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摘要：建筑作為城市的組成元素，立面的復(fù)雜多變是豐富城市景觀，提高城市美感的重要措施。其中虛實(shí)結(jié)合是提高建筑立面豐滿度的重要手段。玻璃因?yàn)榘胪该鞯囊曈X效果，一直在虛實(shí)相間中承擔(dān)“虛”的角色。隨著近些年建筑技術(shù)的發(fā)展，“花格”因?yàn)樽陨礴U空的效果和有別于玻璃的通透感，越來越的出現(xiàn)在建筑立面中�；ǜ駴]有特定的效果，也不必是特定的材料，任何建筑材料都可以通過鏤空處理來呈現(xiàn)虛的建筑效果�；ǜ竦氖褂眯枰O(shè)計師不斷開拓思路，對連接構(gòu)造和組合方式進(jìn)行創(chuàng)新，為新型建筑立面效果的呈現(xiàn)提供更多可能。
關(guān)鍵詞：花格、虛實(shí)、材料、構(gòu)造
1.引語
整個建筑的發(fā)展史同時也是建筑材料的發(fā)展史，建筑立面材料從古代的木、瓦、磚到現(xiàn)代的玻璃、石材、鋁板等，材料越來越多樣化，材料的連接方式和能夠?qū)崿F(xiàn)的形態(tài)也越來越多。建筑表皮作為建筑的皮膚，已經(jīng)從二維平面向三維立體發(fā)展，從單層表皮向多層表皮發(fā)展。原來單層表皮需要滿足防水、保溫等多種屬性，到了多層表皮，可以將屬性分解，從而產(chǎn)生了不需要防水及保溫的表皮�；ǜ窬褪茄b飾作用或遮陽作用的表皮。
2. 花格的歷史
中國的古建筑在美學(xué)方面一直具有自己獨(dú)特的屬性，有很多設(shè)計元素被現(xiàn)代設(shè)計師追捧，花格就是其中重要的元素。相信到過故宮的游客都會被故宮的花窗所吸引，故宮不同房間的花窗紋樣并不相同，不同的紋樣往往代表了房間主人的不同等級。如三交六椀菱花用于太和殿，地位最高，雙交四椀菱花用于景仁宮，正方格用于咸福宮，斜方格用于慈寧宮花園中的臨溪亭，轱轆錢用于養(yǎng)心殿，萬字紋用于御花園等，不同的花格紋理代表了不同的寓意。
除了類似故宮的宮殿類建筑，以蘇州園林為代表的民間建筑在花窗的應(yīng)用方面也有自己的特點(diǎn)。蘇州園林的花窗形狀有方形、圓形、八角形、葫蘆形、如意形、菱形等，其中的紋樣有海棠紋、回紋、云紋、龜背紋、冰裂紋等。漏景是蘇州園林中一種常見的形式，花窗的設(shè)計使園林的風(fēng)景若隱若現(xiàn)，能夠激發(fā)人游玩探索的欲望。
3. 用于幕墻中的花格
幕墻是現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，用于幕墻中的花格不再是古代的木或者石，而是采用現(xiàn)代工藝加工和安裝的新材料。幕墻中的花格往往并非單純的裝飾作用，建筑師會結(jié)合通風(fēng)需要、遮陽需要、檢修需要等，將立面功能與整體立面效果相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)建筑立面效果的統(tǒng)一。
能夠?qū)崿F(xiàn)花格效果的材料很多，包括鋁合金（詞條“鋁合金”由行業(yè)大百科提供）、不銹鋼等金屬材料、石材、陶磚、UHPC等�；ǜ竦募庸し绞桨ㄧU刻、編織、組合等。
4. 金屬類花格
金屬因?yàn)槠?a target='_blank' style='font-size:1em; border-bottom:1px dotted blue;'>強(qiáng)度高，易加工的特點(diǎn)，相比其它材料更容易實(shí)現(xiàn)花格的效果，金屬類花格根據(jù)材料及加工工藝，有以下類型：
4.1 金屬板鏤刻
