玻璃幕墙在超高层建筑中的演变与应用——以深圳地区为例

黄鹤鸣 周新欣 HUANG Heming,ZHOU Xinxin

香港华艺设计顾问（深圳）有限公司

19世纪20年代，柯布西耶《走向新建筑》一书的发表，标志着现代主义建筑理论的开端。尽管已历经近100年，现代主义风格的建筑在今天仍具备强大的生命力。这是因为现代主义与之前的众多建筑风格有着本质的区别，古典的建筑风格流派不论是欧式还是中式，对于当代建筑的影响，更多是一种外在的形式符号，其内部的交替演变大多停留在装饰手法等层面；而现代主义的演变逻辑是随着人类生活方式的变化而变化，随着层出不穷的新功能需求的出现而与时俱进，就像飞机为了适应在空气中飞行截面做成圆形，轮船为了在水里更加平稳截面做成梯形[1]，所以现代主义的适应性和包容度更强。由此我们也能理解，虽然格罗皮乌斯、柯布西耶、密斯和赖特的作品在形式上各不相同，却并不妨碍他们被后世评价为现代主义四大师。

密斯开创的以简洁、精密、细致为原则，以玻璃和金属为主要材料的“玻璃盒子”[2]，逐渐成为建筑师争相采用的设计母题。目前，我国一、二线城市新建的100m以上的公共建筑绝大多数都采用玻璃幕墙作为建筑的外围护结构。

玻璃幕墙的应用，在视觉感官上，可以使室内外空间最大程度地融合；在空间使用上，是安全和自由之间的纽带；同时，玻璃的尺寸和质感也将直接影响建筑外立面的美观。作为超高层建筑外围护结构当下的主流形式，玻璃幕墙的演变与应用，在一定程度上，也能反映和预示超高层建筑设计的演变规律与发展趋势。

本文将从以下三个方面详细阐述玻璃幕墙在超高层建筑中的演变与应用：首先，以深圳市的超高层建筑为例，详细叙述超高层建筑玻璃幕墙的演变历程；其次，阐述玻璃幕墙单元板块划分的制约因素；最后，归纳上述内容，提出玻璃幕墙在超高层建筑中的演变趋势。

1 超高层建筑玻璃幕墙的演变——以深圳为例

中国建筑业的繁荣是以改革开放为起点，但40年间，多元而庞杂的中式建筑元素还难以大范围地融合与推广，曾流行一时的欧式建筑也早已是明日黄花。相较而言，现代主义代表着自由与未来，更能适应现代城市的生活需求，因而展现出强大的生命力。

1 苹果新总部大厦

深圳是中国改革开放的前沿阵地，房地产业和建筑技术的发展十分迅速，诸多新理念和新技术都是先在深圳出现进而推向全国。玻璃幕墙伴随现代主义的蓬勃发展，也是从20世纪80年代开始，在我国作为超高层建筑的外围护结构应用于建筑设计并迅速推广开来。

表1总结了从1990～2018年，深圳的16个典型超高层建筑案例，案例的地理位置从东向西排列，即从罗湖区到福田区再到南山区。经过仔细观察分析，不难发现玻璃幕墙在超高层建筑中的演变与应用有如下规律：

（1）颜色从深到浅。从早期的发展中心大厦、地王大厦等，到近年来落成的诸多超高层项目，玻璃颜色从深绿、深蓝逐步向浅蓝、超白演变，其背后是玻璃工艺与大众审美的提升。

（2）体形从复杂到简单。为提升标志性，超高层建筑形体呈现出由复杂多变向规整简洁演变的趋势，玻璃幕墙随建筑体形的演变而相适应地变化。

（3）风格从欧式过渡到现代。与功能需求相契合的现代主义，其生命力的持久在超高层建筑中得到较好的体现，玻璃幕墙作为超高层建筑的外围护结构追随建筑风格的演变而变化。

（4）玻璃从小板块到大板块的演变。单块玻璃板块面积从最初的1.8m2到8m2，增长约4.4倍。单块玻璃的最大宽度经历了1m、1.2m、1.5m、2m、2.5m和3m的变化。从发展趋势来看，目前单块玻璃的宽度多为2.5m，若想再往上大幅度拓宽，还有待技术和成本方面的突破。

2 玻璃幕墙单元板块划分的制约因素

拓宽玻璃幕墙单元板块的划分，除了能让室内外空间在视觉上更大程度地融合，还能使建筑更具标识性，如苹果、亚马逊新总部大厦都选择把玻璃幕墙单元板块做到超常规尺度（图1，2）。可见，玻璃幕墙单元板块往上增幅的动力是将长期存在的，除了技术与成本的制约之外，主要还有以下两方面的因素。

2 亚马逊新总部大厦

3 单元式幕墙单元上下拼接示意

4 视线以上手动开启

5 横向通风器

6 竖向通风器

7 细密竖线条使玻璃看起来比实际宽度更小

8 部分横向杆件有碍于视线通透

2.1 玻璃幕墙的连接与构造

玻璃幕墙按结构受力模式的不同可以分为框架式幕墙、点式幕墙和全玻幕墙[3]。通常情况下，超高层建筑的主体采用的是框架式幕墙。目前框架式幕墙在连接与构造上需要解决4个问题：1）框架的搭接和形成；2）玻璃与框架的连接和密封；3）框架与主体结构的连接；4）玻璃板块之间的密封。

