动态幕墙和动态建筑

一、什么是动态建筑和动态幕墙
　　根据使用功能或使用要求，能够改变建筑形态和建筑色彩的建筑称之为动态建筑。根据使用功能或使用要求，能够改变形态和色彩的建筑幕墙称之为动态幕墙。动态幕墙是动态建筑的一种，是动态外围护结构的建筑，根据可以通过构件的运动而改变形态的建筑形态也可以利用构件本身或利用构件与周围环境的物理化学作用改变建筑色彩和形态。目前已建成有北京天亚花园和中国国家电力大楼的屋顶游泳池的开合屋顶，北京大厦为了防止“非典”，加强自然通风，将原建筑固定屋顶改造为开合屋顶都是动态建筑和动态屋顶；阳光大厦由一系列微微褶皱的水晶般平面从各自不同角度吸收和反映阳光，以一个倾斜立轴上升，在塔尖达到顶点，由此而形成随阳光照射方位不同而不断变化建筑形态的动态建筑和动态幕墙。

　　动态建筑和动态幕墙已超出常规建筑学和建筑工程学的范畴，成为一项系统工程，需要建筑师、结构工程师和幕墙工程师熟悉机械传动原理，了解机械加工、装配以及物理、化学和自动控制等相关学科专业的知识，需要多学科的协调、各专业的通力合作。动态建筑与动态幕墙在三维空间中引入了时间，在功能及美学上具有独特意义，可以称其为“四维建筑”。静与动、封闭与开放、收敛与张扬、空间和时间，使建筑和幕墙更具鲜明的音乐韵律，改变了传统建筑和幕墙终身不变的形态和色彩，拓宽了建筑和幕墙的新视野和新技术。对现代建筑和幕墙的实践和理论是一种补充和拓展，有着独立的价值和意义。在国外，已建成一些标志性动态建筑建成，但尤以体育场馆的开合屋顶较多，另有专文浅介，本文探讨性简介几个动态幕墙案例：

二、多媒体动态幕墙
　　案例：上海震旦大厦
　　上海震旦大厦的19层到33层玻璃幕墙上装有LED多媒体系统，白天是金色外观，晚上为各种动画或广告，临江而立，亮丽耀眼是多媒体动态幕墙。

　　上海震旦国际大楼位于上海市浦东新区陆家嘴金融贸易区，面临黄浦江。整个项目分为主楼、副楼、主副楼连廊、广告塔，地上45层，高度180m，建筑面积103386㎡，为多功能综合性商务楼。由震旦国际大楼上海有限公司投资兴建，上海建工设计研究院进行建筑设计，上海建工集团第四建筑公司土建总承包，并由台湾汉宗股份有限公司承担幕墙设计及主材料供应，由沈阳远大幕墙公司负责辅料、加工、组装及现场吊装。幕墙总面积35000㎡。幕墙全部采用预组半横滑单元式系统，具有良好的抗地震位移及防水功能。幕墙装饰面材为金色、银色反射及透明中空全钢化玻璃，具有良好的隔声隔热效果。工程西立面单元幕墙（主立面，面向黄浦江）19层至33层采用LED多媒体系统，该系统与其他LED多媒体系统的最大区别是LED发光二极管位于玻璃幕墙玻璃内侧，白天外视效果为正常建筑幕墙效果，看不到LED发光二极管，只有到晚上LED打开并播放多媒体程式时才可见在夜幕中各种巨幅广告、动画。而且该系统的照明亮度恰好掩盖掉晚间从楼层采光区透出的照明光线，不见丝毫的干扰与混淆。采用的是一种新型装饰玻璃，利用镀膜玻璃的导电性能加工成透明电路并配以白光、蓝光LED、专用浆料等，用激光技术合成。远看玻璃是整块亮，实际是分布均匀的点状LED冷光源，不发光时和常见的镀膜玻璃是一样。在设计时应注意LED的防水、可拆换性及在吊篮中布线的可操作性。

