漫談玻璃幕墻

摘要：虛的窗，實的墻。千百年來，建筑師們就在這“虛”“實”對比中作文章，只是窗面積日漸增大著。從這個角度，柯布西埃說：“建筑的歷史就是為光線而斗爭的歷史，就是為窗子而斗爭的歷史”。

　　虛的窗，實的墻。千百年來，建筑師們就在這“虛”“實”對比中作文章，只是窗面積日漸增大著。從這個角度，柯布西埃說：“建筑的歷史就是為光線而斗爭的歷史，就是為窗子而斗爭的歷史”。

　　然而，密斯沒有循著歷史的腳印走，在1919―22年間，提出了將窗和墻合二而一的，全玻璃幕墻的高層建筑方案。他認為玻璃幕墻起反射作用，沒有陰影，可以得出最簡潔的造型；同時，它映現出周圍景色，可以得到豐富多彩的藝術效果。這個玻璃幕墻的設想，成為他的名言“少即是多”的最貼切的注腳。

　　密斯的方案，完全是從造型藝術的角度提出的，在當時是不切實際的。因為如用當時僅有的透明玻璃來做墻，其導熱系數約為5千卡/小時?平米?℃。這樣大型的全玻璃幕墻建筑，冬天取暖與夏天制冷將是難以承受的負擔，加上眩光使人眼花繚亂，誰還有心思去欣賞其反射的景色呢。

　　早在密斯之前，格羅皮烏斯就開始了局部采用玻璃幕墻的嘗試。1910年，他在法古斯工廠首次采用了大面積玻璃窗及轉角窗，被譽為是新建筑的曙光。1914年，他在科隆建筑展覽會上工業館采用了玻璃幕墻樓梯間。1926年，他在包豪斯新校舍采用了大面積玻璃幕墻，由于其形體的簡潔新穎，被譽為奠定國際式新建筑風格的三杰作之一。但是由于當時材料條件的限制，在功能上有許多問題，這種脫離功能的形式是不會有生命力的。

　　然而，密斯還是念念不忘要用全玻璃幕墻來創造出新建筑形式。1945年，他開始為女醫生設計一幢全玻璃幕墻的“范斯沃思”住宅，這雖然遠不是他設想的，那樣大型的全玻璃幕墻摩天樓，但畢竟是按照他的藝術構思，造出一幢住人的“水晶宮”，不幸的“水晶宮”的女主人，被生活的不便與嚴寒酷暑折磨所激怒，對米斯提出了控告。密斯是把建筑藝術看得重于一切的人，這個打擊并沒有減弱他的創作熱情。1955年，他又為伊利諾工學院設計了面積更大的玻璃幕墻的建筑專業教室，強調建筑藝術而忽視功能的作風再一次受到了實踐的遣責。1958年，密斯與約翰遜合作，設計了38層玻璃幕墻的紐約西格拉姆大廈。這棟大廈是在青銅飾面的鋼柱間鑲嵌琥珀色的玻璃幕墻。這種染色玻璃是50年代的新產品，由于在玻璃原料中加進不同的礦物原料，而呈現出藍灰色、古銅色、藍綠色、琥珀色等種種顏色。染色玻璃的導熱系數雖然與透明玻璃相當，全隨著其色素的不同而濾去太陽光譜中相應的部分，因而一般說來，其遮擋系數可達0.5左右Z(遮擋系數是指與1/8英寸透明玻璃遮擋太陽幅射熱能力的比值，遮擋系數越小，透過太陽的輻射熱就越少)。因此，染色玻璃的幕墻與透明玻璃的幕墻相比，在夏季可以避免陽光的曝曬，節約制冷費，還可避免惱人的眩光。西格拉姆大廈，雖然還沒有達到密斯所設想的高反射全玻璃幕墻的境地，但它新穎的造型與較為適用的功能，使西格拉姆成為當時頗負盛名的建筑。

