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【幕墙/实例】不一样的单元式幕墙设计!幕墙设计你想到了吗?

2015-8-20 浏览次数:461次 作者:万林

本文来源:门窗幕墙联盟吧

瑞士再保险总部大厦,外墙的建筑设计采用了很多当时的高新技术,即使现在看来也是技术含量很高的一栋建筑。单元式也是可以做得很灵活的。

英国-瑞士再保险总部大楼――一座精心设计的环保智能型建筑,优美而讲求高科技的杰作。

年份 :2004年

高度: 179.8米 楼层 50层

建筑师: 诺曼佛斯特(Norman Foster) / Ken Shuttleworth

地址:14-34 St. Mary Axe, London ENG United Kingdom

用途: 办公楼

奖项: 2004年英国史特灵奖(Stirling Prize)


位于英国伦敦“金融城”的瑞士再保险塔。绰号“小黄瓜”,是一座玻璃外观的尖顶摩天大厦,也是福斯特勋爵名作之一。这个子弹模样的房子,盖在伦敦内城,也就是伦敦金融城的中心地带,由赫赫有名的福斯特勋爵Lord Norman Foster设计,就盖在他老人家业务上最大的竞争对手罗杰斯勋爵Lord Richard Rogers 20年前设计的劳埃德大厦Lloyds Building旁边。2004年建成开业,引起了伦敦市民的相当矛盾的兴趣。

这房子名字不少。

官方名称:30 St. Mary Axe 圣玛丽斧街30号

业主名称:Swiss Re’s London Headquarters 瑞士再保险公司伦敦总部(该公司其实只占用了该房子的2-15楼,其余的20来层用于出租,目前还有相当部分尚未租出)

通称:Swiss Re Tower 瑞士再保险塔

绰号:Gherkin 腌黄瓜

“腌黄瓜”,位于伦敦圣玛丽阿克斯大街30号的瑞士再保险总部大楼,高179.8m,楼层50 层,螺旋式外观,获得2004年的RIBA斯特林大奖,被誉为21世纪伦敦街头最佳建筑之一。是一座十分杰出的建筑物,不但外型优雅,而且讲求高科技与环保,可说是未来建筑的典范。

大厦首两层为商场,最顶的二层是360度的旋转餐厅和娱乐俱乐部。每层的直径随大厦的曲度而改变,直径由162尺至185尺(17楼),之后续渐收窄。

大楼的中央是巨大的圆柱形主力场,作为大楼的重力支撑。大楼表面由双层低反光玻璃作外场,减少过热的阳光。里面有六个三角形天井,作用是增加自然光的射入,因为大楼的旋转型设计,所以光线并非直接照射,光线由每层旋转型的楼层则照,有散热的功能。另一方面,新鲜空气可以利用每层旋转的楼层空位,通遍全座大楼。

大楼采用了很多不同的高新技术和设计,是现今业界的突破,发展商能不介意巨大的建筑费用,使这座建筑力作能成为现实。可以这样说,它最吸引人的地方,不是它的名字喝外观,而是它较同样的建筑节能一般以上。它除了使用很多的节能招数外,还尽可能地采用自然条件采光和通风。大楼配备有由电脑控制的百叶窗;楼外安装有天气传感系统,可以监测气温,风速和光照强度。在必要地时候,自动开启窗户,引入新鲜空气。按照著名的LEED评级制度,从场址规划的可持续性,保护水质和节水,能效和可再生能源,节约材料和资源,室内环境质量等五个方面,对“腌黄瓜”进行评估打分,“腌黄瓜”得分可达39分的绿色“黄金”级。这种新的设计探讨,从长远来说是一个有利可图的发展。

这栋大楼由英国著名建筑师佛斯特(Norman Foster)及其手下的名将Ken Shuttleworth设计。

1990年代末的伦敦,福斯特建筑师事务所开始在伦敦传统城区的敏感地带为瑞士再保险公司(Swss Re)进行一项建筑概念设计。一项跨越世纪的宏大工程拉开了序幕,15年来伦敦的天际线将第一次被大幅度地改动。