三、通风调温动态幕墙
　　案例：德国北来菌威斯特伐置利亚兰德科技园（Science Park.）
　　该建筑临湖一面（西侧）设了一面巨大的玻璃幕墙，玻璃幕墙可以根据季节变化而调整：冬季，所有的幕墙玻璃是关闭的，‘温室效应’使室温增加；夏季，下面4.5m高、7m宽的玻璃幕墙玻璃可用计算机控制的马达打开，使“拱廊”的室内能够享受湖面的空气，并降低室温，为通风调温动态幕墙。

四、双层玻璃动态幕墙。

　　案例：德国柏林得比斯大厦（DebiS Building）
　　得比斯大厦位于柏林波茨坦广场，高85m，由皮阿诺（Renzo Piano Building Wokshop）设计，1998年完工，是一种双层玻璃动态幕墙，内层玻璃可开启，外层玻璃百页可部分开启或全开，便于良好自然通风，外层玻璃百页全闭，则是双层结构玻璃幕墙。

五、动态光电动态幕墙

案例：ZED工程
　　ZED工程的外层光电板可随太阳光的入射角度而转动，使其达到最大的发电效率；当光电板全开或部分开启，既能发电，又能遮阳和良好自然通风；当光电板全闭，是双层结构的光电动态幕墙。

六、变色动态幕墙——纽约42大街的新摄影棚
　　案例：美国纽约42大街的幕墙。

　　变色幕墙是另一种形式的动态幕墙。美国纽约42大街的新摄影棚的幕墙是一种尝试。纽约百老汇42大街的转角处，行人每晚都可享受独特的景观：戏院外墙的霓虹灯、街区的商标以灯光设备的形式反射在阁楼与办公大厦的外墙上。钢肋片从街道外墙结构前面的楼板上悬挂下来。发光外表的不锈钢百叶固定在这些钢肋片上。百叶细孔的外表将光线分散在幕墙的周边并且反射到附近街区空间。竖向的钢截面与凹入的平衡梁将结构分为间隔的区域。在白天，外墙只通过三束白色的灯光来照明，但是晚上，多层的灯光外表开始浮现。

　　在晚上，半透明的帷幕拽下，灯光均匀的照射在帷幕上，为外界的各种颜色提供了变幻的演戏舞台。每个幕墙区域都分配了一种单独的颜色作为它们的基本照明，在这基本颜色之上可以增加三种颜色。入口区域上面的屏幕是用三种不同的重叠照明系统来进行激活的。使用了300多个灯座，使用电脑装置混合256种颜色，可以达到500种颜色。灯光的转换状态与街道的步调相协调：凌晨，灯光闪亮的节奏极为稳重、缓慢，白天，灯光安静祥和，晚上，灯光颜色变化多端,映射着42大街的变化氛围。

七、遮阳板动态幕墙
　　案例：巴黎大学研究所幕墙
　　遮阳板动态幕墙的遮阳板全开或部分开启时，则是单层幕墙加外遮阳系统；当遮阳板全闭时，则是双层结构的幕墙；状态的功能和外立面光照都是动态的。大学研究所（巴黎）的幕墙是一种尝试，此建筑坐落在Monde Du Arabe研究院旁边，此建筑由两块平行的板块组成，通过金属的跨梁与阶梯连接在上部的屋顶上。建筑的总面积为6700㎡，其中包括一个图书馆、两个演讲厅以及一些用于教学与行政管理的小教室。板块的外侧表面通过开窗法留出空隙，然后将玻璃结构覆盖在空隙上，作为板块的第二层，精心设计的玻璃的几何形状，使得综合楼外观成为一个艺术品，光线的折射、反射与颜色的搭配，创造出不同效果，在板块的窄边的表面上，透明的工业玻璃设计为封闭的外表面。在长边的表面上，与楼层等高的玻璃元件和后面的墙面形成45°的斜面，用作为遮阳的屏蔽。单独的竖向元件都固定在水平钢型材的框架上。网格锚固在外墙之上并且用拉杆支撑，建筑的外观呈现不同的变化：有时呈现敞开与透明的状态，有时呈现封闭的状态。

