【門窗幕墻網】建筑帷幕，是建筑師和帷幕設計師為建筑而精心設計的時裝。

　　讓?努維爾 (Jean?Nouvel) 曾經說過：“建筑的將來不是建筑的”，他認為不應該把建筑看作是獨立的個體，而應該與復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境下建成的，建筑師必須尋找這種特殊因素的規律性才能面對當代的材料技術的發展和豐富多彩的地域文化，給建筑以真正的藝術和生命。建筑外帷幕就是這個建筑的藝術和生命!筆者曾與讓?努維爾大師及其團隊合作設計了紐約十一大道 100 號項目的帷幕，在此回顧幕墻設計過程，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境特征，外帷幕總是設計得別具心裁，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，其目的是與周圍環境相稱。卡塔爾的多哈塔(圖 2)是用多層次領結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，這些帷幕個性化設計的作品都成為有強烈生命力的建筑藝術品。

圖2 卡塔爾多哈塔

圖3 多哈塔的多層次領結遮陽裝置

　　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 月筆者以帷幕設計師的身份在巴黎與努維爾討論多哈塔的實施設計，偶然間看到了努維爾紐約十一大道100 號公寓的設計方案，它真的如同在說夢話(讓?努維爾說自己許多好的構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，便讓帷幕設計師和工程師生不如死……

幕墻配置大小不同，產生很多種工況

　　傾角方向、傾角大小的建筑設計標示

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，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，只是窗的形態有點變化而已。這種無序的、錯位的建筑形態，正是建筑解構主義中的極端，它無法量產，難以模塊化，很難從現代材料和加工技術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成，幕墻采用單元式構件（詞條“構件”由行業大百科提供）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)的豎向寬度分縫，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、左側向、右側分成 4 種狀態;把 32 種窗口分格尺寸按照窗口布局變化分成 72 種工況;根據它們的旋轉方向，對因上、下、左、右位置變化引起的方向混亂進行調整;又基于不同的旋轉角度調整和規定各種位置影像反射的方向角度再把玻璃本體材質色系分成綠、藍、灰 3 種;最后根據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°多次反復旋轉，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，經過排列組合，便有數百種板塊效果了。這種規則約定、可控有序的設計，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，既沒有相應的軟件進行參數化設計，也沒有參數化設計的數據基礎，只能以表格進行設計和定位(圖 7)。

圖5 各幕墻單元間的分格及其關系

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，就是幕墻框的節點設計問題。每一個玻璃板塊基底部的鋼結構（詞條“鋼結構”由行業大百科提供）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。這是一個隱性設計加工難題，它的難度在于工藝不外露，而且構造位置非常狹窄，在這個參數化軟件又不適合和無能為力的項目中，結構設計、防水設計、加工工藝設計、安裝工藝設計都無法施展(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，如此又高又窄的幕墻構造如何實現?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，做出的模型質量和外觀標準要求相去甚遠。由此可見，現在項目的難點轉移到加工上了，關鍵是設計一套加工可以操作的工藝技術，讓不同角度的玻璃能穩定地鑲嵌進 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計處理，讓交會角的內邊相交，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”由行業大百科提供）。這個做法得到了讓?努維爾的可(圖 11)。經過多次設計和生產的反復多次試驗后完成幕墻結構、節點、材料、加工和施工工藝的設計測評工作，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構部分和角度變化的固定裝飾部分材料的關系，把內外兩層組件分別設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 預裝--整體切角--拆開--組框--裝玻璃、合板塊

　　紐約當地安裝工人費用極其昂貴，現場又沒有堆場、停車、加工的地方，所以必須做成巨大單元板塊構件現場吊裝。另外工程圖文資料必須使用英制標注、英制鋼材、美國生產標準(項目為法國設計師、美國工程)，以配合整套設計圖紙的完成，這些都使習慣十進制中國標準的我們感覺萬般不暢順。盡管設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計的人文關懷是通過一個個細節來實現的。

圖13

　　在生產過程中，帷幕設計師經常在工廠檢驗加工工藝，指導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，才會少出錯誤。具體措施如下：1)幕墻板塊打膠工況復雜，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)鋼結構截面是英制規格，用材不多，只能自制;4)單元組合成巨大板塊，每個大板塊有數噸重，固定工裝，防水包裹，發泡保護，木板防撞，裝貨柜運輸固定等都必須精心策劃和執行(圖 14);5)當地碼頭到現場的特殊運載，使工地定位吊裝等都要在深夜進行，由于設計預埋件和接掛件靈活可調，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)內部要求很細致，鋼結構的加工和涂裝必須做到與內裝一致，每個單元的幕墻都成了藝術品，不需要再做內裝修了(圖 16)。

圖14 工廠加工好的8樓轉角大單元

圖15 現場大單元板塊每塊可單獨吊裝

圖16 幕墻內框明晰的線條，是最好的內裝飾

　　在建筑的七層以下，建筑師設計了一些與主體幕墻同樣構造的工藝金屬架，由鋼結構外包鋁合金構成，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、區別商住區域、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，整幢大樓穩重平衡，雜亂有序，和諧優美后現代主義的建筑技藝表露無遺(圖 17)。

圖17 精美的外框架構造是后工業時代的一道風景

　　與大師合作，總有艱辛的經歷或痛苦的折磨，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計創作的過程，共同感受著挫折、失敗、成功和美夢成真的那一刻。建筑設計是建筑師給建筑以靈魂、藝術和生命的過程，帷幕設計就是這個過程的關鍵之一。好的帷幕設計便是恰到好處地詮釋出建筑師的思想，為建筑塑造靈魂、構建藝術。除此之外，帷幕設計還須在外觀、節點、材料選擇、生態節能、實用舒適度等各種關系中取得平衡。

　　其實，大凡有成就的建筑師都非常重視帷幕設計，他們把其看作是建筑設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計，諸如玻璃配置、開啟面積、熱功計算、綠建標準、通風采光、遮陽清洗、室外照明、造價控制等，都有清晰的說明和依據。而且，他們毫無保留地表達自己對外觀的要求，給出節點做法，因此，帷幕設計師唯有遵循建筑師的指引，以節點作為語言與建筑師好好交流，才能賦予建筑藝術和生命。