当我们试图回顾瑞士再保险公司大厦的建造,请不要忘记这样一幕;这座大厦以一次爆炸事件和拆解另一座曾经辉煌的建筑为契机。1992年爱尔兰共和军在伦敦老城区引爆了炸弹,少有人员受伤,却严重毁坏了建于1903年的波罗的海贸易海运交易所(The Old Baitc ‘Exchange),1998年该建筑被拆毁。这样,历史、民族、政治、商业利益诸方面因素在伦敦传统金融中心的心脏地带为福斯特提供了一项建筑杰作应有的良好舞台。”……将这样导向性的原则实施于波罗的海贸易海运交易所旧址的文脉中……”.诺曼福斯特勋爵(Sir Norman Foster)对该项目的陈述中如是提及。毁灭与建造如此戏剧性地联系在一起。当我们探讨Swiss Re的建筑技术时,请不要忘记启动这一切的那枚炸弹。


生态螺旋

2004年后,这个高达1 80m、40层的庞然大物以优雅的曲线形身姿挺立在伦敦。在其设计的最基本原则中,生态、环境友好是一切的出发点。该建筑号称伦敦第一座环境摩天楼 (London‘s first environmenta skyscraper),预期将比同等规模的办公建筑节能50%,其外部形态所体现的每一点不同于传统高层的独特之处几乎都是建筑师为实现这样的目标而作出的安排。

这座大厦最被伦敦人熟知的名号既不是瑞士再保险公司也不是玛利埃克斯街30号,而是一个可爱、形象的比喻――”酸黄瓜”(Gherkin) 虽然建筑理论家查尔斯?詹克斯(C?Jencks)先生努力证明这样的体量与字源建筑学之间的关系,但现实地说。这主要出于两方面的考虑:

一,曲线形在建筑周围对气流产生引导,使其和缓地通过,这样的气流被建筑边缘锯齿形布局的内庭幕墙上的可开启窗扇所”捕获”.帮助实现自然通风;

二,避免由于气流在高大建筑前受阻, 在建筑周边产生的强烈下旋气流和强风。这正是很多高层建筑周边环境恶劣的重要原因。福斯特具体入微地实践了对周边环境的关照,尽力减小巨大建筑物给人带来的不适。出于这样的原因,其形态经过电脑模拟和风洞试验,由空气动力学决定。

因此,福斯特”’相信具有自然生长的螺旋形结构并随气候变化开合的”松果”是一个比“酸黄瓜”更贴近其原理的比喻。这种流质塑性似乎是当今建筑界的一大趋向,就像很多建筑师试图在建筑流线布局中表现一种流质和模糊状态一样(如扎哈?哈迪德的罗马博物馆和FOA的横滨码头)。实际上,这标志着他们对非固定形态的建筑隐性要素,如气流、人流的态度发生了变化,从简单几何学的生硬规定到复杂形态。在设计概念中,被动因素和决定因素发生了位移,对于建筑的造型不再有习惯的假设.设计中原先被限定的对象更积极地成为了固化构型的原动力。

与松果上自然生长的螺旋线一样,在瑞士再保险公司的表面分布着螺旋形结构的暗色条带。如上所述;建筑周边气流被内庭幕墙的开启扇所捕获之后,在空气动力学曲线所带来的上下楼层间的风压差的驱动下。沿螺旋形排布的被分隔为1层或6层的内庭中盘旋而上。这样的自然通风手段可以使该建筑每年减少40%的空调使用量。所以.立面上的6条深色的螺旋线所标示的是6条引导气流的通风内庭,明确地体现了建筑内部的逻辑。这些内庭的作用远不止一个大号通风井,它们同时也是该建筑得以使用自然光照明的采光井和使室内保持视觉上、感官上联系,打破层与层界限的共享空间。所以无论是在表皮,还是在建筑内每层平面的布局中.这样的螺旋状排布都扮演着极其重要的角色。为了更好地说明问题,有必要探究一下楼层平面布局。

