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漫谈玻璃幕墙
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发布时间:2015-05-12 来源:查字典编辑
摘要:摘要:虚的窗,实的墙。千百年来,建筑师们就在这“虚”“实”对比中作文章,只是窗面积日渐增大着...

 

摘要:虚的窗,实的墙。千百年来,建筑师们就在这“虚”“实”对比中作文章,只是窗面积日渐增大着。从这个角度,柯布西埃说:“建筑的历史就是为光线而斗争的历史,就是为窗子而斗争的历史”。


虚的窗,实的墙。千百年来,建筑师们就在这“虚”“实”对比中作文章,只是窗面积日渐增大着。从这个角度,柯布西埃说:“建筑的历史就是为光线而斗争的历史,就是为窗子而斗争的历史”。


然而,密斯没有循着历史的脚印走,在1919—22年间,提出了将窗和墙合二而一的,全玻璃幕墙的高层建筑方案。他认为玻璃幕墙起反射作用,没有阴影,可以得出最简洁的造型;同时,它映现出周围景色,可以得到丰富多彩的艺术效果。这个玻璃幕墙的设想,成为他的名言“少即是多”的最贴切的注脚。


 


密斯的方案,完全是从造型艺术的角度提出的,在当时是不切实际的。因为如用当时仅有的透明玻璃来做墙,其导热系数约为5千卡/小时·平米·℃。这样大型的全玻璃幕墙建筑,冬天取暖与夏天制冷将是难以承受的负担,加上眩光使人眼花缭乱,谁还有心思去欣赏其反射的景色呢。


早在密斯之前,格罗皮乌斯就开始了局部采用玻璃幕墙的尝试。1910年,他在法古斯工厂首次采用了大面积玻璃窗及转角窗,被誉为是新建筑的曙光。1914年,他在科隆建筑展览会上工业馆采用了玻璃幕墙楼梯间。1926年,他在包豪斯新校舍采用了大面积玻璃幕墙,由于其形体的简洁新颖,被誉为奠定国际式新建筑风格的三杰作之一。但是由于当时材料条件的限制,在功能上有许多问题,这种脱离功能的形式是不会有生命力的。

然而,密斯还是念念不忘要用全玻璃幕墙来创造出新建筑形式。1945年,他开始为女医生设计一幢全玻璃幕墙的“范斯沃思”住宅,这虽然远不是他设想的,那样大型的全玻璃幕墙摩天楼,但毕竟是按照他的艺术构思,造出一幢住人的“水晶宫”,不幸的“水晶宫”的女主人,被生活的不便与严寒酷暑折磨所激怒,对米斯提出了控告。密斯是把建筑艺术看得重于一切的人,这个打击并没有减弱他的创作热情。1955年,他又为伊利诺工学院设计了面积更大的玻璃幕墙的建筑专业教室,强调建筑艺术而忽视功能的作风再一次受到了实践的遣责。1958年,密斯与约翰逊合作,设计了38层玻璃幕墙的纽约西格拉姆大厦。这栋大厦是在青铜饰面的钢柱间镶嵌琥珀色的玻璃幕墙。这种染色玻璃是50年代的新产品,由于在玻璃原料中加进不同的矿物原料,而呈现出蓝灰色、古铜色、蓝绿色、琥珀色等种种颜色。染色玻璃的导热系数虽然与透明玻璃相当,全随着其色素的不同而滤去太阳光谱中相应的部分,因而一般说来,其遮挡系数可达0.5左右Z(遮挡系数是指与1/8英寸透明玻璃遮挡太阳幅射热能力的比值,遮挡系数越小,透过太阳的辐射热就越少)。因此,染色玻璃的幕墙与透明玻璃的幕墙相比,在夏季可以避免阳光的曝晒,节约制冷费,还可避免恼人的眩光。西格拉姆大厦,虽然还没有达到密斯所设想的高反射全玻璃幕墙的境地,但它新颖的造型与较为适用的功能,使西格拉姆成为当时颇负盛名的建筑。

