【門窗幕墻網(wǎng)】建筑帷幕，是建筑師和帷幕設(shè)計師為建筑而精心設(shè)計的時裝。

　　讓?努維爾 (Jean?Nouvel) 曾經(jīng)說過：“建筑的將來不是建筑的”，他認為不應(yīng)該把建筑看作是獨立的個體，而應(yīng)該與復(fù)雜的社會和城市的文脈共生共存。一棟建筑物是在一個特殊的地點為著特殊目的，并在一個特殊的地域環(huán)境下建成的，建筑師必須尋找這種特殊因素的規(guī)律性才能面對當(dāng)代的材料技術(shù)的發(fā)展和豐富多彩的地域文化，給建筑以真正的藝術(shù)和生命。建筑外帷幕就是這個建筑的藝術(shù)和生命!筆者曾與讓?努維爾大師及其團隊合作設(shè)計了紐約十一大道 100 號項目的帷幕，在此回顧幕墻設(shè)計過程，剖析建筑技藝(圖 1)。

圖1 紐約十一大道100號

　　讓?努維爾擅長抓住城市文脈實體環(huán)境特征，外帷幕總是設(shè)計得別具心裁，讓人難以想象又無法超越。法國阿拉伯文化中心點睛之處是背立面用照相機鏡頭組合方法設(shè)計的帷幕裝置;洛桑文化會議中心的東立面與西立面采用不同顏色的金屬表面，其目的是與周圍環(huán)境相稱。卡塔爾的多哈塔(圖 2)是用多層次領(lǐng)結(jié)組合的帷幕遮陽裝置(圖3)，分別遮擋東、西、南、北不同照度的強烈陽光，這些帷幕個性化設(shè)計的作品都成為有強烈生命力的建筑藝術(shù)品。

圖2 卡塔爾多哈塔

圖3 多哈塔的多層次領(lǐng)結(jié)遮陽裝置

　　紐約十一大道 100 號的外帷幕是最難實施的項目之一。2004 年8 月筆者以帷幕設(shè)計師的身份在巴黎與努維爾討論多哈塔的實施設(shè)計，偶然間看到了努維爾紐約十一大道100 號公寓的設(shè)計方案，它真的如同在說夢話(讓?努維爾說自己許多好的構(gòu)思都是在睡覺時完成的)：幕墻相鄰的每塊玻璃要大小不同，每塊玻璃要有不同的角度，每塊玻璃要用不同顏色和配置……努維爾想利用光線投射到建筑物時產(chǎn)生的不同角度的光線折射、色溫變化、大小有別，令建筑如同璀璨耀眼的鉆石，絢麗奪目(圖 4)。僅僅幾句如夢的話，便讓帷幕設(shè)計師和工程師生不如死……

幕墻配置大小不同，產(chǎn)生很多種工況

　　傾角方向、傾角大小的建筑設(shè)計標示

圖4

　　項目位于紐約曼哈頓中心西南方，向南遙望自由神像，向西可俯瞰哈德遜河美景，與新澤西州隔河相望，距華爾街只有幾站路，工程幕墻于 2006 年由一家紐約公司簽訂工程承包合同，一年多來設(shè)計進展甚微，連模型都沒有做好便自動放棄。

　　在這個工程中，讓?努維爾卻一反常態(tài)，采取了極其“簡單”的大面積幕墻做法，讓窗格的大小、角度、顏色都有所變化;對他來說，只是窗的形態(tài)有點變化而已。這種無序的、錯位的建筑形態(tài)，正是建筑解構(gòu)主義中的極端，它無法量產(chǎn)，難以模塊化，很難從現(xiàn)代材料和加工技術(shù)進步中得到太多實惠。項目外帷幕是建筑的西面和南面，由約1700 塊相鄰大小不同、角度不同、顏色和配置不同的方形玻璃窗格構(gòu)成，幕墻采用單元式構(gòu)件（詞條“構(gòu)件”由行業(yè)大百科提供）合成大板塊(圖 5)。

　　在紐約曼哈頓這個寸金尺土的黃金地段，沒有加工、堆場的地方，更沒有塔吊和停車的地方，這些難點是以前所有已知項目中都沒有遇到過的!

