[教材]曲面玻璃幕墙建设新法-冷弯成形法

[教材]曲面玻璃幕墙建设新法-冷弯成形法 曲面玻璃幕墙建设新法,冷弯成形法 孙立雄 (ecoFacade 易科幕墙顾问) 众所周知，但凡遇到曲面玻璃幕墙，师一般都会考虑两种方法去实现曲面:玻璃热弯法和折线拟合法。 玻璃热弯法，就是把玻璃在工厂高温弯成组成曲面所需的形状，同时铝或钢龙骨也拉弯成相应弧形。其优点是幕墙曲面整体外形流畅美观，不足之处是玻璃的热弯处理使得造价增加不少，尤其当玻璃是中空、夹胶或中空夹胶玻璃时。如果曲面复杂又不规则，更会使得成本和难度大幅增加。例如巴黎的Publicis Drugstore(图1)，其复杂而又不规则的玻璃幕墙曲面使得每一片弧形玻璃板块都需要制作一个热弯模具，成本和难度都较高。 图1 折线拟合法，就是用平板玻璃来拟合幕墙曲面，成本不高但对于某些工程曲面效果不理想，棱角分明，不能实现建筑师的意图。如果是双曲面幕墙，有时还需将板块划分成三角形。 除上述两种方法外，还有一种新的方法，笔者称之为冷弯安装法，就是利用平板玻璃本身具备一定弹性可弯曲的特点，让工厂加工好的平玻璃板块在工地现场安装时人工合理压弯安装就位，通过多块平板玻璃的压弯扭曲变形而达到拟合幕墙曲面的效果。安装完成的板块内部，包括玻璃和型材都存在容许的内应力。该方法形成的曲面效果介于热弯法和折线拟合法之间。 由建筑大师Frank Gehry设计、位于纽约曼哈顿的InterActiveCorp大楼就是开拓和尝试这种方法的典范(见图2-4)。10层楼高的IAC大楼象迎风翻滚的船帆屹立在Hudson河边，其复杂的曲面幕墙加上玻璃上浮云般极具特色的彩釉图案，使得该大楼十分引人注目。Frank Gehry以钛和不锈钢板设计复杂联合体建筑而闻名，但在该工程的建设的过程中，却没有料到利用玻璃实现曲面有这么大的难度。2541块不同的玻璃需要2541个不同的模具进行高温热弯，这在人工昂贵的美国是难以想像的，足以让建筑师不得不考虑改变。然而经过探索，幕墙承建商Permasteelisa最后采用了这个简单的方法:利用玻璃的弹性薄板可弯曲的特性，在自然状态下将弯曲玻璃到不至于破裂的程度。通过验证，最后将4.26米左右高的6+12A+6+2.28PVB+6mm的玻璃单元式板块弯曲了100毫米。这个数字看起来好像很小，但已经能够满足该建筑曲面的要求了。在设计过程中，设计师采用CATIA三维软件精确模拟所有板块和连接点，在施工时准确定位所有连接点，使得玻璃板块可以互相冷弯插接。现在该工程幕墙已经完工，整体效果也还不错。虽然有玻璃破裂，但并非由该玻璃冷弯方案造成，因此只要精心设计和施工，同样可以实现建筑师的构想。 图2 这一方法并非意味着野蛮施工，而是需要更加精心的设计、计算和策划。当幕墙采用单元式系统时，连接支座的位置精度将十分重要，当板块三点就位后再弯曲第一点就位，达到曲面拟合。如果采用框架式幕墙时，龙骨可预先在工厂拉弯，安装完龙骨后再现场弯曲玻璃板块就位。 总而言之，玻璃冷弯方法为建设曲面幕墙采用四边形拟合开拓了新的思路，虽然幕墙建完后的效果比热弯玻璃组合的效果逊色些，但比平玻璃折线拟合的效果要好不少，也使得某些板块可以不需要分割成三角形。在减少玻璃热弯的成本的同时，该方法对设计的要求会有所增加，设计时，务必计算确认玻璃和型材的因曲翘而产生的内应力加上外部荷载仍在安全允许范围内，切勿盲目使用，以免留下安全隐患或造成事故。