畢曉璇

【摘要】玻璃幕墻作為建筑表皮應(yīng)用于居住建筑中，受到很多條件的制約，案例并不多見。廣州市珠江新城匯悅臺(tái)（超高層住宅）項(xiàng)目中的外墻面大量應(yīng)用了玻璃幕墻，設(shè)計(jì)上結(jié)合科技、創(chuàng)造力和獨(dú)創(chuàng)性，創(chuàng)造出能夠符合設(shè)計(jì)理念并體現(xiàn)產(chǎn)業(yè)價(jià)值的優(yōu)秀建設(shè)項(xiàng)目。

【關(guān)鍵詞】玻璃幕墻;居住建筑;建筑節(jié)能;玻璃性能

1、概述

建筑立面的處理是建筑師最重要的任務(wù)之一，優(yōu)秀的立面設(shè)計(jì)為建設(shè)項(xiàng)目帶來超高的辨識(shí)度，而建筑表皮恰恰是建筑和視覺交流的第一道連接。玻璃幕墻作為建筑外表皮可以集使用功能和裝飾功能于一體，它帶來干凈、通透的視覺效果，使建筑物更具有時(shí)代感。[1]玻璃最早被應(yīng)用在建筑領(lǐng)域即為羅馬時(shí)期的龐貝古城。原來僅用于教堂等類型建筑的玻璃，在19世紀(jì)取得生成技術(shù)的重大進(jìn)步后開始大規(guī)模進(jìn)入建筑行業(yè)。現(xiàn)代設(shè)計(jì)中，建筑外圍護(hù)技術(shù)發(fā)展迅速，尤其在玻璃技術(shù)領(lǐng)域，玻璃幕墻成功地代替了傳統(tǒng)外墻，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類建筑上。而在居住建筑的外表皮設(shè)計(jì)中，由于玻璃的透明導(dǎo)致視線通透的特性，無法對(duì)功能空間的私密性起到較好的保障作用，除別墅、公寓類建筑及居住建筑的公共部分外應(yīng)用得較少。

2、玻璃幕墻在居住建筑中的應(yīng)用

在居住建筑中使用玻璃幕墻系統(tǒng)，最為著名的當(dāng)屬1950年落成的范斯沃斯住宅，以大片的玻璃取代了阻隔視線的實(shí)體墻，成為名副其實(shí)的“看得見風(fēng)景的房間”，但也因?yàn)槠渫耆雎跃幼≌叩乃矫苄院褪孢m性而備受詬病。在玻璃工藝快速發(fā)展的今天，這種曾經(jīng)易碎、脆弱且高耗能的材料，已經(jīng)變成了可以大膽建造空靈式建筑的高性能材料之一了。

玻璃幕墻在居住建筑中一般應(yīng)用于公寓、別墅類，公寓類建筑有密斯設(shè)計(jì)的芝加哥湖濱路公寓、WielArets設(shè)計(jì)的荷蘭B Tower公寓，這類建筑更偏向于公共建筑的類別，所以會(huì)大面積地使用玻璃幕墻。住宅類建筑因其對(duì)私密性的較高需求，且基于成本的控制要求，多半僅在局部立面上使用，比如廣州珠江新城的天鑾和琶洲的保利天悅均位于珠江邊，在外立面上僅局部使用了玻璃幕墻，在立面風(fēng)格上跳脫不出傳統(tǒng)住宅建筑的窠臼。對(duì)比這兩個(gè)項(xiàng)目，匯悅臺(tái)創(chuàng)新性地在大部分外墻采用了完整的玻璃幕墻設(shè)計(jì)，使這樣超高超大體量的建筑更顯得輕巧時(shí)尚。

玻璃幕墻作為外表皮的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，主要存在以下的優(yōu)缺點(diǎn)。

優(yōu)點(diǎn)：外立面的整體效果出眾，現(xiàn)代感強(qiáng);透光性好，為室內(nèi)提供充足的光線;耐候性和自潔性較好。

缺點(diǎn)：大面積的鍍膜玻璃幕墻易產(chǎn)生眩光;隔熱性能較差;玻璃的通透性能影響私密性;玻璃存在自爆、易墜落的安全問題;玻璃幕墻的防水性能較弱。

既要在設(shè)計(jì)中充分考慮玻璃幕墻使用的靈活性，也要最大限度地減少能耗，如何克服玻璃幕墻存在缺點(diǎn)，突出其優(yōu)點(diǎn)，是創(chuàng)造性幕墻設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

