一、什么是動(dòng)態(tài)建筑和動(dòng)態(tài)幕墻
根據(jù)使用功能或使用要求,能夠改變建筑形態(tài)和建筑色彩的建筑稱之為動(dòng)態(tài)建筑。根據(jù)使用功能或使用要求,能夠改變形態(tài)和色彩的建筑幕墻稱之為動(dòng)態(tài)幕墻。動(dòng)態(tài)幕墻是動(dòng)態(tài)建筑的一種,是動(dòng)態(tài)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的建筑,根據(jù)可以通過(guò)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)而改變形態(tài)的建筑形態(tài)也可以利用構(gòu)件本身或利用構(gòu)件與周圍環(huán)境的物理化學(xué)作用改變建筑色彩和形態(tài)。目前已建成有北京天亞花園和中國(guó)國(guó)家電力大樓的屋頂游泳池的開(kāi)合屋頂,北京大廈為了防止“非典”,加強(qiáng)自然通風(fēng),將原建筑固定屋頂改造為開(kāi)合屋頂都是動(dòng)態(tài)建筑和動(dòng)態(tài)屋頂;陽(yáng)光大廈由一系列微微褶皺的水晶般平面從各自不同角度吸收和反映陽(yáng)光,以一個(gè)傾斜立軸上升,在塔尖達(dá)到頂點(diǎn),由此而形成隨陽(yáng)光照射方位不同而不斷變化建筑形態(tài)的動(dòng)態(tài)建筑和動(dòng)態(tài)幕墻。
動(dòng)態(tài)建筑和動(dòng)態(tài)幕墻已超出常規(guī)建筑學(xué)和建筑工程學(xué)的范疇,成為一項(xiàng)系統(tǒng)工程,需要建筑師、結(jié)構(gòu)工程師和幕墻工程師熟悉機(jī)械傳動(dòng)原理,了解機(jī)械加工、裝配以及物理、化學(xué)和自動(dòng)控制等相關(guān)學(xué)科專業(yè)的知識(shí),需要多學(xué)科的協(xié)調(diào)、各專業(yè)的通力合作。動(dòng)態(tài)建筑與動(dòng)態(tài)幕墻在三維空間中引入了時(shí)間,在功能及美學(xué)上具有獨(dú)特意義,可以稱其為“四維建筑”。靜與動(dòng)、封閉與開(kāi)放、收斂與張揚(yáng)、空間和時(shí)間,使建筑和幕墻更具鮮明的音樂(lè)韻律,改變了傳統(tǒng)建筑和幕墻終身不變的形態(tài)和色彩,拓寬了建筑和幕墻的新視野和新技術(shù)。對(duì)現(xiàn)代建筑和幕墻的實(shí)踐和理論是一種補(bǔ)充和拓展,有著獨(dú)立的價(jià)值和意義。在國(guó)外,已建成一些標(biāo)志性動(dòng)態(tài)建筑建成,但尤以體育場(chǎng)館的開(kāi)合屋頂較多,另有專文淺介,本文探討性簡(jiǎn)介幾個(gè)動(dòng)態(tài)幕墻案例:
二、多媒體動(dòng)態(tài)幕墻
案例:上海震旦大廈
上海震旦大廈的19層到33層玻璃幕墻上裝有LED多媒體系統(tǒng),白天是金色外觀,晚上為各種動(dòng)畫(huà)或廣告,臨江而立,亮麗耀眼是多媒體動(dòng)態(tài)幕墻。