与福斯特的另一项重要工程-伦敦市政厅(City Hall)比,虽然都是以曲线构成的建筑,福斯特强调瑞士再保险公司没有平面上的所谓轴线。除了底层商业入口和顶层餐厅.建筑各层平面是一组轴对称的渐变相似形庀们之间均以从底到顶的这根螺旋线所确定的角度发生偏转。办公层中每一层的平面都由围绕核心均匀排布的6个分枝组成。在一个标准的楼层平面中.中心部分是楼梯、电梯、消防电梯、卫生间和其他辅助用房组成的核心筒,其中也包括为整个楼层所公用的会议室。核心筒外是作为交通空间的环形区域,这一区域将人流疏散到6个向外的分支中去.每个分支就是一个相对独立的办公区。在办公区之间,形成三角形的内庭。6个这样的内庭在水平上呈锯齿形均匀排布.贯穿1层或 6层;各层之间螺旋形错动,形成扭转的通高空间,为办公室提供交流、休憩的场所。

同时更是办公空间的采光井和通风口。内庭的布置使建筑与自然元素有了更大的接触面.是自然对人工的穿透。这样的内庭为建筑提供了最大化的阳光透入,减小了人工照明的需求。配合光照度和运动感应器.防止一切不必要的照明.减少能源消耗和制冷负荷。由于自然通风和照明的引入,瑞士再保险公司达到了令人瞠目的节能指标。建筑研究组织(BRE)对于低能耗混合模式办公建筑的指导耗能指标为175kwh/m2,而瑞士再

保险公司被预测将打破25kwh/m2。


幕墙技术

该建筑与外界相交的边界实际上由两种不同性质的空间组成,同质空间盘旋向上,而这就是幕墙上色泽深暗的螺旋线的由来。在对曲线形的外立面作了可能的简化处理之后。外围护结构被分解咸5500块平板三角形和钻石形玻璃。数干版块构成了一套十分复杂的幕墙体系,这套体系按照不同功能区对照明、通风的需要为建筑提供了一套可呼吸的外围护结构,同时在外观上标明了不同的功能安排,使建筑自身的逻辑贯穿于建筑的内外和设计的始终。简而言之,除顶部餐厅特制的水泡形玻璃外。

这套系统包括两个部分:办公区域幕墙和内庭区域幕墙。办公区域幕墙由双层玻璃的外层幕墙和单层玻璃的内层幕墙所构成。在内外层之间是通风空道,并加有遮阳片。通风空道起到气候缓冲区的作用,减少额外的制冷和制热。螺旋形上升的内庭区域幕墙则由可开启的双层玻璃板块组成.采用灰色着色玻璃和高性能镀层来有效地减少阳光照射。


从结构方面来说,瑞士再保险公司的幕墙还有一个不同寻常之处。其幕墙直接支承在作为承重结构的建筑外围的斜向钢架之上,所以.从某种程度上这是一种自承重的幕墙体系.并且幕墙支撑结构与核心筒一起参与建筑受力。外围钢架可以被看成互相套合的六边形。这样实际上组合成若干个三角形支撑。这是一套与传统摩天楼基于垂直梁柱体系完全不同的受力结构。

荷载不是从上到下地垂直传递。而是从三角形的顶点沿两边分散传递.若干个三角形相叠加套合,形成富勒(B?创,er)球般坚固的网络化的受力体系。在遇到特殊的事件或变故时.这套体系被认为会具有更强的抵御能力。

除了平面布局和幕墙设计等建筑化的手段,福斯特试图在更加策略化的方面推进可持续发展的环境建筑设计理念。例如使用天然气这种清洁能源作为建筑燃料;在所有可能的地方使用低能耗照具;非中心化。分楼层地根据需要提供和控制的机械通风,比供给整座建筑的中央式系统减小了能耗;进而在城市尺度的考虑中对交通系统做出了一些比较激进的改革。如尽量依靠基地周围成熟的公共交通体系,减少对私车的依敕底层提供比最低标准大三倍的自行车准备区域,其中包括淋浴和更衣设施.鼓励使用替代性的交通方式;建筑中除残疾人车位外不提供私家车泊位。