3、匯悅臺(tái)的立面設(shè)計(jì)

廣州市珠江新城匯悅臺(tái)（超高層住宅）項(xiàng)目地塊位于廣州市新中軸線上的城市中心CBD區(qū)域——珠江新城規(guī)劃區(qū)內(nèi)，南臨珠江新城臨江大道面向珠江，擁有一線珠江美景，東鄰政府機(jī)關(guān)辦公樓及城市公共綠地，北面與南國(guó)花園相鄰，西面與新城海濱花園相對(duì)，現(xiàn)在已落成并投入使用，該項(xiàng)目已經(jīng)成為華南地區(qū)頂級(jí)豪宅之一。

匯悅臺(tái)項(xiàng)目因其獨(dú)特的地理位置，設(shè)計(jì)之初的核心設(shè)計(jì)理念就是充分借用珠江新城一線江景的優(yōu)勢(shì)，鑄就休閑為主導(dǎo)的“極致·唯一·尊貴·健康”新生活方式，以及別具一格的國(guó)際頂級(jí)豪宅居住理念，并結(jié)合珠江新城CBD中心商務(wù)區(qū)的周邊城市環(huán)境建筑風(fēng)格，以獨(dú)特、超前、創(chuàng)新的設(shè)計(jì)理念創(chuàng)造出“極致·唯一”城市建筑新形象?；谶@樣的設(shè)計(jì)理念，立面設(shè)計(jì)的標(biāo)志化及景觀視野的最大化成為設(shè)計(jì)的首要關(guān)注點(diǎn)?？茖W(xué)合理地規(guī)劃、設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

首先，要確立符合設(shè)計(jì)理念的建筑外觀。外立面的設(shè)計(jì)采用了極簡(jiǎn)主義，只使用很少的幾種材料，大面積使用的材料就是玻璃。玻璃幕墻以其輕巧的外觀、筆挺的線條、光潔的表層，對(duì)整個(gè)建筑的外觀起到提亮的作用;同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)珠江美景的一覽無遺，達(dá)到絕對(duì)透明的內(nèi)視效果，玻璃的通透性及其纖細(xì)的骨架也滿足了這一要求。

其次，要兼顧居住建筑的功能性需求。保障住戶的私密性和景觀最大化的需求，減少對(duì)視和建筑相互間的遮擋。在規(guī)劃布局上，形成內(nèi)凹式弧形布局，使每一棟單體的主立面均朝向江面，并盡量減少單體建筑之間的遮擋和對(duì)視;同時(shí)兼顧高區(qū)和低區(qū)的景觀需求，住戶的主要功能房間既可以看到一線江景，也可以看到優(yōu)美的景觀園林，即使是臥室及其衛(wèi)生間這種需要最大私密性的功能空間也能采用玻璃幕墻作為外圍護(hù)結(jié)構(gòu)。另外，合理的規(guī)劃布局和適宜的建筑朝向，有利于引導(dǎo)小區(qū)自然風(fēng)，可以有效降低建筑的外表面溫度，對(duì)采用玻璃幕墻做外皮有積極的意義。

再次，解決建筑內(nèi)部的自遮擋，形成景觀視野的最優(yōu)布置。設(shè)計(jì)的過程中優(yōu)化了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不同于常規(guī)的框剪結(jié)構(gòu)，外圍的結(jié)構(gòu)柱采用了圓形鋼筋混凝土柱，替代常規(guī)的剪力墻設(shè)計(jì)，配合玻璃幕墻的外立面設(shè)計(jì)，最大限度地拓寬了景觀視野。

最后，在設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)上，提高景觀視角的廣度。為了使從室內(nèi)看向室外的景觀視角最大化，陽臺(tái)門原設(shè)計(jì)為折疊玻璃門，但國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品質(zhì)量難以得到保證，且由于建筑的高度及地理位置的限制，折疊門在氣密、水密和抗風(fēng)壓上都存在很大缺陷。因此，在設(shè)計(jì)上的進(jìn)行了優(yōu)化，改為了大尺度的提升推拉門。即滿足了內(nèi)視效果，也能滿足高層建筑氣密、水密的規(guī)范要求，提高使用的安全性和舒適性。

4、匯悅臺(tái)項(xiàng)目玻璃幕墻主要的技術(shù)措施

匯悅臺(tái)項(xiàng)目采用玻璃幕墻作外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，存在了節(jié)能、安全及實(shí)用性等幕墻體系均存在的問題，建筑師、幕墻深化設(shè)計(jì)公司，以及幕墻施工單位三方溝通協(xié)作共同解決：

