干掛石材作為一種具有更好耐久性、更貼近自然、莊重華貴的建筑材料,正在逐步取代早期廣泛流行的大面積采用玻璃的幕墻設(shè)計(jì),建筑師更加重視如何在新的建筑物上突出建筑的藝術(shù)效果和自然美的效果,尤其是代表實(shí)體的石材幕墻與代表虛幻的玻璃幕墻的有機(jī)結(jié)合更是很多建筑師的首選。
干掛石材幕墻所使用的石材主要為天然花崗巖?;◢弾r具有較高的抗壓強(qiáng)度和硬度、耐風(fēng)化、抗腐蝕能力強(qiáng),耐用年限久,天然色素均勻,是建筑中較為理想的外墻面裝飾材料。天然石材美觀、自然,用天然石材作為外墻裝飾材料的建筑具有穩(wěn)健、古樸的歷史底韻。天然石材已逐漸為大眾所認(rèn)識(shí)和接受,被廣泛地應(yīng)用于各類建筑,其特點(diǎn)是既能營(yíng)造出宏偉壯觀的建筑藝術(shù)效果,又能給人帶來清新舒適的自然觀感。干掛花崗巖幕墻大約起始于60年代后期,80 年代中期引入中國(guó),經(jīng)過三十多年實(shí)踐和發(fā)展,在材料和構(gòu)造方面均優(yōu)于濕貼石材幕墻。目前,干掛花崗巖工藝已被廣泛應(yīng)用于大型公共建筑的內(nèi)外墻飾面,尤其在建筑物裙房以及高度在 30m 以下的幕墻工程中使用最為廣泛。
位于北京市五四大街與王府井大街大街交口的西南角的“北京嘉德藝術(shù)中心”項(xiàng)目就是在裙樓使用天然花崗石以實(shí)現(xiàn)建筑師特殊的設(shè)計(jì)理念的典型代表。該項(xiàng)目由“北京皇都房地產(chǎn)開發(fā)有限公司”開發(fā),“泰康之家(北京)投資有限公司”投資興建,著名德國(guó)建筑師奧雷·舍人與北京市建筑設(shè)計(jì)研究院合作設(shè)計(jì)。該項(xiàng)目位于北京市區(qū)的繁華區(qū)段,建筑高度有限高要求,同時(shí)考慮到該項(xiàng)目的實(shí)際使用功能,無論其建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),還是幕墻系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及工程施工,都將面臨諸多困難和高難度的挑戰(zhàn)。
這棟樓位于北京的城市中心處,對(duì)面是美術(shù)館,旁邊是一塊歷史胡同區(qū),它前面正對(duì)著的就是扎哈·哈迪德設(shè)計(jì)的銀河SOHO和OMA事務(wù)所設(shè)計(jì)的CCTV央視大樓總部,這座坐落于北京故宮附近的“嘉德藝術(shù)中心”將成為中國(guó)最早藝術(shù)品拍賣行的新總部。該建筑嵌進(jìn)北京中心的歷史文脈中,其下部像素化的體量,從紋理、顏色和繁雜的規(guī)模與建筑周邊的城市胡同肌理相融合,建筑上部則通過大尺度玻璃磚與北京現(xiàn)代城市相呼應(yīng),其建筑肌理與鄰近的胡同及四合院產(chǎn)生共鳴。與皇家的紫禁城相比,磚顯得更具普適性,更能代表民間社會(huì)與其價(jià)值觀念,一種中國(guó)文化中謙卑的、非精英主義觀念。建筑下部的外立面由像灰色石頭一樣的像素化圖案組成,建筑師通過成千上萬的穿孔將中國(guó)歷史上最重要的山水畫“富春山居圖”投映在立面上。
按照建筑師對(duì)外墻的設(shè)計(jì)理念,外墻采用“青磚”樣式的磚石“像素”放置在建筑底部,以元代畫家黃公望的著名山水畫《富春山居圖》為模板,通過精煉提取的數(shù)千個(gè)圓孔像素嵌入墻體之中,創(chuàng)造出抽象的山水輪廓。要實(shí)現(xiàn)上述建筑師的設(shè)計(jì)理念,外墻幕墻的設(shè)計(jì)與施工將面臨巨大的挑戰(zhàn),這座體量并不大的建筑,其幕墻的設(shè)計(jì)和施工都將顛覆傳統(tǒng)的幕墻設(shè)計(jì)和施工理念。本文僅介紹本建筑底部特殊的干掛石材幕墻的設(shè)計(jì)施工難點(diǎn)。
干掛石材幕墻位于建筑的下部1層~4層,與上部中規(guī)中矩的矩形玻璃幕墻相比,下部的干掛石材幕墻外表面則形成巨大的反差,不僅立面有突出的凹凸、懸挑與退臺(tái),而且石材立面上有近四千個(gè)大小不一的孔洞,通過這些孔洞的有機(jī)排列組合,抽象形成了《富春山居圖》的像素。為了這些像素的完整性,石材接縫均須呈菱形布置,并須將41個(gè)幾何體形成連續(xù)貫通的石材拼縫,從而形成“搭積木”式的整體裙樓,由此可以想象,這與其說是建筑裙樓,不如說是一件雕塑藝術(shù)品更為恰當(dāng)。因?yàn)閮H從外表面看,怎么看也找不到一般建筑中的柱網(wǎng)、樓層、采光、通風(fēng)等基本的建筑功能元素,但這又確實(shí)是一個(gè)特殊的建筑裙樓,所有的建筑功能都在這種特殊的外形設(shè)計(jì)下巧妙地實(shí)現(xiàn)了。下面分別就其干掛石材幕墻的結(jié)構(gòu)形式、與主體鋼結(jié)構(gòu)的錨固設(shè)計(jì)、石材幕墻構(gòu)造系統(tǒng)設(shè)計(jì)等三個(gè)方面分析其特殊性。
一、干掛石材幕墻的特殊結(jié)構(gòu)形式
本項(xiàng)目干掛石材幕墻的結(jié)構(gòu)形式與傳統(tǒng)各種干掛石材幕墻形式均不相同,既不是單元式,也不是普通的構(gòu)件式,這些多種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)經(jīng)過多次論證后均被否定,最終選用了一種獨(dú)特的幕墻結(jié)構(gòu)系統(tǒng),即“整體預(yù)制型菱形鋼骨架系統(tǒng)”。