　　1962年，沙里寧事務所首先在貝爾電話實驗室中采用了鏡面玻璃幕墻。這是一棟沿著湖濱建造的扁長玻璃盒子，晶瑩的鏡面反射出粼粼的湖光水色，這才是米斯所設想的能反映周圍景色的幕墻。鏡面玻璃是60年代的新產品。在玻璃生產時，經熱處理、真空沉淀或化學方法，使玻璃的一面形成一層具有不同顏色(如金、銀、藍、灰、古銅)的金屬膜，像鏡子一樣，具有將入射光反射出去的能力。6毫米厚的透明玻璃，能透過太陽的可見光78%，而同樣厚度的古銅色的鏡面玻璃，僅能透過太陽的可見光的26%。因此，其導熱系數雖然與透明玻璃相當，其遮擋系數卻比染色玻璃更小，一般可達到0.3左右。如果用鏡面玻璃與透明玻璃組成帶空氣層的隔熱玻璃幕墻，其遮擋系統可達0.1左右。炎熱的陽光透過這種幕墻曬到你的身上，你將感覺不到陽光的熱量。這種帶空氣層的隔熱玻璃幕墻，導熱系數約為1.5千卡/小時.平米.℃。比一磚厚兩面抹灰的磚墻(導熱系數約為1.7)的保暖性能還好。至此，玻璃幕墻一躍成為一種高效能的墻體材料。當然這種玻璃的可見光透過率較低，但可以從擴大采光面積而得到補償。美國拉達斯第一國際大廈設計時進行過比較，采用占外墻面積70%的太陽冷480型反射隔熱玻璃，比采用占外墻面積20%的普通單層玻璃的耗能量還少。1971年建成的60層高的波士頓漢考克大廈，是由貝聿銘事務所設計的一幢完全體現了米斯的設想的，純凈得一無所有的玻璃幕墻摩天大樓。它以極簡潔的造型，極純凈地反映周圍景色而轟動了整個美洲和歐洲。但是，好事多磨，在贊美聲中卻夾雜著一陣陣令人掃興的玻璃破碎聲。

　　漢考克大廈（上圖）的幕墻，是由鏡面玻璃與透明玻璃組成的隔熱玻璃，共劃分成1.4×3.5米的玻璃10344塊。1968年開工，至1971年建成后就陸續有玻璃破裂。1973年一次風暴中吹壞了數十塊，破玻璃落下來又砸壞了一些玻璃。至1975年已有兩千多塊玻璃因破裂由木板代替，美麗的漢考克變得千瘡百孔。為此，業主對貝聿銘事務所及有關的五個公司提出控告。據調查認為原因是結構剛度太差和玻璃強度不足(相對其厚度與面積而言)。決定采取加強中央豎井以增加結構剛度，將隔熱玻璃改為單層較厚的回火玻璃(同樣厚度的回火玻璃比退火玻璃強度高4―5倍)的補救辦法。這些措施共花施工、材料、設計費達數百萬美元，約占建筑總投資的數十分之一。坎布里奇中級法院最后判決，按照6個單位在事故中的責任大小來分攤這筆費用，貝聿銘事務所占4/19，兩個玻璃制造廠商均占6/19。至此，漢考克大廈又恢復了閃閃光的從優雅的儀容。但是，這樁公案仍未了結，在修復后至今的五年中，又已破裂了55塊。開始，為了預測即將破裂的玻璃，專門委派了一小隊看守人員分散在大街上，拿著望運鏡仔細觀察每一塊玻璃的顏色變化，因而成為波士頓街道生活中的一件新鮮事。現在，這種工作已由電子傳感器代替了。這是一種大約有50美分錢幣那樣大小的薄片，每塊玻璃上都貼有一片，這10344片傳感器隨時將玻璃的內部狀態傳至中央控制室，一旦有玻璃即將破裂，中央控制室即會發出指令，并指出其位置，管理人員可迅速將其換掉。這樁公案今后將如何了結?只好且聽下回分解了。

