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摘要：随着社会经济和科学技术的发展，现代建筑蓬勃发展，建筑的外观也越来越富有表现力，相比较传统建筑的外立面，现代建筑幕墙立面越来越活跃和自由，同时积极采用新材料和新结构，这也要求幕墙技术跟上时代发展，更好的实现建筑的功能和效果。幕墙设计方案要综合考虑材料、结构、美学、用户体验，以及加工、安装等综合因素才能很好的落地，实现建筑应有的功能和效果。本文以上海虹桥万科中心和上海JW万豪侯爵酒店两个项目为例浅谈折线形幕墙的设计。
关键词：折线形幕墙 窗单元 墙单元
一、建筑概况
现代城市建筑中，具有折线形幕墙立面的建筑非常多。上海虹桥万科中心和上海JW万豪侯爵酒店就是同样都有折线形幕墙立面的建筑。但基于设计理念的不同，二者立面表达的建筑效果和幕墙采用的方案完全不同，并且都有别于普通幕墙的做法，两个项目的幕墙设计方案经过了一系列的发展演化，才最终成形、落地，设计演化的过程中产生一些有益的思考，与大家分享。
上海虹桥万科中心位于上海虹桥枢纽西侧，是一个集商业和办公于一体的大型商业中心，项目共包含7栋单体，建筑设计理念犹如散落人间的宝石，每栋单体象征一种独特珍贵的宝石晶体，具有独一无二的非切割表面，幕墙立面主要采用玻璃，结构体系采用构件式幕墙体系。
上海JW万豪侯爵酒店位于黄浦江畔，北邻陆家嘴，南接世博园，整体建筑采用波纹状幕墙，立面独特、纹理优雅，与波光粼粼的黄浦江相得益彰。建筑高度157.5m，地下4层，地上39层，塔楼标准层高3.7m。本项目主楼采用单元式幕墙，裙楼采用构件式幕墙，除玻璃以外还大量使用了阳极氧化铝板以达到独特的建筑外立面效果。
二、上海虹桥万科中心幕墙设计
上海虹桥万科中心整座建筑共7个单体，地下3层，地上8层，标准层高4.4m。建筑最高点41.65m，采用竖向明框横向隐框的构件式幕墙做法。由于每个单体具有不同倾角的斜面，整个建筑群的斜面有31种不同的倾角，倾角范围77度-108度。为达到良好的室内视觉效果，所有这些斜面的横梁表面都要保持与地面平行，而不能垂直于幕墙表面，也就是横梁与幕墙夹角不是90度，而是具有多种不同的角度。以传统的幕墙设计思路，可以用不同角度的玻璃附框来解决。但仔细分析一下：由于幕墙透光部位采用中空夹胶玻璃，而层间位置采用夹胶玻璃，二者玻璃厚度不一样，带来的结果是一种倾角的立面上需要4种不同的玻璃附框，玻璃的护边型材也不一样。这样分析下来，整个项目仅仅是玻璃附框和玻璃护边就需要上百种不同的型材。这些型材形状相近，只是角度略有不同，想一想，仅仅是型材的识别就是一件困难的事情。这对幕墙的加工和现场安装势必造成巨大的压力，进而威胁到整体项目的质量和进度。而且这种方案在横梁和玻璃间形成大小不一的缺口，从观感上看也是难以接受的，显然这样的幕墙设计方案是难以接受的，寻求一种更为合理的方案势在必行。
针对本项目幕墙表面具有多种倾斜角度而横梁保持水平的特点，需要设计一种多角度通用的幕墙系统以适应各种不同的角度。下图是以这种设计思路完成的幕墙系统设计：横梁与玻璃附框间设计了一弧形安装面，弧形的中心点位于幕墙分格点处，这样幕墙就能以分格点为圆心向内、向外旋转，幕墙角度设计的变化区间是72度-108度，满足本项目的需要。本系统中的多角度通用横梁采用不对称设计，可以上下面翻转过来使用，加大了角度可调节范围。多角度通用横梁可以满足72度-108度间的任意角度安装，而不局限于本项目特定的一些角度，具有多项目通用的特点。
