陈雷先生：超高层建筑表皮设计

 华东建筑设计研究院总院副总建筑师陈雷先生：大家中午好。我从建筑师的角度谈超高层的表皮设计。这张飞土地很多专家用到了，就是CTBUH预测，20座中中国大陆占了10座。中国超高层背后的原因有各种解读，其中有一条是可以解读的的，就是中国经济发展到一定水平后，有了物质需求，包括建筑技术和幕墙技术进步也达到了这个高度。

　　华东院也是从90年代开发起步的，这是我们院已经建成部分超高层建筑，也反应了一些有影响力超高层项目大部分还是合作设计为主，我们从自己的方面找原因，我们在整个超高层设计表达，特别是在超高层形式表现方面，也包括超高层的超高层表皮设计方面存在一定差距。

　　谈到超高层这个题目，还是要从形式开始，建筑设计从某种方面来说也是寻找形式的过程，包括对空间形体直感色彩等等。我的理解超高层的形式表现，从传统意义上来说，首先要反应建筑功能的空间要求，反应建造的结构逻辑，当然新材料，新技术的体现，成为超高层建筑强大的助推力。特别是当今数字技术发展改变了设计模式和审美方式，超高层不断突破结构和功能的束缚，也为自身拓展新的可能。可以预测的是3D打印技术的成熟，包括打印耗材的进步，对建筑业，包括幕墙行业会带来新的变化。

　　从形式构成方面，我们列了三个要求，一个是概念，一个是表皮，还有一个是形体。一个好的设计概念应该是出人意外，又在情理之中，留给人们一个出乎意料的深刻的印象。对表皮设计是基于建筑师对于材料的理解和使用，并通过技术的构造进行组织，是一种技术真实的建构，也是一种主观的审美感知。如果帖标签的话把表皮设计分成四大类，面状，线状，网状和不规则表提，常规来说有三个步骤，选取成型，放样和形体操作。基本平面是建筑形体的平面，不同的平面有不同的特殊效果，我们常常是有简单的建筑形体，一种图形放成，有时候有两个或者多个。一维是拉深，三维就是空间的变化，有复杂的数学函数甚至完全不规则的。我们的形体操作两种基本方法，就是叠加和切削。

　　接下来结合几个例子，以几个工程来谈一下超高层的设计。第一个是2004年和SN合作的南京紫峰大厦，这是当时方案和环境合成的效果图，现在从南京火车站出来可以看到实景。当时的设计概念也非常直白，就是选取了扬子江虎踞的盘龙，还有南京很有特点的地域元素。结合三角形的平面，塔楼的形体选取三角形进行竖向拉申，上面是酒店功能，标准层的平面相对缩小，形成了一个对台，在立面用切削，结合边庭和大堂形成一个玻璃凹槽，来引喻扬子江，蓝绿寓意的蟠龙。最后是实景照片，他没有用两种玻璃，而是用了两种不同方向的表皮实现了这个目标。

　　这个标准幕墙单元采用上下错格单元的锯齿，锯齿短边采用了穿孔铝板向内开尺做法，整个观影效果和反射变化是非常丰富的。这是室内照片，这个方式也解决了两个问题，一个是超高层高空赘物的安全防护问题，还有立面的整个开启以后，不影响整个塔楼的效果。超高层开启方式业带来负面的问题，我们目前超高层一般都是做全封闭的幕墙，然后加上机械的新风系统。当时设计的时候04年，03年SARS爆发，当时强调做开启扇，这个开口也加剧了热压差形成的验收效应，尤其是在冬季的时候，在一些超长形成的电梯，我们后续也有一个烟囱效应研究，在选择开启的时候还是要非常的慎重，可能需要投入专项课题研究，包括有一些专门的措施来方面。

　　这是紫峰大厦最后机理效果。第二个项目是武汉中心，也是一个438米搞的原创超高层项目。这是塔楼的竖向的功能构成，底部是大房群和房商业，蓝色的部分是办公，中区是公寓，高区是酒店，顶部是一个观光层。这是整个结构加强层的布局方案。设计概念也用了帆的概念，这是整个塔楼的基本的平面，以及塔楼形体的数字造型。这是当初我们设计的时候遇到比较大瓶颈问题，如果用尽可能的幕墙单元板块来拟合超级空间，我们设计团队和院里的数字团队和幕墙团队共同工作半年多时间，用数字微分办法解决这个问题。这是水平断数字微分统计，垂直段的设计微分统计。通过这种参数化建模方书，使得幕墙单元在建筑表皮上面可以精确定位。通过这个幕墙单元尺寸的调整，反过来可以修正这个形体。当初业主参观过紫峰大厦，武汉中心也选择双单元板块的组合形式，传统单元和开启扇玻璃组成的附加单元进行拼装组合，这是一个数字微分模型，也是通过3D打印分段打印，为了省钱打印了二分之一平面，通过一面镜子镜像得到完整的效果。