　　通過對項目的分析終于找到設(shè)計突破口，采用大模塊分割的辦法。在 11 英尺橫向的層間(3.3m)和一個少于 40 英尺(12m)的豎向?qū)挾确挚p，這恰恰也是一個 40 英尺長的開頂貨柜的最大裝載尺寸，適合工廠加工后長途運輸。就這樣，我們確定了每個安裝板塊的最大尺寸(圖 6)。然后把窗口布局按橫向、豎向、左側(cè)向、右側(cè)分成 4 種狀態(tài);把 32 種窗口分格尺寸按照窗口布局變化分成 72 種工況;根據(jù)它們的旋轉(zhuǎn)方向，對因上、下、左、右位置變化引起的方向混亂進行調(diào)整;又基于不同的旋轉(zhuǎn)角度調(diào)整和規(guī)定各種位置影像反射的方向角度再把玻璃本體材質(zhì)色系分成綠、藍、灰 3 種;最后根據(jù)玻璃大小引起的強度差異，把玻璃配置分為三種：GT(8(LowE)+16A+6+1.52PVB+6)、GT2(8(Low-E)+12A+8+1.52PVB+8)和 GT3(10(Low-E)+9A+10+1.52PVB+8)，這個配置使不同大小的玻璃強度達到要求，重量盡量減輕、厚度幾乎一樣。然后，對每個小單元進行分類、編碼，把建筑師對幕墻的要求逐一歸類，分為各種尺寸模塊、角度模塊，在立面做 90°多次反復(fù)旋轉(zhuǎn)，便形成許許多多工況效果，再加上玻璃的配置和顏色的異同，經(jīng)過排列組合，便有數(shù)百種板塊效果了。這種規(guī)則約定、可控有序的設(shè)計，滿足了建筑師大小不一、顏色各異、分格無序的特殊要求。基于這個工程的實際情況，既沒有相應(yīng)的軟件進行參數(shù)化設(shè)計，也沒有參數(shù)化設(shè)計的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，只能以表格進行設(shè)計和定位(圖 7)。

圖5 各幕墻單元間的分格及其關(guān)系

圖6 板塊的最大尺寸11mX3.3m

圖7 各種板塊的種類和工況列表

　　然而，還有一個重大問題未能解決，就是幕墻框的節(jié)點設(shè)計問題。每一個玻璃板塊基底部的鋼結(jié)構(gòu)（詞條“鋼結(jié)構(gòu)”由行業(yè)大百科提供）是一個四點共面的基準面，上面的鋁合金幕墻框是與其成角角夾角或邊邊夾角的另外一個平面，這個平面有很大一部分四角不共面，而中間的玻璃平面又與這兩個面成角角夾角或邊邊夾角。這是一個隱性設(shè)計加工難題，它的難度在于工藝不外露，而且構(gòu)造位置非常狹窄，在這個參數(shù)化軟件又不適合和無能為力的項目中，結(jié)構(gòu)設(shè)計、防水設(shè)計、加工工藝設(shè)計、安裝工藝設(shè)計都無法施展(圖 8)。組成的單元平面基底是正矩形，矩形單元內(nèi)斜角擺放玻璃，角度從 2o至5o，最大凈高差 =sin5o×3 300 ≈92mm;除了玻璃展開后成菱形放線裁切外，更大問題是合成單元板塊的材料又要以不同角度裁切后合框，但在考慮加工和施工工藝中，長度精度和角度精度都必須很高，否則接口不密封;編碼角度最大 5o，玻璃對角凈高差有 92mm 之多，這意味著合成玻璃板塊的鋁合金框必將高于150mm(圖 9)，建筑師又要求框的寬度只能控制在40mm 之內(nèi)，如此又高又窄的幕墻構(gòu)造如何實現(xiàn)?如何可以讓它們組合成框并相互固定?冷橋問題又如何解決?材料加工和拼裝過程中的玻璃、鋼材、鋁合金、尼龍、橡膠，都要不同角度切裁。盡管都認真做了，但還是不得要領(lǐng)，做出的模型質(zhì)量和外觀標準要求相去甚遠。由此可見，現(xiàn)在項目的難點轉(zhuǎn)移到加工上了，關(guān)鍵是設(shè)計一套加工可以操作的工藝技術(shù)，讓不同角度的玻璃能穩(wěn)定地鑲嵌進 4 條不同傾角的斜邊里面，而且要合框、做冷橋、拼縫成大板塊(圖 10)。

