全由玻璃支承和玻璃面板組成通透幕墻。支承結構主要有落地式、懸掛式和后支承式三種?;谄錁嬙爝壿?,也使得全玻璃幕墻結構帶來了形式上的極簡性和視線上的通透性,但是由于結構上的缺陷,也使得其高度受限,并且存在經(jīng)濟劣勢。
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玻璃幕墻結構的建構邏輯
在當代建筑設計體系不斷發(fā)展的背景下,玻璃幕墻結構作為建筑空間劃分和建筑功能實現(xiàn)的重要結構體系之一,其自身作為單獨結構體系的存在也具有值得探究的建構邏輯。一方面,在借助玻璃面板等構成建筑表皮、建筑立面的過程中,整個幕墻結構體系的建構顯得格外重要;另一方面,從玻璃幕墻結構體系生成的邏輯關系出發(fā),其生產過程的細部節(jié)點等對于整個幕墻的表現(xiàn)力也具有深刻影響。因此,結合當代建筑對于界面形態(tài)塑造的美學表現(xiàn)、建筑的生態(tài)可持續(xù)發(fā)展以及在工藝技術層面三方面的訴求,梳理一下玻璃幕墻結構所具有的建構邏輯,相信也具有深遠的指導意義。
▲ 工藝技術的建構邏輯
伴隨現(xiàn)代建筑工藝技術的不斷發(fā)展,數(shù)字化時代背景下的設計與建造之間的聯(lián)系也更為緊密。而玻璃幕墻結構體系的發(fā)展也使得伴隨而來的建構邏輯在玻璃幕墻的造型設計中起到了越來越明顯的作用。比如以近年來呈較高速發(fā)展態(tài)勢的點式玻璃幕墻結構體系為例,玻璃面板自身所具有的重力,通過完整的支承系統(tǒng)傳遞到了主體受力結構,“玻璃支承點——金屬桿件——鋼結構主體”的依次從小到大的結構傳力次序也使得其結構邏輯得以清晰地呈現(xiàn)。同時這種力的傳遞邏輯也與我們的主觀感受相重合,實現(xiàn)了幕墻系統(tǒng)重力秩序的統(tǒng)一。
玻璃幕墻體系的工藝技術不僅僅是數(shù)字化時代下智能建造的產物,同時也在不斷優(yōu)化架構體系的同時很好地實現(xiàn)了對建構邏輯的展現(xiàn),結構形態(tài)反映了整體構件的受力特征,從小的支承點到長的連接桿件,再一度轉為較粗的支承桿件,構件直徑逐步擴大,直觀地反映了受力的不斷疊加,工藝技術層面的結構邏輯也得以體現(xiàn)出來。
▲ 界面形態(tài)的建構邏輯
玻璃幕墻結構體系憑借其透明的不確定性,完美地實現(xiàn)了在建筑體量感受上的“消解”?;螂[性或顯性的界面處理也使得玻璃幕墻可以對建筑的整體界面形態(tài)產生影響,從而對整個建筑的表現(xiàn)力產生影響。
對于整個建筑的界面形態(tài)來說,玻璃幕墻所塑造的透明化效果使得建筑表皮形成了極其豐富的表皮形態(tài)。同時由于玻璃幕墻的通透性,一方面使得外部環(huán)境的光影得以映入建筑內部,另一方面則將建筑內部人的行為、活動場景,呈現(xiàn)于外部空間,這種建筑的向內和向外兩種邏輯層面的界面處理,也實現(xiàn)了建筑內外空間的相互貫通,表皮原本所明確呈現(xiàn)的界限性也逐漸模糊了起來。室內外界面和空間的相互模糊也是玻璃幕墻結構所帶來的典型形態(tài)特征。
同時,由于在建筑設計中可以對玻璃幕墻表皮采取單層或多層等不同的設計手法,也使得玻璃幕墻所構成的建筑表皮具有多元化的特點。多層表皮體系的運用,使得玻璃幕墻作為建筑表皮材料所形成的空間表現(xiàn)力大為豐富,原本純粹的建筑空間,在多層玻璃表皮中,通過疊加、色彩化、材質等不同的處理手法,從而形成變化多端的、豐富的視覺效果,營造出豐富多樣的空間感受。同時加載在表皮上的信息可以體現(xiàn)企業(yè)精神和文化,也可以體現(xiàn)建筑的個性以及生態(tài)需求,這種建構邏輯也就自然而然地造就了豐富多樣的界面形態(tài)
▲ 生態(tài)綠色的建構邏輯
與此同時,伴隨著工藝技術的高速發(fā)展所帶來的能源匱乏、全球氣候惡化等方面的影響也使得具有“生態(tài)屬性”的玻璃幕墻結構體系得以被重視起來??沙掷m(xù)性已然成為目前建筑設計以及建筑學發(fā)展的核心話題,同時綠色建筑和健康建筑也在不斷地深化和大力推廣之中,因此玻璃幕墻的結構體系設計也必然需要遵循生態(tài)、綠色層面的建構邏輯。由于社會對建筑能耗的不斷重視,因此在保障玻璃幕墻的安全性和功能性的基本需求上,還需要考慮整個玻璃幕墻體系對于后續(xù)的利用、能耗及生態(tài)等方方面面的訴求。