　　刚才说的怎么样把空间形体里面空间曲面板块，解析为竖象平面的标准板块和水平向的平面转换构件。这就是我们空间退台板块的构造示意图，红色的部分就是可调的水平转换构件，这是垂直板块的构造，这是悬挑板块的构造。当初的方案还考虑过通风性的方案，这是一个通风器的照片，最后因为造价原因，业主还是放弃了。

　　这是设备层和一些纱窗和轨道布置的研究。这个鸟瞰，反应斜切的塔灌，这是建筑师和结构工程师一起做的研究，不同的结构系统的建模。这是幕墙的板块定位研究，也是作为最后幕墙次结构的定位的依据，这是建模效果。这是幕墙内测结构和内测效果，这是顶部空间示意图，这些图虽然不是效果图公司完成的，由于反应了真实的结构和表皮的真实的建构的内容，整个的表现还是非常有说服力的。塔楼基座业主对石材有偏好，这是一个结点的详图和机座立面大样。这个模型看到群房跟塔楼是一个弱连接，一个相对独立的体量，根据群房不同功能做了玻璃石材和金属的表皮组合。群房开启方式用了平推的方式，这是群房面冷却塔设备的维护和通风的构造。目前这个项目已经施工到48层，包括所有幕墙的观察样板也得到业主的确认，由于对整个团队的信任，业主直接委托的相邻地块项目，包括另外一栋超高岑和武汉中心形成双子塔，还有酒店、商业、会展和办公的一些商业综合体。

　　这是苏州的超高层，也是一个双曲面塔楼，300米，还有一个是200米的公寓。竖向的低层是商业和办公，高区是酒店，在核心层是一个中庭，另外一栋全部是酒店式公寓。这个平面是办公的标准层，这是在酒店客房层平面，中庭每一层跟核心孔连接的廊桥，在隔层做了一个镜像位置转换，通过以后反射材料应用，形成非常绚的室内的效果。这是塔灌和塔底的模型，通过比较小心的切削和开槽手法，取得形体富有变化的效果。这是标准的幕墙单元板块，江苏对可再生能源利用有刚性要求，两种选择，一个是太阳能热水，一个是太阳能发电，这个项目想保住比较大的面积景观群房面，这个不选择太阳能发电，在塔楼向样面锯齿型的单位，做了光伏发电玻璃，在其他三个面，在相同的位置做了不锈钢材质。这个构造自己觉得，还是在这中间部位还有清洁报界，好在在可视部分是外庆玻璃，在室内视线还是能够保持非常好的清晰度。这是幕墙单元构造的示意图。这个是首层大堂的高透的锯齿玻璃。

　　最后一个项目是苏州绿地中心，在吴江，功能也是低区办公，中区酒店和高区的酒店式公寓。在酒店和酒店公寓当中有一个调控的中庭，但是两个中庭用楼板分开的。这是低区办公平面，也是非常饱满和有张力的平面。这是酒店的平面，中间有一个调控的中庭。屋顶平面，这是对整个幕墙板块划分的分析，因为也是一个空间曲面的形体，整个幕墙板块表皮也是存在着这样，可以看到在特殊的部位有大量的弯曲板块和异性板块，包括在形体转角用了热弯玻璃。这是整个建筑形体的几何数字定义，在办公标准层幕墙的建筑，这是构造的大样，也是非常干净利索的幕墙形式。层高是4.4米，可视部分是8850，阴影盒是150，在成间部位做了金属壁。地板采用了穿孔不锈钢的形式。这个就是中庭的酒店部分，两个山墙面的玻璃中庭。考虑了自然通风的设计，在凹槽的部位做了通风气。这是塔灌方案，收图也非常干净，非常肯定的水平天际线，通过放大图可以看到这些部位有大量异性板块。这是整个塔段的结构和玻璃幕墙的构造。

　　最后是大堂和雨棚的幕墙效果。最后回到前面说的问题，建筑师跟幕墙工程师的工作界面问题，我是这样理解的，建筑师要对整个建筑空间形体表皮的几何定义，要完成几何定义，包括材质、直感、颜色、色彩，幕墙设计师在这个基础上完成整个幕墙系统的建筑。当然这个工作两者之间可能会有交织，有冲突，甚至是有妥协，希望我们两个角色能够密切合作，能够打造更多的高品质建筑，谢谢大家。

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唐伦治：1942年生，创立重庆唐伦治建筑设计事务所，国家一级注册建筑师

蒋金珠 ：1981年生，毕业于河南理工大学。 10年工作经验，主创建筑师。

邓春妮：8年建筑行业工作经验,在职研究生. 建筑施工图负责人. 主创建筑师.

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