金屬板的加工有多種方式，對于比較簡單的穿孔做法，可以采用沖孔來實(shí)現(xiàn)，沖孔是采用沖孔機(jī)進(jìn)行加工，適用于孔大小一致的圓孔板。對于比較復(fù)雜或者板厚比較厚，金屬板比較硬的，沖孔很難滿足要求，一般采用激光切割的穿孔方式。激光切割相比沖孔，加工速度低，但加工的版面更加平整，且能夠?qū)崿F(xiàn)更加復(fù)雜的造型。
沖孔和激光切割是針對二維圖案的加工方式，對于需要立體造型的鏤空圖案，需要采用雕刻機(jī)進(jìn)行加工。為了實(shí)現(xiàn)更加立體的效果，采用雕刻工藝實(shí)現(xiàn)的鏤空鋁板往往采用加厚的鋁板，如10mm厚鋁板。
4.2 型材或鋼材拼接
對于斷面均相同的花格造型，可以考慮采用鋁合金型材（詞條“鋁合金型材”由行業(yè)大百科提供）作為花格的斷面，通過型材之間的拼接，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的紋理效果。
鋼材相比鋁合金型材，因?yàn)槠鋸?qiáng)度更高，更容易焊接，更容易實(shí)現(xiàn)花格的效果。如尹山湖文體中心，外立面整體采用鋼材進(jìn)行拼接。
4.3 金屬板拉伸
拉伸網(wǎng)是金屬篩網(wǎng)的行業(yè)中一個品種，又稱鋼板網(wǎng)、沖剪網(wǎng)，是使用金屬板經(jīng)沖剪、拉伸而成的具有菱形或方形孔眼的板狀網(wǎng)。金屬拉伸網(wǎng)由鋼板、鋁板、不銹鋼板（詞條“不銹鋼板”由行業(yè)大百科提供）等制成，具有許多優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，使其成為一種可行的建筑材料。沖壓網(wǎng)的孔洞大小、圖案，可以根據(jù)需要進(jìn)行加工設(shè)計
金屬拉伸網(wǎng)以金屬薄板為原料經(jīng)過機(jī)械切縫、拉伸、壓平等工序而成。其中數(shù)控沖床是比較常見的沖剪方式。
4.4 金屬線編織
以金屬絲材、線材（詞條“線材”由行業(yè)大百科提供）等通過機(jī)器編織而成的金屬編織網(wǎng)、金屬網(wǎng)簾。金屬線的編織方式很多，基礎(chǔ)原理為將經(jīng)線和緯線相互交錯或勾連，通過穿插、纏繞、打結(jié)等方法組織起來。以基礎(chǔ)原理為基礎(chǔ)，可以發(fā)展出很多編織方式，同時也會形成不同的編織效果。
4.5 風(fēng)鈴幕墻
風(fēng)鈴幕墻是將金屬片通過不銹鋼拉索串聯(lián)起來，讓金屬片在空中隨風(fēng)飄舞。風(fēng)鈴的飄動有兩種方式，水平方向飄動和繞著豎向軸旋轉(zhuǎn)。為了突出風(fēng)鈴的效果，往往選用亮面金屬，如亮面不銹鋼、陽極氧化鋁板、銅板等。風(fēng)鈴之間可以相互搭接，也可以間距布置。風(fēng)鈴片的形狀有矩形、菱形、圓形等。風(fēng)鈴幕墻有很大的可玩性，材質(zhì)、形狀、連接方式、布置方式等均可以進(jìn)行定制化設(shè)計。
4.6 組合式花格
蘇州藝術(shù)中心外立面為典型的組合式花格幕墻，通過將特定形狀的鋁板片組合起來，會形成具有立體空間效果的金屬花格效果。該效果的實(shí)現(xiàn)看似復(fù)雜，實(shí)際是通過特定的模塊進(jìn)行組合，加工和安裝相對簡單。
5. 石材花格
在石材幕墻中，為了實(shí)現(xiàn)特定的裝飾效果或?qū)νL(fēng)口等部位進(jìn)行隱藏，會通過設(shè)計鏤空的石材效果實(shí)現(xiàn)美觀性及通風(fēng)需求。如在觀音圣壇項(xiàng)目中，連廊頂部設(shè)置了鏤空石材效果。鏤空石材是石雕工藝的一種，具有悠久的歷史。根據(jù)鏤空效果大小的不同，有在石材本身進(jìn)行鏤空雕刻及通過不同石材的拼接組合實(shí)現(xiàn)大的鏤空效果兩種方式。
