連日來,玻璃幕墻的安全問題成為公眾關(guān)注的焦點。有著高樓“水晶外衣”之稱的玻璃幕墻,究竟“脆”在何處?在我們?nèi)找嬷匾暪?jié)能、環(huán)保的今天,城市需要怎樣的“肌膚”?專家給出自己的見解。
玻璃幕墻有“軟肋”
所謂玻璃幕墻,就是用鋼結(jié)構(gòu)作骨架點,由金屬構(gòu)件與玻璃板組成的建筑外圍護結(jié)構(gòu),將玻璃材質(zhì)透光性好、耐久性高的特點與建筑設(shè)計理念充分融合。1917年,在美國舊金山建造的哈里德大廈,首次采用了玻璃幕墻。
同濟大學(xué)上海防災(zāi)救災(zāi)研究所艾曉秋博士,目前正針對城市高層建筑群中玻璃幕墻結(jié)構(gòu)的風(fēng)災(zāi)破壞進行研究,此研究也是該所與上海市氣象局合作研究的重要內(nèi)容。她指出,這項技術(shù)在誕生之初,也與其他新技術(shù)一樣,源于物理理論、材料以及建筑工藝的聚合創(chuàng)新。然而,任何一項技術(shù)都不可能十全十美,在其推廣和應(yīng)用過程中,玻璃幕墻的“軟肋”也逐漸顯現(xiàn)。
其一,在數(shù)百米的高樓上,風(fēng)速較地面會有顯著增大。建筑表面風(fēng)壓大小與風(fēng)速平方成正比,如此大風(fēng)日夜不停沖擊下,要將建筑主體結(jié)構(gòu)、幕墻框架受力控制在安全范圍內(nèi),并不容易。而另一方面,部分玻璃幕墻在設(shè)計之時,出于美觀、成本等考慮,跨度較大、承重點分散,同時玻璃面板材料的剛度較低,易發(fā)生脆性破壞。
其二,從時間上說,我國的玻璃幕墻技術(shù),處于“應(yīng)用早于管理、先用于工程后健全規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)”的狀態(tài)。1983年,從北京長城飯店和上海聯(lián)誼大廈采用玻璃幕墻起步,國內(nèi)新建高層建筑越來越多披上了“水晶外衣”。而相關(guān)工程技術(shù)規(guī)程及規(guī)范條文等,直到上世紀(jì)90年代以后才相繼頒布。
其三,從空間上說,相當(dāng)一部分采用玻璃幕墻的高層建筑呈現(xiàn)“群居”狀態(tài)。高樓林立產(chǎn)生的“樓群風(fēng)”,建筑表面須承受的風(fēng)壓極可能瞬間增大數(shù)倍,這對玻璃幕墻的設(shè)計、施工、維護等各環(huán)節(jié)都提出了相當(dāng)高的要求。
“漢考克之痛”引反思
許多建筑師都知道建筑史上有名的 “漢考克之痛”——
1971年建成的波士頓漢考克大廈,60層240余米的建筑,外墻全部用淺藍色的鍍膜玻璃,整座大廈宛如一面巨大的明鏡,聳立在城市中心。陽光在鏡面上折射反照,時移景異,變幻無窮。建成之時就贏得贊譽無數(shù),成為現(xiàn)代建筑成功應(yīng)用玻璃墻的一個范例。然而,這一轟動歐美的摩天大樓在建成后不久,就陸續(xù)出現(xiàn)玻璃外墻破裂,1973年的一次風(fēng)暴就吹壞了數(shù)十塊玻璃,碎玻璃落下來又砸壞了其他玻璃,大廈一度千瘡百孔,損失重大。
越來越多業(yè)內(nèi)專家由此反思,玻璃幕墻技術(shù),為建筑帶來設(shè)計之美的同時,是否也伴生了其他消極因素?
中國土木工程學(xué)會高聳結(jié)構(gòu)委員會主任委員、同濟大學(xué)建筑工程系博導(dǎo)馬人樂坦言,相較于石材、金屬板等常見外圍護結(jié)構(gòu)材料,采用常規(guī)玻璃幕墻的建筑能耗往往要高出一倍。2005年開始實施的我國首部《公共建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)》中明確:“建筑每個朝向的窗(包括透明幕墻)墻面積比均不應(yīng)大于0.70?!惫?jié)能與否,已成為如今玻璃幕墻發(fā)展的一道高“門檻”。
同時,玻璃幕墻引發(fā)的光污染也進入了公眾視野。其反射產(chǎn)生的眩光進入高速行駛的汽車內(nèi),可能造成人的突發(fā)性暫時失明和視力錯覺,進而引發(fā)交通事故。為此,國內(nèi)外不少地方已經(jīng)制定法規(guī),對道路兩側(cè)建筑采用玻璃幕墻采取嚴(yán)格限制、謹(jǐn)慎審批的措施。
高樓選“外衣”眼光當(dāng)放寬
馬人樂指出,玻璃幕墻應(yīng)用不應(yīng)因噎廢食。目前,國內(nèi)外正開展大量研究,致力于提升這一技術(shù)的安全性和環(huán)保性。而隨著管理法規(guī)的不斷完善,相信它依然是建筑設(shè)計中的美麗要素之一。
與此同時,在建筑設(shè)計領(lǐng)域,選擇大樓“外衣”材料的眼光能否放得更遠更寬,讓更多綠色環(huán)保新技術(shù)為城市增光添彩。去年落幕的上海世博會上,來自全球的新技術(shù)展示為人們打開了一扇新窗。如日本館的超輕“膜結(jié)構(gòu)”,這層膜白天能透過陽光,還能利用太陽能發(fā)電,讓建筑物在夜晚閃閃發(fā)光。在“膜結(jié)構(gòu)”的外表,還形成一層“水膜”,引入陽光減少照明用電,可強化冷暖空氣的流通,減少空調(diào)能耗。再如,澳大利亞館外表運用了用鋼鐵煉成的新材料——深棕色的耐候鋼,在大氣中具有優(yōu)良的抗蝕性能。
透過玻璃幕墻,我們也許應(yīng)該好好做一道思考題:城市,究竟需要怎樣的“肌膚”?怎樣的都市家園才是宜居的、與自然相和諧的?美麗卻易碎的“水晶之城”顯然不是唯一的答案。綜合考量舒適、美觀、安全、可持續(xù)發(fā)展,是城市建設(shè)的一大要義。