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标题	挑战新的建筑极限
范文	黄圻 上海中心大厦座落于陆家嘴的金融贸易区，总建筑面积是570000平方米，高度632米，地下5层，地上121层，建筑目前面积大约应该是130000平方米，是中国目前为止使用楼层最高的建筑，上海地标建筑就东方明珠也仅仅是上海中心大厦的一半的高度。上海中心大厦非常奇特，采用单元式幕墙，幕墙面积为12500平方米，由20300多块各不相同的玻璃板块组成，而且不是平面。而它的特色不仅是高度，上海中心大厦一共分成了9个区，最底下作为商业区，从第二区一直到第六区全部作为写字楼，未来估计可能是世界价格最贵的写字楼之一，七、八区是酒店，最顶端是一个观光区，据说有一个空中走廊可以在空中鸟瞰上海，还可以进行空中漫步，屋顶还设有一些餐厅（见图2）。 一、上海中心大厦区域划分 上海中心大厦为什么要分成9个区？跟幕墙有很大关系，从建筑设计来看，这分区很有意义。曾经关于美国摩天大楼有一个故事，有一次一个老太太被人从这个电梯里头给搀下来了，原因是老太太坐了几个小时的电梯，她一会儿坐高梯，一会儿坐低梯，一会儿坐快梯，一会儿坐慢梯，怎么也去不了她要去的楼层，非常麻烦。为此建筑师争取在每个区域都能够满足人们日常的生活的需要，不需要繁琐的去到地面一层，所以9个区的幕墙分为外幕墙和内幕墙。外幕墙，是由沈阳远大公司来设计的，即大厦的外观；内幕墙严格说是叫内层幕墙，实际是双层幕墙的内层幕墙，如此一来外层幕墙和内层幕墙之间便有一个公共的消化区域，每一层的外幕墙和内幕墙中间是通透的，相当于是一个很宽的双层幕墙（见图3）。 高层防火是一个非常复杂的问题，而且达到如此高度，任何的云梯、消防栓、消防龙头都无济于事。所以设计师将内幕墙做成了防火幕墙，内幕墙的底下三层是按照900度两小时抗燃的标准设计的，采用的是汕头金刚玻璃公司的镓防火玻璃幕墙；底下三层的系统也是采用的防火的幕墙系统，部分区域甚至是钢制的幕墙结构，按照700度两小时燃烧的标准设计的。 二、上海中心大厦造型结构 上海中心大厦的幕墙采用的是石材、铝板等其他一些吊挂。整个大楼是一个螺旋上升的结构，每一层玻璃幕墙都是由141块玻璃来组成，且每一块的玻璃都不相同，大楼螺旋上升，逐步收缩（见图5）。 上海中心大厦以混凝土为主体，按照中国的建筑施工标准，仍然使用混凝土的合金管、合金铜；外部则是组建的主体钢结构，表面使用防火材料；核系统里面是数部高速电梯，每部大约有20平方米，可以同时容纳30余个人；中间是混凝土的支撑，主体结构支撑在混凝土核系统里面（见图7）。 外部承担幕墙的支撑结构，外部支撑结构的同时再做成玻璃幕墙，如此形成了一个螺旋上升外观。每一层都是141块，但是随着每一层增加，它的板块依次减少。上海中心大厦整个的形状是一个三角椭圆形（见图6），之后每上升一层，便往右旋转一个角度，最后旋成一个360度。中间还有一个微型槽，有十几米深。整个幕墙也是随三角椭圆形每上升一层往右旋转一下，一直旋转上升，幕墙从数况来看，没有一个是对应的。大楼中间是混凝土，而土建不可能做成螺旋的，也不可能做成一个旋转上升的，土建只能做成直的，特别是吻合系统，吻合系统里有电梯，电梯不能旋转上升。所以大楼外部看起来是螺旋上升，实际上内部，包括它的混凝土核系统和主体干结构都是直的，最后是靠幕墙来体现的大楼的奇特外观。因此说超高层建筑没有幕墙简直无法体现建筑师的一些突发奇想。 三、上海中心大厦幕墙工程 在大楼的外面安装幕墙，每一个分区上面都有一个钢结构的平台，从钢结构的平台下面吊挂幕墙的钢结构，与中国传统的灯笼十分相似。把“灯笼”的顶部吊挂在上一级平台的下面，然后一层一层往下铺设，每一层的连接靠拉杆。