1962年,沙里宁事务所首先在贝尔电话实验室中采用了镜面玻璃幕墙。这是一栋沿着湖滨建造的扁长玻璃盒子,晶莹的镜面反射出粼粼的湖光水色,这才是米斯所设想的能反映周围景色的幕墙。镜面玻璃是60年代的新产品。在玻璃生产时,经热处理、真空沉淀或化学方法,使玻璃的一面形成一层具有不同颜色(如金、银、蓝、灰、古铜)的金属膜,像镜子一样,具有将入射光反射出去的能力。6毫米厚的透明玻璃,能透过太阳的可见光78%,而同样厚度的古铜色的镜面玻璃,仅能透过太阳的可见光的26%。因此,其导热系数虽然与透明玻璃相当,其遮挡系数却比染色玻璃更小,一般可达到0.3左右。如果用镜面玻璃与透明玻璃组成带空气层的隔热玻璃幕墙,其遮挡系统可达0.1左右。炎热的阳光透过这种幕墙晒到你的身上,你将感觉不到阳光的热量。这种带空气层的隔热玻璃幕墙,导热系数约为1.5千卡/小时.平米.℃。比一砖厚两面抹灰的砖墙(导热系数约为1.7)的保暖性能还好。至此,玻璃幕墙一跃成为一种高效能的墙体材料。当然这种玻璃的可见光透过率较低,但可以从扩大采光面积而得到补偿。美国拉达斯第一国际大厦设计时进行过比较,采用占外墙面积70%的太阳冷480型反射隔热玻璃,比采用占外墙面积20%的普通单层玻璃的耗能量还少。1971年建成的60层高的波士顿汉考克大厦,是由贝聿铭事务所设计的一幢完全体现了米斯的设想的,纯净得一无所有的玻璃幕墙摩天大楼。它以极简洁的造型,极纯净地反映周围景色而轰动了整个美洲和欧洲。但是,好事多磨,在赞美声中却夹杂着一阵阵令人扫兴的玻璃破碎声。

 


汉考克大厦(上图)的幕墙,是由镜面玻璃与透明玻璃组成的隔热玻璃,共划分成1.4×3.5米的玻璃10344块。1968年开工,至1971年建成后就陆续有玻璃破裂。1973年一次风暴中吹坏了数十块,破玻璃落下来又砸坏了一些玻璃。至1975年已有两千多块玻璃因破裂由木板代替,美丽的汉考克变得千疮百孔。为此,业主对贝聿铭事务所及有关的五个公司提出控告。据调查认为原因是结构刚度太差和玻璃强度不足(相对其厚度与面积而言)。决定采取加强中央竖井以增加结构刚度,将隔热玻璃改为单层较厚的回火玻璃(同样厚度的回火玻璃比退火玻璃强度高4—5倍)的补救办法。这些措施共花施工、材料、设计费达数百万美元,约占建筑总投资的数十分之一。坎布里奇中级法院最后判决,按照6个单位在事故中的责任大小来分摊这笔费用,贝聿铭事务所占4/19,两个玻璃制造厂商均占6/19。至此,汉考克大厦又恢复了闪闪光的从优雅的仪容。但是,这桩公案仍未了结,在修复后至今的五年中,又已破裂了55块。开始,为了预测即将破裂的玻璃,专门委派了一小队看守人员分散在大街上,拿着望运镜仔细观察每一块玻璃的颜色变化,因而成为波士顿街道生活中的一件新鲜事。现在,这种工作已由电子传感器代替了。这是一种大约有50美分钱币那样大小的薄片,每块玻璃上都贴有一片,这10344片传感器随时将玻璃的内部状态传至中央控制室,一旦有玻璃即将破裂,中央控制室即会发出指令,并指出其位置,管理人员可迅速将其换掉。这桩公案今后将如何了结?只好且听下回分解了。

