城市安全需要怎样的玻璃幕墙

2017-10-24 18:45:11 admin 3

连日来,玻璃幕墙的安全问题成为公众关注的焦点。有着高楼“水晶外衣”之称的玻璃幕墙,究竟“脆”在何处?在我们日益重视节能、环保的今天,城市需要怎样的“肌肤”?专家给出自己的见解。

  玻璃幕墙有“软肋”

  所谓玻璃幕墙,就是用钢结构作骨架点,由金属构件与玻璃板组成的建筑外围护结构,将玻璃材质透光性好、耐久性高的特点与建筑设计理念充分融合。1917年,在美国旧金山建造的哈里德大厦,首次采用了玻璃幕墙。

  同济大学上海防灾救灾研究所艾晓秋博士,目前正针对城市高层建筑群中玻璃幕墙结构的风灾破坏进行研究,此研究也是该所与上海市气象局合作研究的重要内容。她指出,这项技术在诞生之初,也与其他新技术一样,源于物理理论、材料以及建筑工艺的聚合创新。然而,任何一项技术都不可能十全十美,在其推广和应用过程中,玻璃幕墙的“软肋”也逐渐显现。

  其一,在数百米的高楼上,风速较地面会有显著增大。建筑表面风压大小与风速平方成正比,如此大风日夜不停冲击下,要将建筑主体结构、幕墙框架受力控制在安全范围内,并不容易。而另一方面,部分玻璃幕墙在设计之时,出于美观、成本等考虑,跨度较大、承重点分散,同时玻璃面板材料的刚度较低,易发生脆性破坏。

  其二,从时间上说,我国的玻璃幕墙技术,处于“应用早于管理、先用于工程后健全规范标准”的状态。1983年,从北京长城饭店和上海联谊大厦采用玻璃幕墙起步,国内新建高层建筑越来越多披上了“水晶外衣”。而相关工程技术规程及规范条文等,直到上世纪90年代以后才相继颁布。

  其三,从空间上说,相当一部分采用玻璃幕墙的高层建筑呈现“群居”状态。高楼林立产生的“楼群风”,建筑表面须承受的风压极可能瞬间增大数倍,这对玻璃幕墙的设计、施工、维护等各环节都提出了相当高的要求。

  “汉考克之痛”引反思

  许多建筑师都知道建筑史上有名的 “汉考克之痛”——

  1971年建成的波士顿汉考克大厦,60层240余米的建筑,外墙全部用浅蓝色的镀膜玻璃,整座大厦宛如一面巨大的明镜,耸立在城市中心。阳光在镜面上折射反照,时移景异,变幻无穷。建成之时就赢得赞誉无数,成为现代建筑成功应用玻璃墙的一个范例。然而,这一轰动欧美的摩天大楼在建成后不久,就陆续出现玻璃外墙破裂,1973年的一次风暴就吹坏了数十块玻璃,碎玻璃落下来又砸坏了其他玻璃,大厦一度千疮百孔,损失重大。

  越来越多业内专家由此反思,玻璃幕墙技术,为建筑带来设计之美的同时,是否也伴生了其他消极因素?

  中国土木工程学会高耸结构委员会主任委员、同济大学建筑工程系博导马人乐坦言,相较于石材、金属板等常见外围护结构材料,采用常规玻璃幕墙的建筑能耗往往要高出一倍。2005年开始实施的我国首部《公共建筑节能标准》中明确:“建筑每个朝向的窗(包括透明幕墙)墙面积比均不应大于0.70。”节能与否,已成为如今玻璃幕墙发展的一道高“门槛”。

  同时,玻璃幕墙引发的光污染也进入了公众视野。其反射产生的眩光进入高速行驶的汽车内,可能造成人的突发性暂时失明和视力错觉,进而引发交通事故。为此,国内外不少地方已经制定法规,对道路两侧建筑采用玻璃幕墙采取严格限制、谨慎审批的措施。

  高楼选“外衣”眼光当放宽

  马人乐指出,玻璃幕墙应用不应因噎废食。目前,国内外正开展大量研究,致力于提升这一技术的安全性和环保性。而随着管理法规的不断完善,相信它依然是建筑设计中的美丽要素之一。

  与此同时,在建筑设计领域,选择大楼“外衣”材料的眼光能否放得更远更宽,让更多绿色环保新技术为城市增光添彩。去年落幕的上海世博会上,来自全球的新技术展示为人们打开了一扇新窗。如日本馆的超轻“膜结构”,这层膜白天能透过阳光,还能利用太阳能发电,让建筑物在夜晚闪闪发光。在“膜结构”的外表,还形成一层“水膜”,引入阳光减少照明用电,可强化冷暖空气的流通,减少空调能耗。再如,澳大利亚馆外表运用了用钢铁炼成的新材料——深棕色的耐候钢,在大气中具有优良的抗蚀性能。

  透过玻璃幕墙,我们也许应该好好做一道思考题:城市,究竟需要怎样的“肌肤”?怎样的都市家园才是宜居的、与自然相和谐的?美丽却易碎的“水晶之城”显然不是唯一的答案。综合考量舒适、美观、安全、可持续发展,是城市建设的一大要义。