八、Sweeny教堂——美国印第安纳波立思
　　教堂室内采用白色为主色调，通过设在西南面9.35m×3.06m玻璃采光，5道竖向玻璃支撑和16道横向玻璃支撑将其分割成80个0.75m×0.75m的小格栅竖向玻璃与地板和天花板相连，横向玻璃通过硅酮结构胶与竖向玻璃粘接，在水平方向支承同时，还保证体系的稳定，支撑的玻璃都是6mm+6mm彩色镀膜的夹层玻璃。通过精心设计，随着光线入射角的变化，在横向玻璃之间不断折射、反射，产生光干涉现象,在室内形成独特、奇妙的彩色光影，开启了玻璃立面三维动态可能性。

　　这个案例可看出建筑师对哥特式建筑空间和彩色镀膜玻璃的现代化诠释，由于点式玻璃技术的应用，形成没有金属框格的空间，光线通过不同角度上的玻璃的折射、反射和干涉，‘雕塑’的光影随着时间变化起舞。

九、动态建筑和动态幕墙的展望
　　现代建筑和幕墙虽然是有一定创造性，但是，这些建筑和幕墙仍然是以传统的建筑模式与技术为基础。建筑物在日新月异地变化着，新时代建筑和幕墙追求美感的侧重点不再是比例或顺序，而是活力和动态，这是建筑艺术的延续和发展，新时代的新型建筑和幕墙要求高度创造性，要求设计师们大胆、创新和个性化。新时代的动态建筑和动态幕墙不妨作以下大胆展望或设想：

　　例如能够借助铰链和滑道改变外形，墙壁和屋顶可以重新排列组合，房间可以扩大或缩小，也可以由长方形变成多边形，甚至还能从一处整体移到另一处；许多建筑物可以整体旋转，使太阳能电池始终对着太阳等。

　　例如建筑物中遍布多种智能传感器用于检测应力、畸变、沉降、裂纹、腐蚀以及各种构件的其他功能。建筑物中可能会装上环境传感装置，用于检测空气的温度、湿度和污染。通过墙壁和房顶对空气进行过滤，这些信息都将反馈到一个中央处理机构，以保证建筑的安全与“健康”。

　　例如表现出曲线美，建筑平面图上的曲线看上去会比直线多，幕墙分格和窗户可能是圆形、椭圆形或其他无拘无束的形状；而且能够随时间、功能和人的意愿其形态和曲线可以变化。

　　例如幕墙玻璃，可由传统的透明玻璃转换为变色玻璃，白天和晚上色彩不同；季节不同，则色彩也不同；这些玻璃光彩夺目。有些透明，有些不透明，有些是蓝色，有些则是晶莹的黄色，而且透明度和色彩可随时间、功能或者要求而变化；也有些是闪烁着广告图文的红绿相间的条纹；整体建筑可由多种色彩组合而成一种艺术建筑，如果它表现的是一幅画，则这幅画也是能够变化的、动态的。

　　展望新时代的动态建筑和动态幕墙，将令人眼花缭乱和激动！“日出江花红胜火，春来江水绿如兰”，让我们展开双手，迎接动态建筑和动态幕墙的红火春天吧！

本文仅作参考，不妥之处，敬请指正。

参考文献：

1．《解读动态建筑》 作者：刘朔坦;李卓;宋晓冰
2．《美国专家预测本世纪五个建筑风格》 New Page 4
3．《Double-Skin Facades》 Prestel
4．《建筑视界》第2期 沈阳远大企业集团主办
5．Andrea Compagno, lntelligent Glaas Facades,Birkhauser
6．《北京三个开合屋顶》 魏东海