如此一层一层的铺设就相当于网架一样，从上面一圈一圈一直吊挂下来，直至底部，相当于9个旋转的“灯笼”从上面一直挂下来，所以这个建筑是非常奇怪的（见图8、图9）。 整个的幕墙的全梁，除了主体钢结构以外，还有一个幕墙的全梁。这是由幕墙公司来设计，然后委托钢结构企业来加工。由于全部采用的是拉杆，像是一个旋转往下垂落扭曲的全梁。幕墙挂在每个全梁上面，幕墙的每一块板块都是折形，整个的这个幕墙设计难度和施工难度是非常大，而且到了600多米以后工程又无法室外施工，所以必须要在室内施工，全部使用的是单位板块，每一个板块要实现测量，然后工厂加工，加工完成以后，运到现场，然后经过测量，最后才能再安装上去。最多的时候，他们可以达到一天90块板块的安装速度。所有的板块加起来，是20327块（见图11）。所有的玻璃采用的是山东的超白低辐射镀膜玻璃，安全玻璃选择的是GSP硬膜。 上海中心大厦严格的说是一堵双层幕墙，所以不论是里层的幕墙和外层幕墙，都没有断热（见图12），也没有用中空玻璃，而是用的半钢化超白LOW-E玻璃，LOW-E膜放在了GSP硬玻璃膜的表面的第二面来达到节能的效果，同时解决一些遮阳的问题，因为上海属于夏热冬冷地区，存在夏天的遮阳的问题。但从目前为止的情况来看，玻璃显得过于通透，铝型材大部分使用的是T5状态，也有个别使用的是T6状态，还有一些就使的是6061的T6状态，对于铝材的要求相对比较高的，这也超出了一般目前的T5状态6063的基本状况，也是因为大楼的特殊性。 因为大楼幕墙螺旋渐进，每一个板块上有一个斜面向上递进，当然远处看仍旧是一个平面。但是这里又有问题，如果每一层的楼面都是在平面有一个小平面，而且是宽窄不一的，那么保温便是一个问题，所以里面都有保温棉（见图13）。另一个问题就是，遇到阴雨天雨水的撞击声就像敲鼓一样，所以还要有消音设计，难度不小。又因为外层的幕墙没有用中空玻璃，建筑师又考虑到可能会冰冻，于是便安装了一个热水管，热水管上面安装一个铝合金的散热板，水热管通到每一层幕墙的底部，里面的水温是90度。但是这个设计可能会有问题，幕墙长期在90度高温状态下，密封塞、密封垫可能会老化，如此一来庞大的一个幕墙仅靠一个热水能不能达到抵消冰冻的作用？热风应该效果好了一点，但是建筑师感觉到每一个楼层太高，热风起不起作用，目前只能看使用以后的实际情况。 四、上海中心大厦幕墙测试 整个幕墙经过大量的实验，应该确实是超出了设计，超出了规范，超出了一般常规。特别是很多新的技术，一般的幕墙，都是从底下生根往上走的，而这个幕墙是从上往下掉着挂的。大家都是第一次尝试，所以这个幕墙做了很多的现场实验，也是担心这个工程以后出现问题，便花费了2000万依据国标和美标来做各种各样的实验。其中包括模拟雷击的实验，因为上海雷电比较多，虽然每个板块都有雷击的导电点，但是也还是有一些担心；还有撞击实验，包括内撞击，外撞击；超高层大楼随风摆动，可能会有一些振动，一些偏移，所以不均匀沉降的实验也在做了，最后不论是地震也好，或者风摆也好，都会消化在幕墙上面。如果说玻璃坠落或者是漏水等等这些都是不允许的，可是这么高的钢结构建筑不可能不摇晃，地震更不可能不摇晃，但是却要求幕墙不出问题未免有些不公。 上海中心大厦的整个幕墙是非常有特点的，施工方也曾谈到，一个幕墙可以写一本书，因为幕墙工程非常具有挑战性和特殊性。很多的幕墙体现了建筑师的一些突发奇想，超出了我们正常工程的一些使用的范围。所以说我们现在的超高层建筑，如果不用幕墙是不可想象的。 该作者为 中国建筑金属结构协会会长助理 中国建筑金属结构协会副秘书长 中国建筑金属结构协会铝门窗幕墙委员会主任 [文献标识码] C [文章编号] 1671-3362 （2014） 01-0058-03
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