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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(jué)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(lái)越的出現(xiàn)在建筑立面中。花格沒(méi)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(guò)鏤空處理來(lái)呈現(xiàn)虛的建筑效果。花格的使用需要設(shè)計(jì)師不斷開(kāi)拓思路，對(duì)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(yǔ)
整個(gè)建筑的發(fā)展史同時(shí)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(lái)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(lái)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(lái)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。花格就是裝飾作用或遮陽(yáng)作用的表皮。
2. 花格的歷史
中國(guó)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(jì)元素被現(xiàn)代設(shè)計(jì)師追捧，花格就是其中重要的元素。相信到過(guò)故宮的游客都會(huì)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(jí)。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(wàn)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(jiàn)的形式，花窗的設(shè)計(jì)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(huì)結(jié)合通風(fēng)需要、遮陽(yáng)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。花格的加工方式包括鏤刻、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(duì)于比較簡(jiǎn)單的穿孔做法，可以采用沖孔來(lái)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(duì)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(duì)二維圖案的加工方式，對(duì)于需要立體造型的鏤空?qǐng)D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(duì)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(guò)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(gè)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(jì)
金屬拉伸網(wǎng)以金屬薄板為原料經(jīng)過(guò)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(jiàn)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(guò)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(cuò)或勾連，通過(guò)穿插、纏繞、打結(jié)等方法組織起來(lái)。以基礎(chǔ)原理為基礎(chǔ)，可以發(fā)展出很多編織方式，同時(shí)也會(huì)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(guò)不銹鋼拉索串聯(lián)起來(lái)，讓金屬片在空中隨風(fēng)飄舞。風(fēng)鈴的飄動(dòng)有兩種方式，水平方向飄動(dòng)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(yáng)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(jì)。
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(guò)將特定形狀的鋁板片組合起來(lái)，會(huì)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(guò)特定的模塊進(jìn)行組合，加工和安裝相對(duì)簡(jiǎn)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(huì)通過(guò)設(shè)計(jì)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(guò)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(jiǎn)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(guò)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(gè)立面尺度上的鏤空效果。組合式石材因?yàn)槭峭ㄟ^(guò)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(huì)更加簡(jiǎn)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(gè)字的尺寸在1590*1590，石材厚度為50mm，單個(gè)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(duì)鏤空?qǐng)D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?qǐng)D案的無(wú)序性和建筑設(shè)計(jì)意圖，幕墻橫梁采用分段設(shè)計(jì)，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(guò)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(shì)。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(duì)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(yíng)造了不一樣的視覺(jué)效果。UHPC格柵采用單元化設(shè)計(jì)，每個(gè)單元尺寸為2833*1640mm，共2300個(gè)單元，超一萬(wàn)平米。格柵單元在工廠進(jìn)行加工，現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)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(lái)實(shí)現(xiàn)，其效果模擬了磚砌的鏤空?qǐng)D案。光線通過(guò)鏤空墻面與玻璃幕墻在室內(nèi)產(chǎn)生透明與不透明的過(guò)渡，營(yíng)造出不同的空間效果。 這種鏤空的手法也是中國(guó)傳統(tǒng)建筑元素“窗欞”的體現(xiàn)，虛實(shí)對(duì)比使立面更為豐富，旁邊的兩個(gè)立面上，UHPC掛板像舞臺(tái)幕布一樣打開(kāi)，既和歌劇廳的建筑性質(zhì)相呼應(yīng)，又給大家?guī)?lái)無(wú)限遐想，吸引公眾探索幕后的室內(nèi)空間。
悅·藝術(shù)館，整個(gè)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(dòng)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(shuō)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(guó)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(guò)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(shí)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(wú)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(lái)的開(kāi)敞性要求。立面肌理變化豐富，為室內(nèi)營(yíng)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)，通常花格幕墻作為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(duì)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(jì)
鏤空幕墻系統(tǒng)往往需要進(jìn)行定制化設(shè)計(jì)。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(gè)建筑表皮設(shè)計(jì)的靈魂，表皮構(gòu)造需要貼合建筑師的設(shè)計(jì)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(jì)。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(lái)吊掛陶磚。
8.3防水設(shè)計(jì)
鏤空幕墻本身通常沒(méi)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(jì)理念。非鏤空幕墻有防水功能，鏤空幕墻沒(méi)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(jì)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(huì)受到很大的限制，通常會(huì)以美觀性沒(méi)前提的基礎(chǔ)上進(jìn)行幕墻體系的設(shè)計(jì)，該體系相比傳統(tǒng)幕墻系統(tǒng)，因?yàn)闆](méi)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(guò)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(duì)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(lái)實(shí)現(xiàn)的。雕刻或者切割會(huì)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(shí)候需要進(jìn)行整體建模計(jì)算才能確定最不利的位置，對(duì)幕墻設(shè)計(jì)及計(jì)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(lái)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(huì)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(huì)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(jì)構(gòu)想會(huì)因?yàn)榧夹g(shù)或者成本原因而無(wú)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(shì)必會(huì)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(méi)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(lái)會(huì)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(lái)發(fā)展的一部分，花格幕墻作為建筑具有裝飾或者遮陽(yáng)作用的建筑表皮，未來(lái)也會(huì)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(gè)有生命的人，花格幕墻作為這個(gè)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(yáng)光的進(jìn)入、控制通風(fēng)的大小等。同時(shí)可以通過(guò)形態(tài)變化，改變外立面效果。
10. 結(jié)語(yǔ)
建筑花格作為建筑表皮的重要表現(xiàn)形式，對(duì)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(kāi)始進(jìn)行考慮，方案建筑師、結(jié)構(gòu)師、幕墻設(shè)計(jì)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(jì)研究院有限公司
