動態幕墻和動態建筑

一、什么是動態建筑和動態幕墻
　　根據使用功能或使用要求，能夠改變建筑形態和建筑色彩的建筑稱之為動態建筑。根據使用功能或使用要求，能夠改變形態和色彩的建筑幕墻稱之為動態幕墻。動態幕墻是動態建筑的一種，是動態外圍護結構的建筑，根據可以通過構件的運動而改變形態的建筑形態也可以利用構件本身或利用構件與周圍環境的物理化學作用改變建筑色彩和形態。目前已建成有北京天亞花園和中國國家電力大樓的屋頂游泳池的開合屋頂，北京大廈為了防止“非典”，加強自然通風，將原建筑固定屋頂改造為開合屋頂都是動態建筑和動態屋頂；陽光大廈由一系列微微褶皺的水晶般平面從各自不同角度吸收和反映陽光，以一個傾斜立軸上升，在塔尖達到頂點，由此而形成隨陽光照射方位不同而不斷變化建筑形態的動態建筑和動態幕墻。

　　動態建筑和動態幕墻已超出常規建筑學和建筑工程學的范疇，成為一項系統工程，需要建筑師、結構工程師和幕墻工程師熟悉機械傳動原理，了解機械加工、裝配以及物理、化學和自動控制等相關學科專業的知識，需要多學科的協調、各專業的通力合作。動態建筑與動態幕墻在三維空間中引入了時間，在功能及美學上具有獨特意義，可以稱其為“四維建筑”。靜與動、封閉與開放、收斂與張揚、空間和時間，使建筑和幕墻更具鮮明的音樂韻律，改變了傳統建筑和幕墻終身不變的形態和色彩，拓寬了建筑和幕墻的新視野和新技術。對現代建筑和幕墻的實踐和理論是一種補充和拓展，有著獨立的價值和意義。在國外，已建成一些標志性動態建筑建成，但尤以體育場館的開合屋頂較多，另有專文淺介，本文探討性簡介幾個動態幕墻案例：

二、多媒體動態幕墻
　　案例：上海震旦大廈
　　上海震旦大廈的19層到33層玻璃幕墻上裝有LED多媒體系統，白天是金色外觀，晚上為各種動畫或廣告，臨江而立，亮麗耀眼是多媒體動態幕墻。

　　上海震旦國際大樓位于上海市浦東新區陸家嘴金融貿易區，面臨黃浦江。整個項目分為主樓、副樓、主副樓連廊、廣告塔，地上45層，高度180m，建筑面積103386㎡，為多功能綜合性商務樓。由震旦國際大樓上海有限公司投資興建，上海建工設計研究院進行建筑設計，上海建工集團第四建筑公司土建總承包，并由臺灣漢宗股份有限公司承擔幕墻設計及主材料供應，由沈陽遠大幕墻公司負責輔料、加工、組裝及現場吊裝。幕墻總面積35000㎡。幕墻全部采用預組半橫滑單元式系統，具有良好的抗地震位移及防水功能。幕墻裝飾面材為金色、銀色反射及透明中空全鋼化玻璃，具有良好的隔聲隔熱效果。工程西立面單元幕墻（主立面，面向黃浦江）19層至33層采用LED多媒體系統，該系統與其他LED多媒體系統的最大區別是LED發光二極管位于玻璃幕墻玻璃內側，白天外視效果為正常建筑幕墻效果，看不到LED發光二極管，只有到晚上LED打開并播放多媒體程式時才可見在夜幕中各種巨幅廣告、動畫。而且該系統的照明亮度恰好掩蓋掉晚間從樓層采光區透出的照明光線，不見絲毫的干擾與混淆。采用的是一種新型裝飾玻璃，利用鍍膜玻璃的導電性能加工成透明電路并配以白光、藍光LED、專用漿料等，用激光技術合成。遠看玻璃是整塊亮，實際是分布均勻的點狀LED冷光源，不發光時和常見的鍍膜玻璃是一樣。在設計時應注意LED的防水、可拆換性及在吊籃中布線的可操作性。

