01、前 言
伴随着建筑框架结构体系的不断完善以及“透明性”的空间理念在建筑设计中被愈发的重视,玻璃幕墙结构也逐渐因为其本身具有的平面、规则和匀质性,同时在塑造空间和造型上所具有的丰富性,而被越来越多地应用在当代建筑师的空间营造中。结合玻璃幕墙结构的结构体系,并分析其所具有的美学表现层面的功能效果,在当代社会审美取向、技术革新,以及对于绿色、生态倾向的维度下,从生态可持续化、界面形态塑造以及工艺技术各种层面挖掘玻璃幕墙结构的建构逻辑,同时通过在透明性层面分析玻璃幕墙结构在建筑设计中的空间意义,厘清玻璃幕墙结构在空间界定和渗透上的表达,以期对玻璃幕墙结构在建筑设计上的深化和多维度思考有一定的借鉴意义。
02、玻璃幕墙结构的概念及分类
玻璃幕墙结构的主体由建筑支承体系与玻璃材料共同组合而成,整个系统可细分为玻璃面板、支承体系以及驳接构件三大部分。根据构造逻辑和建造方式的不同,一般可将玻璃幕墙结构分为有框玻璃幕墙和无框玻璃幕墙两种,其中,有框玻璃幕墙又可细分为明框玻璃幕墙和隐框玻璃幕墙,而无框玻璃幕墙则主要包括点支承式玻璃幕墙和全玻璃幕墙(图1)。
图1 基于受力体系与支承特征的传统玻璃幕墙分类示意图
▲ 框式玻璃幕墙
所谓框式玻璃幕墙,其实就是以金属框架或其他非金属框架等作为承重体系,同时通过框架作为玻璃面板和建筑主体间的连接构件,进行玻璃尺寸的分隔以及对幕墙立面进行划分所设计的玻璃幕墙构造方式。这种方式的特点在于构造技术相对成熟,玻璃的规模、高度、角度等基本不受限制,且利于建筑的防火、隔音等各种设计。也这得益于这些良好的结构性能,使得框式玻璃幕墙成为了最常见的玻璃幕墙构造方式,其对于幕墙划分和建筑表皮设计也具有重要意义。
明框式玻璃幕墙的金属框架构件裸露在外表皮,玻璃面板多嵌入于金属龙骨之中,整个框架体系在幕墙外表面清晰易见。由于金属框架在幕墙结构体系中的暴露,其所具有的材质、纹理等对玻璃面板界面也会造成在立面表达、韵律效果、通透感等方面的影响(图2)。
图2 明框式玻璃幕墙
隐框式玻璃幕墙的整体结构构成类似于明框式,但是玻璃面板会被置于金属框架外侧,并且主要是通过密封胶粘接在幕墙外表面的龙骨骨架上,以达到金属框架在幕墙外立面不可见的效果。根据框架在幕墙表面的可见效果,隐框玻璃幕墙还可以分为半隐框玻璃幕墙和全隐框玻璃幕墙两种。隐框式玻璃幕墙通过框架的内置实现了在幕墙立面上的简洁性及通透感,但是也存在着脱落的安全风险(图3)。
图3 隐框式玻璃幕墙
▲ 点式玻璃幕墙
点式玻璃幕墙的主体由玻璃面板,点支承构件以及支承结构三部分构成,并且以金属构件作为点支承将玻璃面板和支承结构连接构成整体。由于支承构件的小型化,也使得点式玻璃幕墙实现了视线开阔感和强烈通透感的塑造,充分发挥了玻璃面板透明的特性。同时点支承构件和支承结构所塑造的细部方面的结构逻辑也使得点式玻璃幕墙具有很强的构造上的美学特点(图4)。
图4 点式玻璃幕墙
▲ 全玻璃幕墙
全玻璃幕墙与以上两种结构不同,不采用任何金属构件,完全由玻璃支承和玻璃面板组成通透幕墙。支承结构主要有落地式、悬挂式和后支承式三种。基于其构造逻辑,也使得全玻璃幕墙结构带来了形式上的极简性和视线上的通透性,但是由于结构上的缺陷,也使得其高度受限,并且存在经济劣势(图5)。
图5 全玻璃幕墙
03、玻璃幕墙结构的建构逻辑
在当代建筑设计体系不断发展的背景下,玻璃幕墙结构作为建筑空间划分和建筑功能实现的重要结构体系之一,其自身作为单独结构体系的存在也具有值得探究的建构逻辑。一方面,在借助玻璃面板等构成建筑表皮、建筑立面的过程中,整个幕墙结构体系的建构显得格外重要;另一方面,从玻璃幕墙结构体系生成的逻辑关系出发,其生产过程的细部节点等对于整个幕墙的表现力也具有深刻影响。因此,结合当代建筑对于界面形态塑造的美学表现、建筑的生态可持续发展以及在工艺技术层面三方面的诉求,梳理一下玻璃幕墙结构所具有的建构逻辑,相信也具有深远的指导意义。