4.1節(jié)能問題

本項(xiàng)目地處夏熱冬暖氣候區(qū)，隔熱是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能的主要問題。玻璃幕墻的隔熱性能主要針對(duì)輻射、傳導(dǎo)和對(duì)流。幕墻玻璃材質(zhì)是節(jié)能設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，良好的建筑朝向引導(dǎo)室外空氣流動(dòng)，也有利于玻璃表面的降溫，使玻璃不會(huì)因太陽輻射而累積熱量成為一個(gè)新熱源，歸納為以下幾點(diǎn)：

（1）夏季隔熱：在建筑材料迅猛發(fā)展的今天，有了大部分透明的復(fù)雜鍍膜，使得這些結(jié)構(gòu)也可以充當(dāng)氣候控制器。要減少太陽得熱，項(xiàng)目采用高隔熱的雙層中空單銀LOW-E玻璃，參照建筑外窗的南向遮陽系數(shù)為0.50，選用玻璃的遮蔽系數(shù)為0.35，玻璃間的空氣層也減少了熱傳導(dǎo)，空氣層的厚度為12mm，隔熱效果好。

（2）透光率：項(xiàng)目臨近珠江，景觀視野最大化的表現(xiàn)在于減少一切不必要的遮擋和保證對(duì)外通透性，以及外部對(duì)內(nèi)的透光率之間的平衡;項(xiàng)目選擇了較高于節(jié)能設(shè)計(jì)要求的高透光率玻璃，透過率為52%，白天可減少不必要的人工照明，為室內(nèi)提供充足的光線，創(chuàng)造出明亮環(huán)境的同時(shí)達(dá)到節(jié)能的目的。

（3）自然通風(fēng)：項(xiàng)目處于南方地區(qū)，自然通風(fēng)，減少空調(diào)的使用率，降低能耗等是該地區(qū)設(shè)計(jì)重要特點(diǎn)。建筑的朝南面為玻璃幕墻的外墻面，與本區(qū)域夏季主導(dǎo)風(fēng)向入射角小于45°;玻璃幕墻在不同朝向均設(shè)有開啟扇，令建筑物產(chǎn)生穿越的通風(fēng)，形成最直接的通風(fēng)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境的同時(shí)減少空調(diào)的使用率。

4.2安全問題

安全問題是玻璃幕墻十分重要的一環(huán)，項(xiàng)目幕墻設(shè)計(jì)時(shí)從兩方面去考慮安全性的問題：

（1）光污染：項(xiàng)目臨近的臨江大道是廣州主要的東西向主干道，雙向6車道;建筑外立面大面積的鍍膜玻璃在陽光的照射下，從不同的角度反射的光使人產(chǎn)生眩目，會(huì)影響行駛車輛中司機(jī)的駕駛安全。故項(xiàng)目在玻璃幕墻的主朝向上也盡量避免將陽光的熱量反射到周邊建筑物及道路廣場(chǎng)上，同時(shí)采用了低反射的陽光控制膜，玻璃可見光反射率為0.19，大大降低了眩光產(chǎn)生的幾率。

（2）玻璃的自爆、墜落：匯悅臺(tái)項(xiàng)目采用明框玻璃幕墻，避免因結(jié)構(gòu)密封膠的老化因其玻璃脫落;外片玻璃采用半鋼化玻璃或均值鋼化玻璃合成的安全夾層玻璃，夾層玻璃具有防墜落性能，超白鋼化玻璃或均質(zhì)鋼化玻璃可以有效降低自爆率;增加安全防護(hù)措施，在建筑的主要出入口處增加大型雨棚，并在幕墻下方周邊區(qū)域合理設(shè)置綠化帶燈緩沖區(qū)域;開啟扇采取防墜落結(jié)構(gòu)，合理選擇鉸鏈、限位撐和鎖具等，強(qiáng)化錨接點(diǎn)的設(shè)計(jì)，增加當(dāng)鉸鏈和鎖具失效時(shí)防止開啟扇墜落的附加措施。

4.3滲、排水問題

玻璃幕墻的滲、漏水問題嚴(yán)重影響建筑物的使用功能和壽命，降低了建筑物的安全性和耐久性。幕墻發(fā)生滲漏的三要素包括：外表面有縫隙、縫隙周圍有水、有使水通過縫隙進(jìn)入幕墻內(nèi)部的作用。通過合理選用幕墻系統(tǒng)降低幕墻自身的滲漏水問題，盡量減少縫隙、減少縫隙處的壓力差、將滲入內(nèi)部的水集中并排出。