三、通風調溫動態幕墻
　　案例：德國北來菌威斯特伐置利亞蘭德科技園（Science Park.）
　　該建筑臨湖一面（西側）設了一面巨大的玻璃幕墻，玻璃幕墻可以根據季節變化而調整：冬季，所有的幕墻玻璃是關閉的，‘溫室效應’使室溫增加；夏季，下面4.5m高、7m寬的玻璃幕墻玻璃可用計算機控制的馬達打開，使“拱廊”的室內能夠享受湖面的空氣，并降低室溫，為通風調溫動態幕墻。

四、雙層玻璃動態幕墻。

　　案例：德國柏林得比斯大廈（DebiS Building）
　　得比斯大廈位于柏林波茨坦廣場，高85m，由皮阿諾（Renzo Piano Building Wokshop）設計，1998年完工，是一種雙層玻璃動態幕墻，內層玻璃可開啟，外層玻璃百頁可部分開啟或全開，便于良好自然通風，外層玻璃百頁全閉，則是雙層結構玻璃幕墻。

五、動態光電動態幕墻

案例：ZED工程
　　ZED工程的外層光電板可隨太陽光的入射角度而轉動，使其達到最大的發電效率；當光電板全開或部分開啟，既能發電，又能遮陽和良好自然通風；當光電板全閉，是雙層結構的光電動態幕墻。

六、變色動態幕墻——紐約42大街的新攝影棚
　　案例：美國紐約42大街的幕墻。

　　變色幕墻是另一種形式的動態幕墻。美國紐約42大街的新攝影棚的幕墻是一種嘗試。紐約百老匯42大街的轉角處，行人每晚都可享受獨特的景觀：戲院外墻的霓虹燈、街區的商標以燈光設備的形式反射在閣樓與辦公大廈的外墻上。鋼肋片從街道外墻結構前面的樓板上懸掛下來。發光外表的不銹鋼百葉固定在這些鋼肋片上。百葉細孔的外表將光線分散在幕墻的周邊并且反射到附近街區空間。豎向的鋼截面與凹入的平衡梁將結構分為間隔的區域。在白天，外墻只通過三束白色的燈光來照明，但是晚上，多層的燈光外表開始浮現。

　　在晚上，半透明的帷幕拽下，燈光均勻的照射在帷幕上，為外界的各種顏色提供了變幻的演戲舞臺。每個幕墻區域都分配了一種單獨的顏色作為它們的基本照明，在這基本顏色之上可以增加三種顏色。入口區域上面的屏幕是用三種不同的重疊照明系統來進行激活的。使用了300多個燈座，使用電腦裝置混合256種顏色，可以達到500種顏色。燈光的轉換狀態與街道的步調相協調：凌晨，燈光閃亮的節奏極為穩重、緩慢，白天，燈光安靜祥和，晚上，燈光顏色變化多端,映射著42大街的變化氛圍。

七、遮陽板動態幕墻
　　案例：巴黎大學研究所幕墻
　　遮陽板動態幕墻的遮陽板全開或部分開啟時，則是單層幕墻加外遮陽系統；當遮陽板全閉時，則是雙層結構的幕墻；狀態的功能和外立面光照都是動態的。大學研究所（巴黎）的幕墻是一種嘗試，此建筑坐落在Monde Du Arabe研究院旁邊，此建筑由兩塊平行的板塊組成，通過金屬的跨梁與階梯連接在上部的屋頂上。建筑的總面積為6700㎡，其中包括一個圖書館、兩個演講廳以及一些用于教學與行政管理的小教室。板塊的外側表面通過開窗法留出空隙，然后將玻璃結構覆蓋在空隙上，作為板塊的第二層，精心設計的玻璃的幾何形狀，使得綜合樓外觀成為一個藝術品，光線的折射、反射與顏色的搭配，創造出不同效果，在板塊的窄邊的表面上，透明的工業玻璃設計為封閉的外表面。在長邊的表面上，與樓層等高的玻璃元件和后面的墻面形成45°的斜面，用作為遮陽的屏蔽。單獨的豎向元件都固定在水平鋼型材的框架上。網格錨固在外墻之上并且用拉桿支撐，建筑的外觀呈現不同的變化：有時呈現敞開與透明的狀態，有時呈現封閉的狀態。

