探究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。


▲  工艺技术的建构逻辑


伴随现代建筑工艺技术的不断发展,数字化时代背景下的设计与建造之间的联系也更为紧密。而玻璃幕墙结构体系的发展也使得伴随而来的建构逻辑在玻璃幕墙的造型设计中起到了越来越明显的作用。比如以近年来呈较高速发展态势的点式玻璃幕墙结构体系为例,玻璃面板自身所具有的重力,通过完整的支承系统传递到了主体受力结构,“玻璃支承点——金属杆件——钢结构主体”的依次从小到大的结构传力次序也使得其结构逻辑得以清晰地呈现。同时这种力的传递逻辑也与我们的主观感受相重合,实现了幕墙系统重力秩序的统一。


玻璃幕墙体系的工艺技术不仅仅是数字化时代下智能建造的产物,同时也在不断优化架构体系的同时很好地实现了对建构逻辑的展现,结构形态反映了整体构件的受力特征,从小的支承点到长的连接杆件,再一度转为较粗的支承杆件,构件直径逐步扩大,直观地反映了受力的不断叠加,工艺技术层面的结构逻辑也得以体现出来。


建筑玻璃幕墙


▲  界面形态的建构逻辑


玻璃幕墙结构体系凭借其透明的不确定性,完美地实现了在建筑体量感受上的“消解”。或隐性或显性的界面处理也使得玻璃幕墙可以对建筑的整体界面形态产生影响,从而对整个建筑的表现力产生影响。


对于整个建筑的界面形态来说,玻璃幕墙所塑造的透明化效果使得建筑表皮形成了极其丰富的表皮形态。同时由于玻璃幕墙的通透性,一方面使得外部环境的光影得以映入建筑内部,另一方面则将建筑内部人的行为、活动场景,呈现于外部空间,这种建筑的向内和向外两种逻辑层面的界面处理,也实现了建筑内外空间的相互贯通,表皮原本所明确呈现的界限性也逐渐模糊了起来。室内外界面和空间的相互模糊也是玻璃幕墙结构所带来的典型形态特征。


同时,由于在建筑设计中可以对玻璃幕墙表皮采取单层或多层等不同的设计手法,也使得玻璃幕墙所构成的建筑表皮具有多元化的特点。多层表皮体系的运用,使得玻璃幕墙作为建筑表皮材料所形成的空间表现力大为丰富,原本纯粹的建筑空间,在多层玻璃表皮中,通过叠加、色彩化、材质等不同的处理手法,从而形成变化多端的、丰富的视觉效果,营造出丰富多样的空间感受。同时加载在表皮上的信息可以体现企业精神和文化,也可以体现建筑的个性以及生态需求,这种建构逻辑也就自然而然地造就了丰富多样的界面形态


楼宇玻璃幕墙


▲  生态绿色的建构逻辑


与此同时,伴随着工艺技术的高速发展所带来的能源匮乏、全球气候恶化等方面的影响也使得具有“生态属性”的玻璃幕墙结构体系得以被重视起来。可持续性已然成为目前建筑设计以及建筑学发展的核心话题,同时绿色建筑和健康建筑也在不断地深化和大力推广之中,因此玻璃幕墙的结构体系设计也必然需要遵循生态、绿色层面的建构逻辑。由于社会对建筑能耗的不断重视,因此在保障玻璃幕墙的安全性和功能性的基本需求上,还需要考虑整个玻璃幕墙体系对于后续的利用、能耗及生态等方方面面的诉求。


比如近年来较为流行的双层幕墙结构,通过其内部两层玻璃间的空气流动,可以很好地保障建筑的保温隔热以及自然通风,从而实现对于建筑能耗的降低。还可以利用玻璃材料的热工和光学性能,采用光电幕墙结构,激发玻璃幕墙结构的生态潜力,为建筑提供清洁能源,实现建筑的长期经济效益和良好的环境效益。


解构玻璃幕墙体系的生态潜力,从玻璃材料的性能出发,兼顾生态与美学的设计策略和技术手段,在实现玻璃幕墙结构在生态、绿色层面逻辑建构的同时,也可以激发对于其他结构节能设计的思考。


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