1.幕墻系統(tǒng)自身滲、漏水：本項(xiàng)目屬超高層住宅，且臨江，無遮擋，風(fēng)壓大，更要提高幕墻氣密性和水密性的性能。主要措施有：①對(duì)有縫的地方采取防水密封材料進(jìn)行封堵，屬于被動(dòng)防水;②運(yùn)用雨幕原理和等壓原理，減少表面雨水的滲入，屬于主動(dòng)防水;③在鋁型材上設(shè)置流向室外的泄水小孔，把通過細(xì)小縫隙進(jìn)入幕墻內(nèi)部的水收集起來，包括玻璃、鋁型材之間等壓倉(cāng)內(nèi)的少量積水，排出幕墻外;④幕墻開啟扇的增多，也會(huì)帶來更多的滲水問題，開啟扇的上部是防滲漏的薄弱環(huán)節(jié)，可以通過幕墻設(shè)計(jì)將表面的水膜分開，不流經(jīng)開啟縫，達(dá)到阻水的目的。⑤在保證通風(fēng)效果的前提下，盡量減少設(shè)置開啟扇，增強(qiáng)整個(gè)幕墻系統(tǒng)的密閉性。

2.關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的防、排水問題：由于雨水落到建筑外壁后，會(huì)沿著外壁向下流淌，建筑下部會(huì)形成積水，幕墻根部容易發(fā)生滲漏，包括首層、屋面室內(nèi)外交接處（出入口及非出入口）有水房間與幕墻交接處、陽臺(tái)的室內(nèi)外交接處等，因此玻璃幕墻與樓地面交接處是防、排水的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。幕墻系統(tǒng)的防水措施主要包含了擋水膠條和披水板，而建筑外部地表的積水要采取相應(yīng)的技術(shù)手段收集并排除。項(xiàng)目采用方式：首先是要疏水，在建筑外墻根部向外找坡，形成高差，避免積水;其次是在外墻上增加遮蔽措施，減少大量的雨水同時(shí)積聚，尤其是在有出入口的位置，避免雨水直接飄入及滲入;最后是收集并盡快排除，沿著建筑外墻周邊設(shè)置排水溝，接入室外排水系統(tǒng)。

總結(jié)：

匯悅臺(tái)的立面設(shè)計(jì)貫徹了建筑師的設(shè)計(jì)理念，既達(dá)成了建筑美學(xué)設(shè)計(jì)，也增加了產(chǎn)業(yè)的價(jià)值，提升了整體的形象，給項(xiàng)目帶來了尊貴的地位，成為了華南地區(qū)最頂級(jí)的豪宅。

盡管玻璃幕墻應(yīng)用在住宅上仍然存在一些問題，但對(duì)于本項(xiàng)目來說，科學(xué)合理地規(guī)劃、設(shè)計(jì)，結(jié)合科技、創(chuàng)造力和獨(dú)創(chuàng)性，使玻璃幕墻在外立面的應(yīng)用上發(fā)揮到了極致，讓匯悅臺(tái)成為珠江邊上的一顆璀璨的明珠。在講求可持續(xù)發(fā)展的今天，建筑的表皮除了防護(hù)的基本功能，應(yīng)擁有舒適、經(jīng)濟(jì)、適用的特點(diǎn)，同時(shí)考慮其耐久性和可維護(hù)性，當(dāng)減少了維修消耗并增強(qiáng)了節(jié)能效果，其建筑的可持續(xù)性就得到了改善。[3] 玻璃生產(chǎn)與加工工藝的持續(xù)發(fā)展，以及預(yù)制產(chǎn)品的持續(xù)改進(jìn)，都對(duì)滿足日益增加的功能需求與對(duì)全新審美表達(dá)形式的探索起到了決定性的作用。

近年來，玻璃加工的發(fā)展已挑戰(zhàn)了各種技術(shù)可行性、有效性和規(guī)格限制的極限。未來的玻璃幕墻設(shè)計(jì)除了加強(qiáng)玻璃熱工性能的改善外，還應(yīng)更注重其主動(dòng)利用能源的一面，比如合理利用綠色能源——太陽能，使玻璃作為最重要的建筑材料之一，為建筑師帶來更多的自由和創(chuàng)造力。

參考文獻(xiàn)：

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[3]尤塔·阿布斯，斯蒂芬·羅本努斯.建筑中的玻璃—新發(fā)展.建筑細(xì)部.2015（02）：276-285.