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浮法玻璃的进步使立面表现更加灵活、缥缈

弯曲的倒影

浮法玻璃的进步使立面表现更加灵活、缥缈

在丹佛艺术博物馆欢迎中心,Machado Silvetti和Fentress建筑事务所采用了由三层低铁玻璃垂直支撑的扇形结构玻璃面板。(埃里克·斯蒂芬森/丹佛艺术博物馆提供)

直到20世纪中期,合并玻璃在任何项目中,都是一个昂贵的决策,而且由于制造过程的不规律,可能会产生错误。通过浮法玻璃的发展皮尔金顿的过程,可以大致描述为在锡槽上滚动熔融玻璃,使玻璃片尺寸的极限不断增大。制造工艺的进步伴随着热处理技术的发展,如退火、层压、烧结和使用中间层,保证了更大的几何灵活性和美学定制。制造和处理能力的增长现在正在全球范围内实现,并以更加雄心勃勃的曲面玻璃幕墙的形式跨越建筑规模。

耶鲁大学蔡创新思维中心,维斯/曼

双层通高的玻璃入口大厅,带有由浮法玻璃制成的弯曲和扇形玻璃板
耶鲁大学的蔡城(Tsai CITY)有22英尺高的无框结构玻璃面板。(Albert Vecerka /当你)

耶鲁大学魏斯/曼弗雷迪蔡氏创新思维中心(蔡的城市)是目前推动大型弯曲结构玻璃边界的一个项目。跨学科中心位于一个以前被遗弃的混凝土庭院,夹在Marcel Breuer的野兽派Becton工程和应用科学中心和新都铎式院长办公室之间。为了扩大环境和符合一个狭窄的场地,建筑师选择了一个椭圆形的平面,由72个凹凸的结构玻璃板包围。

曲面面板的几何形状是与立面顾问Front合作开发的,后者帮助创建了一个Grasshopper脚本,能够在沿椭圆的不同位置切换面板的半径,Weiss/Manfredi进一步利用脚本生成曲率分析的数字模型。“椭圆形的几何体构成了一个挑战;一个圆形的几何形状很容易被分割成相等的面板,因为半径是一致的,但椭圆的曲率是不断变化的,所以它需要被简化成一系列四个不同的弧,”Weiss/Manfredi联合创始人Marion Weiss和Michael Manfredi说。“四个圆弧使椭圆被划分为大约5英尺宽的一致面板,这将面板尺寸的变化最小化。”

每块面板大约有22英尺高,半径8英尺;那些在椭圆的末端被调整了几英尺,以保持恒定的正弦波。在该领域拥有全球专业技术的中国制造商NorthGlass为该项目生产玻璃,Weiss/Manfredi and Front在运往美国之前,参观了其天津工厂,以验证其公差和边缘平直度等特性。康涅狄格州的立面承包商Fabbrica制作了立面系统,并制作了4英尺高的模型供设计团队审查。值得注意的是,单个面板的曲率提供了足够的横向稳定性,以避免使用竖框或围板。每块嵌板重达几百磅,它们被吊到周围建筑物的顶部,吊装在幕墙锚和弯曲的金属通道上;一个类似的槽环部署在屋顶线。

丹佛艺术博物馆欢迎中心,Machado SilvettiFentress建筑师

入口大厅内有弯曲的浮法玻璃镶板
(James Florio摄影/丹佛艺术博物馆提供)

2016年,马查多Silvetti和Fentress架构师选择领导Gio北部庞帝的标志性建筑的改造在丹佛艺术博物馆,以及建设一个全新的欢迎中心桥博物馆的校园(也包括丹尼尔·利伯斯金除了隔壁)和周围的市民中心区域。这一简要说明说明了欢迎中心的设计理念:椭圆形的亭子由扇形结构玻璃幕墙包围。经过与制造商和安装人员的多次交谈,最终证明了设计概念的可行性,Sentech建筑系统公司和Harmon公司将所有的部件组合在一起。

在施工之前,Sentech建筑系统生产全尺寸模型的面板,以测试安装前的计划。此外,模型经受了激烈的天气测试,以及暴露在垂直和侧向结构载荷。双方都对最终设计进行了修改。