根据上述问题不同的处理方式，框架式玻璃幕墙又被分为构件式幕墙和单元式幕墙两种。单元式幕墙是在工厂完成框架的搭接以及玻璃与框架的连接和密封，形成一个完整的模块单元，将模块单元运到施工现场后进行框架与主体结构的连接，随后现场完成玻璃板块间的密封。由于单元式幕墙的构造设计可以做到单元与单元之间连接后，不需另外采取密封措施就能达到一定的防水效果，因而带来了质量和效率的提升，同时也代表了技术进步的方向。但由于单元式幕墙每个模块单元在运输过程中需要自成一体，在安装过程中需要上下、左右拼接（图3），因此单元式幕墙的杆件尺寸要比构件式幕墙大，而构件式幕墙则需要在施工现场解决。无论是单元式还是构件式玻璃幕墙，其单元板块的划分增幅都将对上述四个问题的解决提出更高要求。

2.2 玻璃幕墙的功能需求

玻璃幕墙在功能上主要需要解决视线通透、通风开启、层间防火3个问题，其中，通风方式是影响玻璃幕墙单元板块划分的一个重要因素。从表1不难看出，超高层建筑中玻璃幕墙的通风方式是从视线以下手动开启逐步演变成视线以上手动开启或者通风器的方式，人的感受越来越被重视。玻璃幕墙单元板块的划分将直接影响开启扇的大小和竖向通风器的间隔宽度，对横向通风器影响较小。不同通风方式的构造如图4～6所示，其标准单元层高为4 500mm，柱跨为9 000mm。

3 玻璃幕墙在超高层建筑中的演变趋势

如上所述，1990～2018年的28年间，深圳超高层建筑玻璃幕墙单元板块的面积增加了4.4倍，平均每6～7年增加一倍。虽然有技术、成本、构造和功能使用等因素的制约（越往上难度越大，增加的幅度也会变小），但往上增加的动力一直存在。究其根本，玻璃变宽的动力主要来自两方面。

3.1 人对感官舒适的无止境追求

建筑这种与人类生活密切相关的产业，相比于服装产业，在早期通常以追求外在形式为主导，功能和舒适性需求为从属，而后逐渐演变成以功能和内在舒适性为主导，外在形式与功能相适应。虽然这种演变过程通常较为缓慢，并且经典的形式长期存在之后也会形成思维定式，使人难以接受与经典相矛盾的东西，但是如果变化的动力是源自内在的感官需求，那么在经历时间的考验后，这样的变化会演变成新的经典，为人们所接受。

3.2 人对标志性的追求

如今随处可见的高层、超高层建筑，很好地证明了建筑往高空发展这一现代城市的发展特点。而在突破一定高度后，建筑随高度的增加使用率反而降低，单位面积成本也将呈跳跃性增长。为什么建筑的高度还是不断地被刷新？归根结底，在于人对标志性、吸引眼球事物的追求。因此，当人们认识到玻璃尺度的变化带来的美感和独特性后，玻璃面宽特殊的建筑将具有极高辨识度，会被迅速贴上时尚、高品质的标签，一步步改变人们对建筑的审美。

另外，从技术角度深究可知，在现行建筑设计相关规范控制下，超高层建筑的层高是一定的。以超高层办公建筑为例，通常按照4 500mm设计其标准层层高；同时由于构造原因，玻璃幕墙的竖向分格模式也基本固定；如果通风方式不考虑开启扇，单块玻璃的高度基本固定在3 000mm左右。因此，单块玻璃面积的增加，其实就是宽度的增加。而当我们不知不觉地将玻璃的单块面积大小作为衡量一个建筑是否具备高品质的指标时，就会慢慢聚焦到玻璃的宽度上来。

与此同时，玻璃横向加宽也更符合人的感官需求。例如，电视和电脑显示器的比例由最初的4:3演变为16:9，这是因为小的显示器使人眼相对容易聚焦，但随着技术的日趋成熟，显示屏越来越大，在宽度合适的时候，高度就会超过人眼聚焦的范围，需要上下转动眼珠才能看清，经过专家的反复测试，发现16:9是最合适的显示屏长宽比例。以此类推，玻璃幕墙单元板块演化的最终理想模式，不是竖向模式而是横向模式；而从竖向模式向横向模式过渡，需要经历一个方形模式的阶段，然后到横向的4:3模式，最终可能到横向的16:9模式。从技术上来看，如果按照3 000mm的高度来算，按照16:9的比例，玻璃宽度大约是5 300mm，恰好是高配置五星级酒店单个客房的标准宽度，可以想象一下，站在5m多宽的一整块大玻璃内房间的情景，视线真正达到完全通透，就像置身于一个可以遮风挡雨的大露台。

既然玻璃的宽度将逐渐成为关注的焦点，那么但凡不利于使玻璃视觉上变宽的建筑处理手法以及一切有碍于视线通透的横向装饰构件均会显得过时（图7，8）。

4 结语

本文针对深圳市既有超高层建筑展开调研，总结了超高层建筑玻璃幕墙的演变过程，并从建造技术的角度出发，深度剖析目前玻璃幕墙板块划分的制约因素。最后从感观舒适和标志性的角度出发，提出玻璃幕墙在超高层建筑中的演变趋势。