脑的联网

对于这样一座建筑.我们可以想见其建筑设计是怎样的一个庞大的系统.设计工作是如何的艰辛。事实上.由于大量生态技术的使用和由之而来的非常规的结构方案.决定了福斯特建筑师事务所不可能独自承担全部的设计工作。这样的设计必然是广泛合作的产物。这需要感谢健全的顾问协作机制。从设计的开始,希尔森莫伦有限公司、BD5P合作体、AmP结构工程师事务所等一批各专业事务所就参与到建筑的设计中来。例如机械电子工程师事务所希尔森莫伦有限公司为建筑师提供了详细的图解化的建筑微观环境分析,为建筑环境提供可持续发展的工程解决方案。对于建筑有可能的受热、风压.根据计算机模拟建模研究提供设计发展修改的依据。建筑师、环境工程师、结构工程师通常以两周为一个配合周期,互通情况.协调进度,分配工作。在这样的工作流程中,建筑师通常是设计构思的提出者.提出对建筑问题的解决方式环境工程师提供具体计算,安排在这样的方式下的可行性,并提供量化指标;工程师以该解决方案为依据.提出结构形式,进行结构计算。例如,在该方案中,建筑师提出在建筑周边布置内庭提供自然光照和通风,环境建筑师根据建模模拟验算方案的有效性.并对内庭所需尺寸提供建议;建筑师从建筑设计角度考虑这样的尺寸是否可以接受,如果有问题,和环境建筑师协商调整解决方案;最后结构工程师考虑如何实际地建造,并且将结构方案反馈给建筑师取得意见。这样多方面反复互动.并听取业主意见.完成设计流程。


技术损益论

瑞士再保险公司是一个在技术上很有探索性的项目。当某种建筑类型刚发展的时候,问题往往集中在技术方面,集中在怎样建造:当这样的技术成熟了.被广泛应用了.它才真正地参与到生活环境的塑造之中.对个人行为现实发生影咐进而对社会的影响也显现出来.形成所谓文化。所以瑞士再保险公司对于技术的侧重也间接显现了生态高层技术还在探索之中:探讨是要付出代价的,这一点瑞士再保险公司也不能逃避:代价首先是经济上的,到现在为止.甚至很难搞清楚在这个.5 亿英镑(约13亿人民币)的项目上实际究竟花了多少钱。这样的高造价带来的问题之一就是建成后租金的居高不下,进而造成空置率偏高,管理方试图将楼层分隔以适应中小租户市场.会对原设计气流有阻碍.将迫使某些楼层使用较多的机械通风,这显然诡秘地背离了生态建筑的原意;‘‘所以激进一些的评论甚至说,最生态的高楼就是不要建这样的高楼其次,按生态逻辑设计的平面布局给室内设计及其他方面配合造成了极大的挑战。

当然这样的挑战有时也是一种推动力,比如外立面的曲线形状就促生了一套结合环轨吊栏和云梯平台的复杂清洗机械.还有,该建筑的曲线轮廓对伦敦天际线造成的影响也受到一些人的非议,这恐只有历史来作答了。

“依靠这些环境友好手段。福斯特试图创造一个拥有日照、自然通风,保持对外部认知的工作环境:”以这样的方式,瑞士再保险公司给自己设置了一道难题,它试图把热工效能有限的玻璃、钢铁和生态建筑的要求结合起来。在天才的伦敦建筑界各种专业人员的努力下,在健全的建筑设计机制的协调中,在客户雄厚的资金支持和对建筑理念理解的基础上,在气候条件不十分苛刻的伦敦成功地解开了这道难题,推动了生态建筑设计和技术的发展 这一矛盾性的原初目的带来了特殊的外观,引起了公众广泛的兴趣,甚至成为伦敦的一个大众文化现象 为推动这样的趋势,技术也不仅仅用来解决如何建成的问题,甚至被运用为主动制造公众舆论的方式,比如在建筑顶部设置的激光投射秀?这也可以被看作技术的另外一条路吧,一种时代广场式的幻影技术:从社会意义上说,技术有时具有超过其本来目的的回报,抢占技术制高点可以谋取超高的附加值;


生态之解

瑞士再保险公司在众多方面出众的表现使其成为无可否认的今日建筑明星,也将在建筑历史中留下其身影:今日我们可以在此设司,若干年之后,当我们回望 21世纪的建筑历史,瑞士再保险公司会是生态建筑历史上开辟道路的先贤,还是建筑长河中生态高层廖若星辰的孤例,生态高层建筑的思路是一味济世的良药还是执于歧路的一道偏题,无论如何,瑞士再保险公司以无比自信的优雅俯瞰着伦敦川流不息的人群,沐浴在昼夜更替的晨昏光晕之中。

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