这些面板宽8英尺,高25英尺,弯曲半径为10英尺。大多数面板重约3200磅,它们由一个定制设计的吸盘升降机吊到合适的位置,并安装在不锈钢角度的立面系统上。弯曲的面板由三层低铁玻璃翅片垂直支撑,并通过定制的不锈钢配件与主钢连接。底部针鳍支持整个静负荷的玻璃,而连接在屋顶提供横向支持和允许屋顶转移到一个半英寸在雪负载下,漂移从一边到另一边两英寸,以适应风载。

彭迪曼哈顿西部,耶鲁大学管理学院

一座高大的垂直条纹玻璃塔
Pendry的统一幕墙系统采用了弯曲的玻璃和黑色花岗岩扶手。(Lucas Blair Simpson/Courtesy SOM)

在纽约,类似的趋势也在上演,尽管人们都在往更高的地方挤。SOM设计的Pendry Manhattan West是布鲁克菲尔德(Brookfield)曼哈顿西部哈德逊广场(Hudson Yards)大型开发项目的相邻塔楼之一,与周围的直线型同类建筑相比,它采用了统一的弧形玻璃幕墙系统,由黑色花岗岩吊带构成。

该项目立面设计的主要目标是消除不必要的变量,建立一个流线型的设计和相对简单的安装过程。在与Front的合作中,设计团队选择了玻璃弯曲的三种半径类型。弯曲玻璃的狭窄半径不足5英尺,由于变形,从视觉角度来看是一个挑战;高度透明的玻璃在扶手处带有阴影盒,或者反光玻璃涂层,会破坏立面的一致性。最终,SOM选择了5/16英寸的着色外玻璃基板,以减少视觉上的凹面和凸面之间的跳跃。

在立面系统铝型材的制造中发现了一个更大的性能挑战,微小的公差问题可能导致严重的耐候性问题。SOM副主任Christoph Timm解释说:“为了避免这些问题,我们使用了专门的弯曲过程。“首先,将直铝挤压件封装在超大的铝牺牲管中,并用低温熔化的金属合金填充剩余的空隙。经过标准的三辊弯曲工艺后,组件被淹没在近沸水中,低温填充金属被熔化。然后将外层牺牲管丢弃,最后将弯曲的铝型材磨砂并涂覆。”

黑色花岗岩是在魁北克开采的答:Lacroix花岗岩,它的结构测试,以确定每个面板可以切割多薄,然后直接框进每个幕墙单元。

La Samaritaine、巴黎、萨那

长长的波浪形玻璃立面
在巴黎,SANAA开发了一种波浪状的玻璃幕墙,悬挂在主结构上。(Jared Chulski)

弯曲玻璃的使用并不是美国独有的;如果说有什么不同的话,那就是国外的实验在中国越来越多地采用这种材料的过程中起着至关重要的作用。在过去的十年中,日本公司SANAA在这方面领先,推出了一些备受瞩目的项目,如劳力士学习中心、卢浮宫透镜和Grace农场。最近,该公司完成了一项全面改革撒玛利亚丹百货公司该项目包括一个全新的结构,由波纹和熔块玻璃幕墙包裹。

该项目位于巴黎Rue de Rivoli,这是一个多层的商业延伸区,主要由拱廊砖石建筑和对称的玻璃海湾组成。“曲线本身是通过分析沿着Rivoli街的开窗而定义的:我们评估了邻近开窗的模式,并将这些节奏转化为曲线,”SANAA的合作伙伴Lucy Styles指出。“然后,我们沿着波浪立面的长度开发了23个不同的弯曲面板,我们的意图是创造一个连续的自由曲线的印象,同时优化几何变化的数量。”

西班牙制造商Cricursa生产了起伏的玻璃板,有两种尺寸:大约11英尺或14英尺高,都接近8英尺宽。弯曲的面板形成外壳系统的最外层,由德国制造商设计傅伦&赖夫,它们由不锈钢支架支撑在四个点上。曲面玻璃的背面是平板玻璃的第二层表皮,上面有大量的白色点阵丝网印刷,可旋转以提供清洁通道。最内层由三层玻璃板组成,使建筑达到该地区严格的防火等级标准。

“立面设计是由各种参数的综合驱动的:我们通过分层使用丝印来满足环境需求;视觉需求通过引入梯度的方法,以这种丝印;通过将立面分成一系列层,最内层是防火屏障,减轻了对波浪立面本身的要求,”Styles说。“最大的挑战是在这些力量之间找到平衡,同时保持空灵面纱的印象。”

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