5.1石材的鏤空雕刻
石材作為具有悠久歷史的建筑材料，很早就被應(yīng)用在了建筑中，為了實(shí)現(xiàn)建筑中的虛實(shí)結(jié)合或與園林風(fēng)景等的結(jié)合，石材很早就有鏤空雕刻的傳統(tǒng)。石雕工藝是極具藝術(shù)性的工藝，是有別于繪畫的立體三維工藝，具體到鏤空雕刻，也并不是簡單的鑿除一部分石材，而是將藝術(shù)創(chuàng)作融入到雕刻技藝，實(shí)現(xiàn)立體空間效果的藝術(shù)表現(xiàn)形式。
5.2組合式石材鏤空效果
組合式石材鏤空效果是通過不同的石材板塊拼接出建筑立面的鏤空效果，相比石雕工藝，組合式石材能夠?qū)崿F(xiàn)整個立面尺度上的鏤空效果。組合式石材因?yàn)槭峭ㄟ^石材板塊的拼接實(shí)現(xiàn)的，能夠?qū)崿F(xiàn)的鏤空效果相比鏤空石雕工藝會更加簡單。如四川大劇院外立面石材采用黃金麻石材加工組合而成，模擬篆體字的效果，每個字的尺寸在1590*1590，石材厚度為50mm，單個字的重量為350公斤。
北京電力科技館采用了類似的表現(xiàn)形式，在石材面上形成了大小、位置各異的鏤空效果。
鏤空石材圖案比較隨意，為了保證豎向龍骨的貫通，需對鏤空圖案排版進(jìn)行調(diào)整，避免豎向龍骨外露。為了保證原有鏤空圖案的無序性和建筑設(shè)計意圖，幕墻橫梁采用分段設(shè)計，配合L形托板與背栓進(jìn)行結(jié)合。
6. UHPC花格
UHPC(超高性能混凝土)是一種具有超高強(qiáng)度、超強(qiáng)耐久性（詞條“耐久性”由行業(yè)大百科提供）、孔隙率低、耐侵蝕性強(qiáng)的特殊混凝土，UHPC基體的超高強(qiáng)度通過配方不同比例加入耐堿玻璃纖維、聚乙烯醇纖維（詞條“纖維”由行業(yè)大百科提供）、鋼纖維進(jìn)一步得到增強(qiáng)和增韌性能，它幾乎可以做出任意造型，從平面到鏤空再到曲面等各種異形均可制作。
基于UHPC的超強(qiáng)特性，在鏤空效果的實(shí)現(xiàn)方面具有更大的優(yōu)勢。UHPC材料因?yàn)槠涑邚?qiáng)度的屬性，可以取消龍骨，讓UHPC材料自身受力，對于需要內(nèi)外均可視的鏤空效果更加有利。如深業(yè)上城A區(qū)外走廊采用了UHPC材料作為格柵，格柵充分利用了UHPC的材料特性，整體造型為“擰麻花”樣式，內(nèi)外均可視，營造了不一樣的視覺效果。UHPC格柵采用單元化設(shè)計，每個單元尺寸為2833*1640mm，共2300個單元，超一萬平米。格柵單元在工廠進(jìn)行加工，現(xiàn)場通過螺栓連接到T型鋼上。
有別于深業(yè)上城的格柵效果，上音歌劇院外立面也采用了UHPC來實(shí)現(xiàn)，其效果模擬了磚砌的鏤空圖案。光線通過鏤空墻面與玻璃幕墻在室內(nèi)產(chǎn)生透明與不透明的過渡，營造出不同的空間效果。 這種鏤空的手法也是中國傳統(tǒng)建筑元素“窗欞”的體現(xiàn)，虛實(shí)對比使立面更為豐富，旁邊的兩個立面上，UHPC掛板像舞臺幕布一樣打開，既和歌劇廳的建筑性質(zhì)相呼應(yīng)，又給大家?guī)頍o限遐想，吸引公眾探索幕后的室內(nèi)空間。
悅·藝術(shù)館，整個項(xiàng)目以UHPC板和高反射鍍膜玻璃作為主材料，二層以上，建筑師以UHPC鏤空板作為二次立面，為室內(nèi)空間望向罐體的視線增添一層觸媒，令觀看的動作更豐富且更具生趣。
7. 陶磚