上海震旦國(guó)際大樓位于上海市浦東新區(qū)陸家嘴金融貿(mào)易區(qū),面臨黃浦江。整個(gè)項(xiàng)目分為主樓、副樓、主副樓連廊、廣告塔,地上45層,高度180m,建筑面積103386㎡,為多功能綜合性商務(wù)樓。由震旦國(guó)際大樓上海有限公司投資興建,上海建工設(shè)計(jì)研究院進(jìn)行建筑設(shè)計(jì),上海建工集團(tuán)第四建筑公司土建總承包,并由臺(tái)灣漢宗股份有限公司承擔(dān)幕墻設(shè)計(jì)及主材料供應(yīng),由沈陽(yáng)遠(yuǎn)大幕墻公司負(fù)責(zé)輔料、加工、組裝及現(xiàn)場(chǎng)吊裝。幕墻總面積35000㎡。幕墻全部采用預(yù)組半橫滑單元式系統(tǒng),具有良好的抗地震位移及防水功能。幕墻裝飾面材為金色、銀色反射及透明中空全鋼化玻璃,具有良好的隔聲隔熱效果。工程西立面單元幕墻(主立面,面向黃浦江)19層至33層采用LED多媒體系統(tǒng),該系統(tǒng)與其他LED多媒體系統(tǒng)的最大區(qū)別是LED發(fā)光二極管位于玻璃幕墻玻璃內(nèi)側(cè),白天外視效果為正常建筑幕墻效果,看不到LED發(fā)光二極管,只有到晚上LED打開(kāi)并播放多媒體程式時(shí)才可見(jiàn)在夜幕中各種巨幅廣告、動(dòng)畫(huà)。而且該系統(tǒng)的照明亮度恰好掩蓋掉晚間從樓層采光區(qū)透出的照明光線,不見(jiàn)絲毫的干擾與混淆。采用的是一種新型裝飾玻璃,利用鍍膜玻璃的導(dǎo)電性能加工成透明電路并配以白光、藍(lán)光LED、專用漿料等,用激光技術(shù)合成。遠(yuǎn)看玻璃是整塊亮,實(shí)際是分布均勻的點(diǎn)狀LED冷光源,不發(fā)光時(shí)和常見(jiàn)的鍍膜玻璃是一樣。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意LED的防水、可拆換性及在吊籃中布線的可操作性。
三、通風(fēng)調(diào)溫動(dòng)態(tài)幕墻
案例:德國(guó)北來(lái)菌威斯特伐置利亞蘭德科技園(Science Park.)
該建筑臨湖一面(西側(cè))設(shè)了一面巨大的玻璃幕墻,玻璃幕墻可以根據(jù)季節(jié)變化而調(diào)整:冬季,所有的幕墻玻璃是關(guān)閉的,‘溫室效應(yīng)’使室溫增加;夏季,下面4.5m高、7m寬的玻璃幕墻玻璃可用計(jì)算機(jī)控制的馬達(dá)打開(kāi),使“拱廊”的室內(nèi)能夠享受湖面的空氣,并降低室溫,為通風(fēng)調(diào)溫動(dòng)態(tài)幕墻。
四、雙層玻璃動(dòng)態(tài)幕墻。
案例:德國(guó)柏林得比斯大廈(DebiS Building)
得比斯大廈位于柏林波茨坦廣場(chǎng),高85m,由皮阿諾(Renzo Piano Building Wokshop)設(shè)計(jì),1998年完工,是一種雙層玻璃動(dòng)態(tài)幕墻,內(nèi)層玻璃可開(kāi)啟,外層玻璃百頁(yè)可部分開(kāi)啟或全開(kāi),便于良好自然通風(fēng),外層玻璃百頁(yè)全閉,則是雙層結(jié)構(gòu)玻璃幕墻。
五、動(dòng)態(tài)光電動(dòng)態(tài)幕墻
案例:ZED工程
ZED工程的外層光電板可隨太陽(yáng)光的入射角度而轉(zhuǎn)動(dòng),使其達(dá)到最大的發(fā)電效率;當(dāng)光電板全開(kāi)或部分開(kāi)啟,既能發(fā)電,又能遮陽(yáng)和良好自然通風(fēng);當(dāng)光電板全閉,是雙層結(jié)構(gòu)的光電動(dòng)態(tài)幕墻。
六、變色動(dòng)態(tài)幕墻——紐約42大街的新攝影棚