玻璃是一种脆性材料。目前,玻璃的安装方法还不能使结构的变形完全不影响到玻璃,因此在高度或跨度较大的建筑中采用玻璃幕墙,必须与结构工程师密切配合,把变形量控制到最小。同时,特别要注意温度应力对玻璃幕墙造成的破坏。人们注意到在大风中破碎的大多是窗间墙玻璃,据分析原因是窗间墙处往往有柱、圈梁、管道、保温材料等,使太阳的辐射热不易散去,产生温度应力,再叠加上风荷载产生的应力,故而达到破裂。距暖气片或送风口太近,以及室外遮挡物(阳台,屋檐,线脚 )在阳光下造成的局部阴影,都能使玻璃产生较大的温度应力而破坏。此外,由于玻璃的强度是按四面支承均匀分布荷载计算的,如果施工不当,四角没固接好或忘拧螺丝,也会使玻璃易于破裂。由于这种种因素,建筑师在根据风荷载、按照玻璃厂商给出的强度与面积关系曲线决定玻璃面积与厚度时,一般都采用较大的安全系数(如2.5)。目前,国外关于保证玻璃幕墙安全方面,已初步总结出成套技术。尽管镜面玻璃幕墙在节约能源和创造舒适环境方面有一定的优越性,但造价昂贵(隔热玻璃幕墙约合200美元/平米),是最贵的一种墙体材料,技术上也还不十分成熟。但热衷于玻璃幕墙者大有人在。看来,美学的动因是决定性的因素。丹下健三说:“现在,我们开始在草月会馆和花枝守大楼试用镜面玻璃,我们认为这种材料适于创造新的形式。在赤坂王子饭店和最近德黑兰建造一座旅馆中,继续对镜面玻璃外墙的形式进行探索。由于镜面玻璃在功能上的优点,和视觉上的多种可能性,因此,利用镜面玻璃的想法似乎顽强地在我们的头脑中盘旋。在阿尔及利亚国防机场修机楼中,它的形式就是从这种新的功能得出来的。”

普通的镜子,能反射但无法透视,镜面玻璃则不然。由于其上的金属层特别薄,使它在迎光面具有镜子的特性,在背光面则又如窗玻璃般透明。这种特性造成了视觉上的多种可能性。

试想你来到福斯特事务所设计的,英国伊普斯维奇市威廉.费伯和杜马有限公司办公楼前,镜面玻璃幕墙在你面前展现出一幅连续的,流动着周围景色的画卷,它掩蔽着整幢大楼的内部,真是一堵不透风的墙。当你一旦进到内部,这堵阻碍视线的墙,会突然从你的视野中消失,外部景色融合进来,你看到的是一个没有边际的、无限开阔的空间。当然,要是你呆到晚上,情况就会颠倒过来。在明亮舒适的室内,看不见玻璃幕墙外的世界,幕墙实实在在的围护着,给你以安全感。这时,如再从外往里看,你将象解剖师一样,开肠剖肚,把之栋建筑的构架及室内的活动看得一清二楚。这对于要招徕顾客的商业及公共娱乐场所,是极有吸引力的。当然,对于私密性强的如公寓等建筑,那就只好借助窗帘或活动百页之类的设施了。

镜面玻璃幕墙在视觉上的各种可能性,还表现在它反映周围的景色。在一天不同的时间,或一年四季的变化,云彩的移动,花草树木的枯荣,使玻璃幕墙的艺术效果处于不断变幻之中。尤其是在暴风雨前后或黄昏及晨曦等某些特定的环境中,由于镜面玻璃的反射作用,使自然界瑰丽景色得到更强烈的反映,给人印象至深。

在开阔的郊区,镜面玻璃的艺术效果往往得到最充分的表现。贝克特事务所设计的达拉斯凯悦饭店,建于达拉斯主要商业区外缘的一个重建区,由于位置显要,四围环境开阔,设计意图是使这栋建筑不论从远处或近处看来,都能得到不断变化的视景。当人们在一英里外的高速公路上,高低错落的建筑

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