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建筑幕墙中窗槛墙及影箱的设计运用
撰文 陆斌 美国佩里·克拉克·佩里建筑事务所
窗槛墙在英语里称Spandrel，其位置处于上下楼层可视玻璃之间，在建筑外立面上作为连接上下楼层可视玻璃的外墙部分，面积占到15%~30%。随着建筑幕墙的普及和各种新材料（词条“新材料”由行业大百科提供）的出现，其美学的表现性非常丰富灵活。窗槛墙因其位于分隔上下两层楼板的尽端，覆盖背后的结构构件和吊顶中的管线设备，并需要防止火灾向上蔓延，因此窗槛墙又有一系列的功能和规范要求。本文根据大量欧美经典建筑作品的经验，概述窗槛墙设计中的考虑要素和日益流行的幕墙Shadow Box(影箱)的应用，使建筑师在实践时既满足技术要求，又可以为建筑表现创造出更大的想象空间。
本文中的实例来自于佩里·克拉克·佩里建筑事务所(原西萨佩里建筑事务所)的高层建筑作品，希望通过这些建成的实例介绍如何通过窗槛墙和Shadow Box的设计表达建筑师的设计理念。
面对一个高层建筑项目，当早期设计研究进行到一定阶段，功能关系、建筑形体等主要设计问题得到基本解决后，建筑师往往已经得到了一个或若干个设计概念作为继续发展的基础。此时，根据初期确定的建筑形态，设计师可以借助立面图、三维效果图和模型对表皮进行一系列的扩大研究和判断。对于窗槛墙部分而言，可以从技术和美学两方面来考虑。
在技术方面，建筑师需要考虑以下因素：
(1)初步确定层高及室内净高、可视玻璃的高度和窗槛墙的高度。由于亚洲通行的幕墙模块宽度往往是1 200~1 500mm，根据此模数可以初步感受幕墙面的外观效果来考虑幕墙分割比例关系。当建筑师希望设计超尺寸的幕墙模块时，需要谨慎考虑其可行性，大尺度玻璃更厚更重，风荷载更大，需要更大尺寸的檩条;当需要布置可开启窗时，需要插入较小的幕墙模数，但同时也增加了成本。在平面布置上，幕墙的模数需要和其他建筑模数相协调，特别是结构柱网的模数。
(2)确定结构、空调系统、照明、喷淋等机电系统需要的吊顶高度。地面架空层高度的国际标准为150mm，很多设计采用了地面送风方式使一部分吊顶的厚度移到了地面。
(3)根据项目位置和朝向，当遮阳成为一个重要因素时，建筑既可以采用幕墙外悬挑的遮阳构建，也可以采用外墙玻璃上的彩釉图案来控制阳光直射，更有采用双层对流中空幕墙夹控制百页的做法使建筑物更加节能(如后文中介绍的水晶塔)。
(4)是否能满足800mm的窗槛墙防火（词条“防火”由行业大百科提供）宽度要求。
在建筑美学层面上，建筑师需要考虑以下因素：
(1)材料：同玻璃幕墙一样，窗槛墙的材料可分为玻璃、金属、石材（词条“石材”由行业大百科提供）或复合材料几种。石材的选择往往只限于花岗石和石灰石，但由于石灰石强度较低，厚度较花岗石会更大。石材用于超高层建筑时，其锚固措施的要求更高。大理石等石材因强度和非匀质的特性一般不作为幕墙板材使用。材料选择不当所带来的后果非常严重，曾以世界上最高的大理石外墙建筑为荣的芝加哥Standard Oil Tower(标准石油大厦)，高346m，在1990年花费8千万美元才将容易开裂坠落的大理石换成花岗石。因石材自重大，增加了主体结构尺寸，更增加了幕墙锚件以及楼板边缘的荷载（词条“荷载”由行业大百科提供）要求。与此相反的是，金属因自重轻、造价低，带给建筑师更广泛的选择，也常常可以代替石材给建筑带来的厚重感，如马来西亚双子塔和伦敦金丝雀码头商务区的加拿大广场采用的都是不锈钢幕窗槛墙和遮阳构件。
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