圖8

圖9 單元玻璃、內(nèi)框、外框三個面不平衡

圖10 工人在組合幕墻大板塊

　　還有一個角部外觀問題，幕墻的外框各邊并不平衡，產(chǎn)生了四點不共面，這時兩邊交會的角便不平整，需要作進一步的分解設(shè)計處理，讓交會角的內(nèi)邊相交，把兩條鋁邊料的小三角形都銑出來，補上一個小方塊，這樣就可以讓所有邊、角平滑過渡了。角內(nèi)做好防水密封后，以機械插入方式固定，無需加裝螺釘（詞條“螺釘”由行業(yè)大百科提供）。這個做法得到了讓?努維爾的可(圖 11)。經(jīng)過多次設(shè)計和生產(chǎn)的反復(fù)多次試驗后完成幕墻結(jié)構(gòu)、節(jié)點、材料、加工和施工工藝的設(shè)計測評工作，項目得以順利開展下去。

圖11 4點不共面的邊、角部平滑過渡

　　為了理清正矩形合框的結(jié)構(gòu)部分和角度變化的固定裝飾部分材料的關(guān)系，把內(nèi)外兩層組件分別設(shè)計成不同的型材和層次。每條邊的材料部分必須組合后再加工：把型材切成足夠長度，按邊 - 邊設(shè)計角度進行組合并臨時固定，進行切角加工，切裁后把零件拆開，再進行組框、裝密封條、裝配玻璃、固定、打膠、封邊、合成板塊(圖 12)。

圖12 預(yù)裝--整體切角--拆開--組框--裝玻璃、合板塊

　　紐約當(dāng)?shù)匕惭b工人費用極其昂貴，現(xiàn)場又沒有堆場、停車、加工的地方，所以必須做成巨大單元板塊構(gòu)件現(xiàn)場吊裝。另外工程圖文資料必須使用英制標注、英制鋼材、美國生產(chǎn)標準(項目為法國設(shè)計師、美國工程)，以配合整套設(shè)計圖紙的完成，這些都使習(xí)慣十進制中國標準的我們感覺萬般不暢順。盡管設(shè)計圖上的問題解決了，還是有不少加工和施工的壓力。

　　一個位于八層轉(zhuǎn)角處的大單元(圖 13)，總長 36 英尺 9 英寸半(約合 11m)，高 11 英尺(約合 3.3m)，內(nèi)有 17 個小單元，最大玻璃板塊 2 620mm×1 460mm，最長玻璃 3.3m×1.0m。有 12 種不同規(guī)格、15 種不同角度、8 種不同的配置，兩個開啟扇。這個單元在工廠做好后重達 8t，要用一個 40 英尺長的開頂貨柜單獨裝載，運輸過程中固定它的鋼材就達 4t，這個單元板塊上下各 4 組預(yù)埋件固定在層間樓板上，由于是彎曲板塊，所有位置都在三維測量下施工。設(shè)計時必須清楚表示玻璃板塊的角度、大小以及兩大板塊之間的接合，工廠加工同樣要使用三維定位，才能夠減少安裝時誤差。設(shè)計師還叮囑在視覺高度上盡量讓玻璃角度垂直，以減少視覺錯誤和不舒適的感覺，這也讓我們感覺到建筑設(shè)計的人文關(guān)懷是通過一個個細節(jié)來實現(xiàn)的。