案例:美國(guó)紐約42大街的幕墻。
變色幕墻是另一種形式的動(dòng)態(tài)幕墻。美國(guó)紐約42大街的新攝影棚的幕墻是一種嘗試。紐約百老匯42大街的轉(zhuǎn)角處,行人每晚都可享受獨(dú)特的景觀:戲院外墻的霓虹燈、街區(qū)的商標(biāo)以燈光設(shè)備的形式反射在閣樓與辦公大廈的外墻上。鋼肋片從街道外墻結(jié)構(gòu)前面的樓板上懸掛下來(lái)。發(fā)光外表的不銹鋼百葉固定在這些鋼肋片上。百葉細(xì)孔的外表將光線分散在幕墻的周邊并且反射到附近街區(qū)空間。豎向的鋼截面與凹入的平衡梁將結(jié)構(gòu)分為間隔的區(qū)域。在白天,外墻只通過(guò)三束白色的燈光來(lái)照明,但是晚上,多層的燈光外表開(kāi)始浮現(xiàn)。
在晚上,半透明的帷幕拽下,燈光均勻的照射在帷幕上,為外界的各種顏色提供了變幻的演戲舞臺(tái)。每個(gè)幕墻區(qū)域都分配了一種單獨(dú)的顏色作為它們的基本照明,在這基本顏色之上可以增加三種顏色。入口區(qū)域上面的屏幕是用三種不同的重疊照明系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行激活的。使用了300多個(gè)燈座,使用電腦裝置混合256種顏色,可以達(dá)到500種顏色。燈光的轉(zhuǎn)換狀態(tài)與街道的步調(diào)相協(xié)調(diào):凌晨,燈光閃亮的節(jié)奏極為穩(wěn)重、緩慢,白天,燈光安靜祥和,晚上,燈光顏色變化多端,映射著42大街的變化氛圍。
七、遮陽(yáng)板動(dòng)態(tài)幕墻
案例:巴黎大學(xué)研究所幕墻
遮陽(yáng)板動(dòng)態(tài)幕墻的遮陽(yáng)板全開(kāi)或部分開(kāi)啟時(shí),則是單層幕墻加外遮陽(yáng)系統(tǒng);當(dāng)遮陽(yáng)板全閉時(shí),則是雙層結(jié)構(gòu)的幕墻;狀態(tài)的功能和外立面光照都是動(dòng)態(tài)的。大學(xué)研究所(巴黎)的幕墻是一種嘗試,此建筑坐落在Monde Du Arabe研究院旁邊,此建筑由兩塊平行的板塊組成,通過(guò)金屬的跨梁與階梯連接在上部的屋頂上。建筑的總面積為6700㎡,其中包括一個(gè)圖書(shū)館、兩個(gè)演講廳以及一些用于教學(xué)與行政管理的小教室。板塊的外側(cè)表面通過(guò)開(kāi)窗法留出空隙,然后將玻璃結(jié)構(gòu)覆蓋在空隙上,作為板塊的第二層,精心設(shè)計(jì)的玻璃的幾何形狀,使得綜合樓外觀成為一個(gè)藝術(shù)品,光線的折射、反射與顏色的搭配,創(chuàng)造出不同效果,在板塊的窄邊的表面上,透明的工業(yè)玻璃設(shè)計(jì)為封閉的外表面。在長(zhǎng)邊的表面上,與樓層等高的玻璃元件和后面的墻面形成45°的斜面,用作為遮陽(yáng)的屏蔽。單獨(dú)的豎向元件都固定在水平鋼型材的框架上。網(wǎng)格錨固在外墻之上并且用拉桿支撐,建筑的外觀呈現(xiàn)不同的變化:有時(shí)呈現(xiàn)敞開(kāi)與透明的狀態(tài),有時(shí)呈現(xiàn)封閉的狀態(tài)。
八、Sweeny教堂——美國(guó)印第安納波立思