磚最早作為砌墻的主要材料，素有秦磚漢瓦的說法。真正磚的起源遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于秦朝，早在5000年前的仰韶文化藍(lán)田新街遺址就發(fā)現(xiàn)了中國最早的磚。陶磚是一種采用優(yōu)質(zhì)黏土和紫砂陶土及其他原料配比后，經(jīng)過高溫?zé)贫傻慕ㄖ牧稀Ｅc傳統(tǒng)的陶土磚相比，陶磚在質(zhì)感、色澤、實(shí)用性等方面有所改進(jìn)，具有更細(xì)膩的質(zhì)感、更穩(wěn)定的色澤、更優(yōu)美的線條和更強(qiáng)的實(shí)用性。陶磚能夠耐受極端的溫度變化，包括耐高溫和抗嚴(yán)寒，同時具有良好的耐腐蝕性（詞條“耐腐蝕性”由行業(yè)大百科提供）和抗沖刷性，這些特性使得陶磚在建筑裝飾中非常受歡迎。陶磚做法存在穿鋼筋拉桿、干掛、嵌掛、PC反打做法、拉索吊掛等。
無錫錫寶行的外部形象結(jié)合現(xiàn)代材料與(傳統(tǒng))建造工藝，選擇粉白空斗磚墻的砌筑肌理。圍護(hù)體系采用雙層表皮，外側(cè)白陶磚鏤空墻參考江南空斗墻的技藝，采用宜興現(xiàn)代工藝制成的灰白色陶磚，采用干掛體系疊掛。一、二、三層采用三種不同密度的鏤空比例，以滿足由下至上各層空間由于不同功能的帶來的開敞性要求。立面肌理變化豐富，為室內(nèi)營造多層次的光影變化。
上海老船廠采用直徑8mm的不銹鋼索將陶磚進(jìn)行吊掛，形成了鏤空的陶磚立面效果。
8. 花格幕墻的技術(shù)難點(diǎn)
花格幕墻以鏤空為其主要特點(diǎn)，通�；ǜ衲粔ψ鳛�雙層幕墻表皮的外層幕墻出現(xiàn)，內(nèi)外均可視，主要技術(shù)難點(diǎn)如下：
8.1 美觀性的保證
花格幕墻因?yàn)槠鋬?nèi)外均可視的特性，對美觀性要求很高。傳統(tǒng)的非透明幕墻主要表皮關(guān)系為幕墻面板+幕墻龍骨+內(nèi)側(cè)墻體，只有外側(cè)幕墻可視，龍骨及連接構(gòu)件隱藏于幕墻表皮與內(nèi)側(cè)墻體之間，不可視，其系統(tǒng)構(gòu)造更加容易實(shí)現(xiàn)。花格幕墻因?yàn)槠鋬?nèi)外側(cè)均可視，則要求幕墻構(gòu)造需作為可視構(gòu)造做法進(jìn)行考慮。
8.2幕墻系統(tǒng)的定制化設(shè)計
鏤空幕墻系統(tǒng)往往需要進(jìn)行定制化設(shè)計。鏤空幕墻系統(tǒng)往往作為項(xiàng)目的點(diǎn)睛之筆出現(xiàn)，是整個建筑表皮設(shè)計的靈魂，表皮構(gòu)造需要貼合建筑師的設(shè)計理念，綜合考慮外飾效果、內(nèi)飾效果、燈光效果等多種效果，結(jié)合建筑材料的特性，進(jìn)行創(chuàng)造性設(shè)計。如上海老船廠陶磚幕墻參考了拉索玻璃幕墻的做法體系，利用不銹鋼拉索來吊掛陶磚。
8.3防水設(shè)計
鏤空幕墻本身通常沒有防水需求，鏤空幕墻通常作為建筑表皮的一部分，與非鏤空幕墻相互結(jié)合，實(shí)現(xiàn)建筑表皮虛實(shí)結(jié)合的設(shè)計理念。非鏤空幕墻有防水功能，鏤空幕墻沒有防水功能，兩者相互結(jié)合的部位是項(xiàng)目的重點(diǎn)和難點(diǎn)，需要用防水線的設(shè)計理念，確保整體防水的連續(xù)性。
8.4構(gòu)造安全性
鏤空部位通常受力比較復(fù)雜，從風(fēng)荷載考慮，鏤空部位通常幕墻內(nèi)外均受到風(fēng)荷載的影響，風(fēng)荷載的體型系數(shù)通常難于按照荷載規(guī)范進(jìn)行取值。從構(gòu)造上講，為了保證鏤空幕墻內(nèi)外的效果，龍骨布置及幕墻面板連接方式會受到很大的限制，通常會以美觀性沒前提的基礎(chǔ)上進(jìn)行幕墻體系的設(shè)計，該體系相比傳統(tǒng)幕墻系統(tǒng)，因?yàn)闆]有大規(guī)模使用，其可靠性更低。
