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玻璃幕墙外层的双层墙体


2017-11-29 11:22:37


    

玻璃的基本优点除了早期最为重视的性能——透光性(透明玻璃)外,它具有良好的耐候性、自洁性,作为外墙材料相比大部分常规材料有其独特的优势。

玻璃幕墙最早是追求无遮挡视野、大面积采光的产物。为了保持玻璃幕墙的原有优点同时又能具有更好的热工性能,双层玻璃幕墙应运而生。

双层通风玻璃幕墙简单地说就是两层玻璃幕墙加上中间空气层,这种模式的外墙系统是于20世纪末在欧美诸国流行开来的。在不同地区、不同建筑中,根据不同建筑师的设计意图,其形式千差万别。总体上来说,这种幕墙在国内外的应用比例还较低,还处于发展、研究的过程中。

双层通风幕墙从空气循环流动方式上一般可以分为封闭内循环式和开敞内外循环式两种基本模式,两种模式差异较大,现采用较多的为后者。

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典型的双层玻璃幕墙——德国柏林GSW大厦

建筑师:绍尔布鲁赫与赫顿(SAUERBRUCH & HUTTON)

建筑最大的特色在于在双层幕墙间设置了彩色遮阳折板,进而形成了建筑的标志性。


除了这种追求更好热工效果双层玻璃幕墙外,利用玻璃的透明性、耐候性和自洁性优点,直接在传统的外墙外另加一层脱开一定距离的玻璃幕墙构成双层墙体是一种更为简单的构造方式。内层的墙体可以选用多种材质如传统的砖墙、木板墙、金属板幕墙、石板、玻璃幕墙等,这种玻璃幕墙外层可以是透明的,也可以是半透明甚至不透明的。

玻璃幕墙和其他传统墙体的组合为建筑创造了更多的形式、提供了更好的效能。外侧透明及半透明的玻璃幕墙可以不同程度地透视出内层墙体的材质,增加了建筑的层次,同时极大地影响了建筑的外部形式。外侧不透明的玻璃幕墙则更多地作为功能用途、表皮装饰。

建筑师绍尔布鲁赫和赫顿设计的德国柏林消防警察局虽然体块形式单一,但由于多种色彩的的印刷玻璃组合成一种抽象画面的效果,所有的视线及注意力均被集中于此。在此,体块构成、阴影、层次、立面变化等传统的设计手法几乎被完全搁置起来。

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德国柏林消防警察局

建筑师:绍尔布鲁赫与赫顿(SAUERBRUCH & HUTTON)

色彩成为最为醒目的元素,通过不同色彩、规格的玻璃外表皮材料,简单的建筑体块表达出了丰富的内容。新老建筑强烈的对比下同样显得较为协调。

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外层墙体细部

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墙体断面详图——可以看出双层墙体的构造特点

与常规的墙体饰面层相比,双层墙体最大的特征在于外层与内层的距离相对较大,同时外层完整地覆盖了内层的门窗洞口。也可以说内外层均是完整独立的一套系统。

由于玻璃幕墙外层的双层墙体内层常为传统的实芯墙体,已经具备良好的外墙热工性能,因此作为外层的玻璃幕墙对气密性及水密性的要求就不似传统单层幕墙那么严格,大部分建成的此类建筑玻璃幕墙外层多为非密封的形式。


建筑师海墨特·扬设计的德国柏林索尼中心是一个多功能复合的综合体,其中的材料及构造也是异常丰富。综合体中的Esplanade酒店部分为原部分历史保留建筑分拆移动至此,为了更好地保护易于风化的古建筑外墙,建筑被整体罩入新建建筑内,透明的点支式玻璃幕墙保护层恰到好处地完成了任务。

 透明的开缝式点支玻璃幕墙作为保护古建筑免受风雨侵蚀的外层墙体为古建保护提供了另一种新方法,现代建筑材料及设计方法与古老的建筑不仅融合得天衣无缝,并且显示出时代的印记。

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德国柏林波茨坦广场索尼中心Esplanade酒店

建筑师:海墨特·扬(Helmut Jahn)

点支幕墙的支承结构钢拉杆接地固定端设置了特殊的过载保护装置,使玻璃墙体能够适应一定的变形。

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自然开缝式点支式幕墙细部。


除了以传统形式的玻璃幕墙作为外层墙体外,以百页玻璃片形成的外表皮超越了传统的透光功能。玻璃百页通过机械装置控制开合,风雨时关闭或开启小角度,气候温和时则打开,控制或利用自然气候的影响。选择特定的玻璃如热反射镀膜玻璃、丝网印刷玻璃、乳白玻璃等同样能达到一定的传统外置百叶窗的效果。

建筑师让·努韦尔(J. Nouvel)设计的西班牙巴塞罗那阿格巴大厦即是以玻璃白页幕墙作为外层墙体的一个特殊的建筑。

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西班牙巴塞罗那阿格巴(Agbar)大廈

建筑师:让·努韦尔(J. Nouvel)

据称建筑的灵感来自于西班牙建筑师高迪(Gaudi)及现代抽象画,从墙面抽象斑驳的色彩确实可以体会到一些,然而建筑单一的体型却是富有争议的内容:有人说它像子弹头,有人说它像一根黄瓜,……。

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Agbar大廈双层墙体细部

建筑外围通体采用可调节玻璃百叶片,内部则采用不同色彩的压型金属板,整体形成朦胧抽象的特殊效果。


建筑师伦佐.皮阿诺设计的柏林波茨坦广场德比斯大楼同样使用了大量玻璃百页幕墙外层,外层墙体后是大面积的玻璃以及干挂陶板(杆)幕墙。

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德国柏林波茨坦广场的德比斯大楼

建筑师:伦佐.皮阿诺

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德比斯大楼细部

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德比斯大楼玻璃百叶双层墙体剖面示意图

玻璃百叶片采用2x6mm厚夹胶玻璃

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上海浦东中国交通银行办公楼东侧立面

透明的双层点支式透明玻璃幕墙(密闭式)增加了建筑的层次,同时隔绝外界污染和噪声的性能更好,当然,密封的外层也隔绝了自然的通风。


采用玻璃幕墙双层的双层墙体构造无疑能够在保持透光、透视的前提下屏蔽大部分的风沙、雨、雪,保持建筑的整洁形象,屏蔽一定的噪声。如果采用非密闭的外层,还可以获得自然的通风。在某些合适的地点如风沙大的地区、噪音大的交通道路旁等,这种处理方式不失为一种较为合理的解决方案。

(类似于双层墙体的概念,屋面构造中同样有双层屋面的做法,以后我们继续学习研究。)


本文作者褚智勇,东南大学建筑系工学学士,北京建筑工程学院建筑学硕士,教授级高级建筑师,一级注册建筑师,现任教于北京工业大学建筑与城市规划学院。曾著有建筑材料与构造类畅销书《建筑设计的材料语言》。


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