三、上海JW万豪侯爵酒店幕墙设计
上海JW万豪侯爵酒店主楼全部为折线型单元式幕墙，层高3700mm。层间位为3mm阳极氧化铝板，高度1070mm，楼层间为8+1.52PVB+8（Low-E）+12A+8+1.52PVB+8双夹胶Low-E中空超白半钢化玻璃。单元立柱高度上分为1070和2630两段，初步的方案使用开模铝合金插芯连接上下两段立柱，但分析和试验表明立柱无法满足使用要求，使用加长的不锈钢插芯仍然无法消除安全性的顾虑。经过反复的探讨研究，一种新颖的窗墙单元幕墙方案被提出。
新方案将一个楼层一个单元板块分为上下两个单元板块，上面为墙单元，安装固定在楼层结构边梁部位。下面为窗单元，窗单元下部坐立在下一楼层的墙单元上横梁上，上部通过滑动连接钩与上一楼层的下横梁相连接。墙单元采用常用的室外侧吊装方式，窗单元采用室内侧安装方式。安装时窗单元下部滑入墙单元上横梁安装槽，板块上部往外翻转，上横梁抵靠到墙单元，下横梁就位完成。移动滑动连接钩，实现上部安全可靠的连接。新方案结构合理，传力明确，安全可靠，安装简单，角度精确，质量可控。现已基本完成现场安装。
尽管考虑到了采用大容差设计来吸收钢立柱焊接及镀锌产生的变形，试装中仍然发现外露可视的铝龙骨拼缝较大，无法达到使用的外观要求。经过和建筑师在一起综合的分析考量，最终确定把单折线型的立柱改为外折线内直线的桁架式结构，每一个折线立柱与直线立柱间形成稳定的三角形结构，误差大大减小，最终的安装达到了建筑师和业主所期望的效果。
本项目另一重要面材是阳极氧化铝板，阳极氧化铝板表面不带电荷、不吸尘、抗污染能力强，具有真实的金属质感、抗腐蚀性和耐久性好、光泽度以及表面鲜艳程度相比不锈钢不易发生变化。阳极氧化铝板的生产工艺分为连续氧化和片材氧化，连续氧化相对于片材氧化：氧化膜均匀稳定、整个卷材色泽一致、效率以及产能高。但是其中连续氧化的铝板不能折边，因折边易导致氧化层断裂。我们在使用中选择了连续氧化铝板，并在设计方案中避免大角度折边。本项目波纹状立面上有部分阳极氧化铝板向上倾斜，形成迎雨面，由于雨水打落在阳极氧化铝板上会产生噪音，对室内造成噪音污染。所以本项目在迎雨面的阳极氧化铝板背后增加了吸音棉，有效降低了雨滴的噪音，改善了用户使用的体验。
现在整个项目基本安装完成，整体安装的过程非常顺利，安装的质量也得到有效的保证，呈现出来的整体效果非常令人满意。这是对设计方案的反复探究，不断寻求最为合理的方案的回报。
四、结束语
从对上面两个项目幕墙设计方案的形成过程的分析，可以看到折线形幕墙的设计方案需要综合考虑材料、结构、美学、用户体验，以及加工、安装等综合因素才能做出真正具有可行性的方案，才能实现建筑应有的功能和效果。尤其对于这种具有折线形立面的幕墙，其实现的难度远大于普通幕墙，任何设计方案上的考虑不周，都可能会给项目带来巨大的风险。实际上这两个项目的设计过程中如果不是对可行性的强烈追求，这两个项目可能沿着最初的方案进行下去，由此带来的后果也是不可预知的。
参考文献
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论文作者:徐欣
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/30
标签：幕墙论文; 折线论文; 横梁论文; 单元论文; 建筑论文; 项目论文; 阳极论文; 《建筑学研究前沿》2018年第16期论文;