教堂室內(nèi)采用白色為主色調(diào),通過(guò)設(shè)在西南面9.35m×3.06m玻璃采光,5道豎向玻璃支撐和16道橫向玻璃支撐將其分割成80個(gè)0.75m×0.75m的小格柵豎向玻璃與地板和天花板相連,橫向玻璃通過(guò)硅酮結(jié)構(gòu)膠與豎向玻璃粘接,在水平方向支承同時(shí),還保證體系的穩(wěn)定,支撐的玻璃都是6mm+6mm彩色鍍膜的夾層玻璃。通過(guò)精心設(shè)計(jì),隨著光線入射角的變化,在橫向玻璃之間不斷折射、反射,產(chǎn)生光干涉現(xiàn)象,在室內(nèi)形成獨(dú)特、奇妙的彩色光影,開(kāi)啟了玻璃立面三維動(dòng)態(tài)可能性。
這個(gè)案例可看出建筑師對(duì)哥特式建筑空間和彩色鍍膜玻璃的現(xiàn)代化詮釋,由于點(diǎn)式玻璃技術(shù)的應(yīng)用,形成沒(méi)有金屬框格的空間,光線通過(guò)不同角度上的玻璃的折射、反射和干涉,‘雕塑’的光影隨著時(shí)間變化起舞。
九、動(dòng)態(tài)建筑和動(dòng)態(tài)幕墻的展望
現(xiàn)代建筑和幕墻雖然是有一定創(chuàng)造性,但是,這些建筑和幕墻仍然是以傳統(tǒng)的建筑模式與技術(shù)為基礎(chǔ)。建筑物在日新月異地變化著,新時(shí)代建筑和幕墻追求美感的側(cè)重點(diǎn)不再是比例或順序,而是活力和動(dòng)態(tài),這是建筑藝術(shù)的延續(xù)和發(fā)展,新時(shí)代的新型建筑和幕墻要求高度創(chuàng)造性,要求設(shè)計(jì)師們大膽、創(chuàng)新和個(gè)性化。新時(shí)代的動(dòng)態(tài)建筑和動(dòng)態(tài)幕墻不妨作以下大膽展望或設(shè)想:
例如能夠借助鉸鏈和滑道改變外形,墻壁和屋頂可以重新排列組合,房間可以擴(kuò)大或縮小,也可以由長(zhǎng)方形變成多邊形,甚至還能從一處整體移到另一處;許多建筑物可以整體旋轉(zhuǎn),使太陽(yáng)能電池始終對(duì)著太陽(yáng)等。
例如建筑物中遍布多種智能傳感器用于檢測(cè)應(yīng)力、畸變、沉降、裂紋、腐蝕以及各種構(gòu)件的其他功能。建筑物中可能會(huì)裝上環(huán)境傳感裝置,用于檢測(cè)空氣的溫度、濕度和污染。通過(guò)墻壁和房頂對(duì)空氣進(jìn)行過(guò)濾,這些信息都將反饋到一個(gè)中央處理機(jī)構(gòu),以保證建筑的安全與“健康”。
例如表現(xiàn)出曲線美,建筑平面圖上的曲線看上去會(huì)比直線多,幕墻分格和窗戶可能是圓形、橢圓形或其他無(wú)拘無(wú)束的形狀;而且能夠隨時(shí)間、功能和人的意愿其形態(tài)和曲線可以變化。
例如幕墻玻璃,可由傳統(tǒng)的透明玻璃轉(zhuǎn)換為變色玻璃,白天和晚上色彩不同;季節(jié)不同,則色彩也不同;這些玻璃光彩奪目。有些透明,有些不透明,有些是藍(lán)色,有些則是晶瑩的黃色,而且透明度和色彩可隨時(shí)間、功能或者要求而變化;也有些是閃爍著廣告圖文的紅綠相間的條紋;整體建筑可由多種色彩組合而成一種藝術(shù)建筑,如果它表現(xiàn)的是一幅畫(huà),則這幅畫(huà)也是能夠變化的、動(dòng)態(tài)的。
展望新時(shí)代的動(dòng)態(tài)建筑和動(dòng)態(tài)幕墻,將令人眼花繚亂和激動(dòng)!“日出江花紅勝火,春來(lái)江水綠如蘭”,讓我們展開(kāi)雙手,迎接動(dòng)態(tài)建筑和動(dòng)態(tài)幕墻的紅火春天吧!
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