圖13

　　在生產(chǎn)過程中，帷幕設(shè)計師經(jīng)常在工廠檢驗加工工藝，指導(dǎo)工廠采取了一些特別的措施以順利地完成大板塊加工。成框鋁型材有十幾種，大小不一、角度不同，分組編碼和線性生產(chǎn)，才會少出錯誤。具體措施如下：1)幕墻板塊打膠工況復(fù)雜，要分段多次延時進行;2)鋼材、玻璃、鋁合金、尼龍、橡膠等材料尺寸繁多，每組加工都必須在同一班次完成，否則容易混亂; 3)鋼結(jié)構(gòu)截面是英制規(guī)格，用材不多，只能自制;4)單元組合成巨大板塊，每個大板塊有數(shù)噸重，固定工裝，防水包裹，發(fā)泡保護，木板防撞，裝貨柜運輸固定等都必須精心策劃和執(zhí)行(圖 14);5)當(dāng)?shù)卮a頭到現(xiàn)場的特殊運載，使工地定位吊裝等都要在深夜進行，由于設(shè)計預(yù)埋件和接掛件靈活可調(diào)，加工精度有保證，所有吊裝到位后擰緊螺絲便安裝完畢(圖 15);6)內(nèi)部要求很細致，鋼結(jié)構(gòu)的加工和涂裝必須做到與內(nèi)裝一致，每個單元的幕墻都成了藝術(shù)品，不需要再做內(nèi)裝修了(圖 16)。

圖14 工廠加工好的8樓轉(zhuǎn)角大單元

圖15 現(xiàn)場大單元板塊每塊可單獨吊裝

圖16 幕墻內(nèi)框明晰的線條，是最好的內(nèi)裝飾

　　在建筑的七層以下，建筑師設(shè)計了一些與主體幕墻同樣構(gòu)造的工藝金屬架，由鋼結(jié)構(gòu)外包鋁合金構(gòu)成，架子全部用加強螺絲固定;這些架子用以裝飾前庭、放置綠色植物、區(qū)別商住區(qū)域、保護過路行人等。由于七層金屬架與主樓有 5m 至 10m 的距離，形成一個視覺寬闊的基礎(chǔ)，整幢大樓穩(wěn)重平衡，雜亂有序，和諧優(yōu)美后現(xiàn)代主義的建筑技藝表露無遺(圖 17)。

圖17 精美的外框架構(gòu)造是后工業(yè)時代的一道風(fēng)景

　　與大師合作，總有艱辛的經(jīng)歷或痛苦的折磨，如同新生兒的孕育過程。但是，工作過程中的激動、欣喜也是無可比擬的。我們自始至終都享受著與大師們一起設(shè)計創(chuàng)作的過程，共同感受著挫折、失敗、成功和美夢成真的那一刻。建筑設(shè)計是建筑師給建筑以靈魂、藝術(shù)和生命的過程，帷幕設(shè)計就是這個過程的關(guān)鍵之一。好的帷幕設(shè)計便是恰到好處地詮釋出建筑師的思想，為建筑塑造靈魂、構(gòu)建藝術(shù)。除此之外，帷幕設(shè)計還須在外觀、節(jié)點、材料選擇、生態(tài)節(jié)能、實用舒適度等各種關(guān)系中取得平衡。

　　其實，大凡有成就的建筑師都非常重視帷幕設(shè)計，他們把其看作是建筑設(shè)計中必不可少的部分，大師們通常有自己固定的顧問團隊(并非施工單位)，從建筑方案開始階段便全面介入設(shè)計，諸如玻璃配置、開啟面積、熱功計算、綠建標準、通風(fēng)采光、遮陽清洗、室外照明、造價控制等，都有清晰的說明和依據(jù)。而且，他們毫無保留地表達自己對外觀的要求，給出節(jié)點做法，因此，帷幕設(shè)計師唯有遵循建筑師的指引，以節(jié)點作為語言與建筑師好好交流，才能賦予建筑藝術(shù)和生命。