鏤空幕墻作為雙層幕墻表皮的外層幕墻，其生根通常通過懸挑進(jìn)行連接，有些部位懸挑具體很大，考慮到鏤空幕墻的自重及風(fēng)荷載的影響，可能對內(nèi)側(cè)的幕墻龍骨或者主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的反力。
8.5材料自身的削弱
很多鏤空效果的實(shí)現(xiàn)是靠將原本是面層的材料進(jìn)行雕刻或者切割等加工措施來實(shí)現(xiàn)的。雕刻或者切割會削弱材料自身的強(qiáng)度，不同的雕刻圖案其最玻璃的點(diǎn)是不同的，有的時候需要進(jìn)行整體建模計算才能確定最不利的位置，對幕墻設(shè)計及計算提出了很高的要求，容易因?yàn)槭杪┊a(chǎn)生安全隱患。
9. 未來花格幕墻技術(shù)展望
花格幕墻的產(chǎn)生有著悠久的歷史，是建筑技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物，隨著建筑技術(shù)的不斷進(jìn)步，花格幕墻也會隨之進(jìn)步。
9.1 新型鏤空材料及技術(shù)的出現(xiàn)
新材料的出現(xiàn)受到人類整體科技的影響，很多技術(shù)是跨行業(yè)的，新技術(shù)會因?yàn)槌杀镜慕档拖鲁恋叫碌男袠I(yè)，碰撞出不同的火花。如以3D打印技術(shù)為例，3D打印適合立體復(fù)雜造型的產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)，鏤空幕墻本身就是立體復(fù)雜的立面造型。受限于目前材料的加工技術(shù)，很多建筑師的設(shè)計構(gòu)想會因?yàn)榧夹g(shù)或者成本原因而無法實(shí)現(xiàn)。如果3D打印技術(shù)最終成熟到技術(shù)和成本均可以接收，勢必會產(chǎn)生更多的新型鏤空材料。
9.2 與光伏技術(shù)的結(jié)合
目前的光伏建筑一體化，主要是將光伏材料替代傳統(tǒng)的鋁板、石材等非透明材料，因?yàn)?a target='_blank' style='font-size:1em; border-bottom:1px dotted blue;'>光伏技術(shù)的限制，目前還沒有應(yīng)用在穿孔板或者鏤空雕刻板上的技術(shù)。相信在將來會出現(xiàn)更加靈活的光伏技術(shù)產(chǎn)品。
9.3 智能花格體系
作為智能建筑未來發(fā)展的一部分，花格幕墻作為建筑具有裝飾或者遮陽作用的建筑表皮，未來也會隨著智能建筑的發(fā)展逐步向智能化方向發(fā)展。
如果將建筑比喻為一個有生命的人，花格幕墻作為這個人的衣服或者裝飾，花格本身應(yīng)該具備適應(yīng)建筑需求而進(jìn)行自我調(diào)整的能力。如根據(jù)不同季節(jié)的不同進(jìn)行形態(tài)的變化用于控制陽光的進(jìn)入、控制通風(fēng)的大小等。同時可以通過形態(tài)變化，改變外立面效果。
10. 結(jié)語
建筑花格作為建筑表皮的重要表現(xiàn)形式，對于豐富建筑立面效果有著重要的作用。建筑花格的實(shí)現(xiàn)需要綜合考慮材料品種、加工工藝、系統(tǒng)構(gòu)造、安裝措施、維護(hù)等多種因素。需要從建筑方案階段開始進(jìn)行考慮，方案建筑師、結(jié)構(gòu)師、幕墻設(shè)計師等各方合作，共同確保建筑花格完美效果的實(shí)現(xiàn)。
作者單位：上海市建筑裝飾工程集團(tuán)有限公司
華東建筑設(shè)計研究院有限公司