比如近年來較為流行的雙層幕墻結構,通過其內部兩層玻璃間的空氣流動,可以很好地保障建筑的保溫隔熱以及自然通風,從而實現(xiàn)對于建筑能耗的降低。還可以利用玻璃材料的熱工和光學性能,采用光電幕墻結構,激發(fā)玻璃幕墻結構的生態(tài)潛力,為建筑提供清潔能源,實現(xiàn)建筑的長期經(jīng)濟效益和良好的環(huán)境效益。
解構玻璃幕墻體系的生態(tài)潛力,從玻璃材料的性能出發(fā),兼顧生態(tài)與美學的設計策略和技術手段,在實現(xiàn)玻璃幕墻結構在生態(tài)、綠色層面邏輯建構的同時,也可以激發(fā)對于其他結構節(jié)能設計的思考。
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玻璃幕墻結構的空間意義
玻璃幕墻本身是一種較為純粹的建筑結構形式,它以干凈、簡潔的透明玻璃立面的形式出現(xiàn),使得建筑外立面有了豐富的視覺效果。玻璃材料在建筑立面上不僅可以起到防護、裝飾、采光等效果,還能夠有效地將建筑劃分為不同的空間場景,消解掉建筑本身體量所帶來的沉重感,實現(xiàn)整個建筑的輕盈化和輕質化。而這種效果的實現(xiàn)主要得益于玻璃幕墻本身所具有的透明性,使得其在空間界定和空間滲透兩個層面上不斷對空間感受進行模糊化,從而形成了多元的空間體驗。
▲ 玻璃幕墻的透明性
透明性的概念來自于喬治·柯林斯,他強調透明性是一種視覺層面上的屬性,即“層層相疊的圖形能夠相互滲透而不會在視覺上破壞任何一方?!蓖该餍云浔旧硭馕吨牟粌H僅是一種視覺上的效果,更多層面上指的是一種通透的空間秩序。玻璃幕墻結構的透明性則主要是塑造了建筑內部空間和外部空間兩個維度上的空間秩序,而內、外空間秩序的塑造也實現(xiàn)了不同的空間感受和效果。這種空間秩序主要是從玻璃幕墻的空間界定和空間滲透兩方面得以實現(xiàn)的。
▲ 空間界定
空間界定的主體來自于前文提到的玻璃幕墻結構在界面形態(tài)上的建構邏輯,玻璃幕墻結構作為建筑的表皮結構,在塑造建筑立面形態(tài)的同時,也實現(xiàn)了建筑內外空間在物理層面上的分隔,對建筑起到了圍護作用。但與此同時,這種空間界定卻也是模糊不定的,由于玻璃幕墻的透明性,光線等自然環(huán)境要素也一定程度上可以被引入室內,同時建筑內的空間場景也因為玻璃幕墻而可被呈現(xiàn)在室外,因此玻璃幕墻結構所帶來的這種內外空間的界定感是模糊的,也是不確定的。
▲ 空間滲透
玻璃幕墻結構在空間秩序上還具有一個極其重要的屬性就是空間滲透。作為透明的界面,玻璃幕墻使得建筑的內外空間相互分隔卻又相互聯(lián)系,建筑內部的空間以在視線上以可讀的方式在室外呈現(xiàn)出來,與此同時,建筑外部空間則主要通過光線等可感受的方式在室內呈現(xiàn),兩種空間相互滲透。外部空間的自然環(huán)境得以在內部空間延續(xù),而內部空間的人為活動場景也很好地在外部空間綿延不斷,使得身處其中的人們可以不被圍合空間阻隔,擁有極其通透的視域和雜糅內外的空間感受。同時,玻璃幕墻結構所帶來的空間滲透,也為人們提供了更加深遠的空間體驗和空間意象。
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結 語
隨著玻璃幕墻結構體系被越來越多地應用在當代語境背景下的建筑設計中,玻璃幕墻本身的建構邏輯也值得進行深入探討?;谏鷳B(tài)、綠色和可持續(xù)化發(fā)展,美學角度建筑界面形態(tài)塑造,工藝技術層面對玻璃幕墻的剖析,這三個看似截然不同的建構維度卻具有極其深刻的邏輯關聯(lián),但是又相互獨立存在。生態(tài)、綠色的建構邏輯提起人們對建筑能耗的重視,影響了玻璃材料的選取,同時也在工藝技術建構邏輯上提出了相應的節(jié)能的更高要求,同時這兩者又會共同影響到界面形態(tài)的建構邏輯方面的美學考量,三者相輔相成,共同組成了玻璃幕墻結構體系的建構學。同時在這三種建構邏輯的共同作用下也會衍生出關于玻璃幕墻所帶來的對于建筑透明性的探討,建筑的向內與向外,建筑空間的界定與滲透,這些都是玻璃幕墻結構體系所帶給我們的新的思考。因此關于玻璃幕墻結構體系的建構邏輯的探討,也明確了在三種不同邏輯層面上,玻璃幕墻結構在建筑設計中邏輯體系的搭建,同時,綠色、生態(tài),工藝技術,界面形態(tài)的建構又必然影響到玻璃幕墻體系乃至整個建筑形態(tài)的構成,從而進一步通過玻璃幕墻的透明性影響到不同維度的建筑空間秩序,從而帶給人們在建筑內部和外部截然不同的空間感受。