八、Sweeny教堂——美國印第安納波立思
　　教堂室內采用白色為主色調，通過設在西南面9.35m×3.06m玻璃采光，5道豎向玻璃支撐和16道橫向玻璃支撐將其分割成80個0.75m×0.75m的小格柵豎向玻璃與地板和天花板相連，橫向玻璃通過硅酮結構膠與豎向玻璃粘接，在水平方向支承同時，還保證體系的穩定，支撐的玻璃都是6mm+6mm彩色鍍膜的夾層玻璃。通過精心設計，隨著光線入射角的變化，在橫向玻璃之間不斷折射、反射，產生光干涉現象,在室內形成獨特、奇妙的彩色光影，開啟了玻璃立面三維動態可能性。

　　這個案例可看出建筑師對哥特式建筑空間和彩色鍍膜玻璃的現代化詮釋，由于點式玻璃技術的應用，形成沒有金屬框格的空間，光線通過不同角度上的玻璃的折射、反射和干涉，‘雕塑’的光影隨著時間變化起舞。

九、動態建筑和動態幕墻的展望
　　現代建筑和幕墻雖然是有一定創造性，但是，這些建筑和幕墻仍然是以傳統的建筑模式與技術為基礎。建筑物在日新月異地變化著，新時代建筑和幕墻追求美感的側重點不再是比例或順序，而是活力和動態，這是建筑藝術的延續和發展，新時代的新型建筑和幕墻要求高度創造性，要求設計師們大膽、創新和個性化。新時代的動態建筑和動態幕墻不妨作以下大膽展望或設想：

　　例如能夠借助鉸鏈和滑道改變外形，墻壁和屋頂可以重新排列組合，房間可以擴大或縮小，也可以由長方形變成多邊形，甚至還能從一處整體移到另一處；許多建筑物可以整體旋轉，使太陽能電池始終對著太陽等。

　　例如建筑物中遍布多種智能傳感器用于檢測應力、畸變、沉降、裂紋、腐蝕以及各種構件的其他功能。建筑物中可能會裝上環境傳感裝置，用于檢測空氣的溫度、濕度和污染。通過墻壁和房頂對空氣進行過濾，這些信息都將反饋到一個中央處理機構，以保證建筑的安全與“健康”。

　　例如表現出曲線美，建筑平面圖上的曲線看上去會比直線多，幕墻分格和窗戶可能是圓形、橢圓形或其他無拘無束的形狀；而且能夠隨時間、功能和人的意愿其形態和曲線可以變化。

　　例如幕墻玻璃，可由傳統的透明玻璃轉換為變色玻璃，白天和晚上色彩不同；季節不同，則色彩也不同；這些玻璃光彩奪目。有些透明，有些不透明，有些是藍色，有些則是晶瑩的黃色，而且透明度和色彩可隨時間、功能或者要求而變化；也有些是閃爍著廣告圖文的紅綠相間的條紋；整體建筑可由多種色彩組合而成一種藝術建筑，如果它表現的是一幅畫，則這幅畫也是能夠變化的、動態的。

　　展望新時代的動態建筑和動態幕墻，將令人眼花繚亂和激動！“日出江花紅勝火，春來江水綠如蘭”，讓我們展開雙手，迎接動態建筑和動態幕墻的紅火春天吧！

本文僅作參考，不妥之處，敬請指正。

參考文獻：

1．《解讀動態建筑》 作者：劉朔坦;李卓;宋曉冰
2．《美國專家預測本世紀五個建筑風格》 New Page 4
3．《Double-Skin Facades》 Prestel
4．《建筑視界》第2期 沈陽遠大企業集團主辦
5．Andrea Compagno, lntelligent Glaas Facades,Birkhauser
6．《北京三個開合屋頂》 魏東海