　　玻璃是一種脆性材料。目前，玻璃的安裝方法還不能使結構的變形完全不影響到玻璃，因此在高度或跨度較大的建筑中采用玻璃幕墻，必須與結構工程師密切配合，把變形量控制到最小。同時，特別要注意溫度應力對玻璃幕墻造成的破壞。人們注意到在大風中破碎的大多是窗間墻玻璃，據分析原因是窗間墻處往往有柱、圈梁、管道、保溫材料等，使太陽的輻射熱不易散去，產生溫度應力，再疊加上風荷載產生的應力，故而達到破裂。距暖氣片或送風口太近，以及室外遮擋物(陽臺，屋檐，線腳 )在陽光下造成的局部陰影，都能使玻璃產生較大的溫度應力而破壞。此外，由于玻璃的強度是按四面支承均勻分布荷載計算的，如果施工不當，四角沒固接好或忘擰螺絲，也會使玻璃易于破裂。由于這種種因素，建筑師在根據風荷載、按照玻璃廠商給出的強度與面積關系曲線決定玻璃面積與厚度時，一般都采用較大的安全系數(如2.5)。目前，國外關于保證玻璃幕墻安全方面，已初步總結出成套技術。盡管鏡面玻璃幕墻在節約能源和創造舒適環境方面有一定的優越性，但造價昂貴(隔熱玻璃幕墻約合200美元/平米)，是最貴的一種墻體材料，技術上也還不十分成熟。但熱衷于玻璃幕墻者大有人在。看來，美學的動因是決定性的因素。丹下健三說：“現在，我們開始在草月會館和花枝守大樓試用鏡面玻璃，我們認為這種材料適于創造新的形式。在赤坂王子飯店和最近德黑蘭建造一座旅館中，繼續對鏡面玻璃外墻的形式進行探索。由于鏡面玻璃在功能上的優點，和視覺上的多種可能性，因此，利用鏡面玻璃的想法似乎頑強地在我們的頭腦中盤旋。在阿爾及利亞國防機場修機樓中，它的形式就是從這種新的功能得出來的。”

　　普通的鏡子，能反射但無法透視，鏡面玻璃則不然。由于其上的金屬層特別薄，使它在迎光面具有鏡子的特性，在背光面則又如窗玻璃般透明。這種特性造成了視覺上的多種可能性。

　　試想你來到福斯特事務所設計的，英國伊普斯維奇市威廉.費伯和杜馬有限公司辦公樓前，鏡面玻璃幕墻在你面前展現出一幅連續的，流動著周圍景色的畫卷，它掩蔽著整幢大樓的內部，真是一堵不透風的墻。當你一旦進到內部，這堵阻礙視線的墻，會突然從你的視野中消失，外部景色融合進來，你看到的是一個沒有邊際的、無限開闊的空間。當然，要是你呆到晚上，情況就會顛倒過來。在明亮舒適的室內，看不見玻璃幕墻外的世界，幕墻實實在在的圍護著，給你以安全感。這時，如再從外往里看，你將象解剖師一樣，開腸剖肚，把之棟建筑的構架及室內的活動看得一清二楚。這對于要招徠顧客的商業及公共娛樂場所，是極有吸引力的。當然，對于私密性強的如公寓等建筑，那就只好借助窗簾或活動百頁之類的設施了。

　　鏡面玻璃幕墻在視覺上的各種可能性，還表現在它反映周圍的景色。在一天不同的時間，或一年四季的變化，云彩的移動，花草樹木的枯榮，使玻璃幕墻的藝術效果處于不斷變幻之中。尤其是在暴風雨前后或黃昏及晨曦等某些特定的環境中，由于鏡面玻璃的反射作用，使自然界瑰麗景色得到更強烈的反映，給人印象至深。

　　在開闊的郊區，鏡面玻璃的藝術效果往往得到最充分的表現。貝克特事務所設計的達拉斯凱悅飯店，建于達拉斯主要商業區外緣的一個重建區，由于位置顯要，四圍環境開闊，設計意圖是使這棟建筑不論從遠處或近處看來，都能得到不斷變化的視景。當人們在一英里外的高速公路上，高低錯落的建筑形象已映入眼簾，隨著車輛的行駛，它的輪廊線不斷地變化著，溜溜的鏡面玻璃幕墻，不時發出耀眼的光輝，給人一種新奇的感受。

　　在摩天樓林立的鬧市區，則不容易取得這樣的藝術效果，但鏡面玻璃仍有其用武之地。前面提到的波士頓漢考克大廈，位于市中心繁華的大街上，建筑地段十分狹窄，周圍的建筑風格各異，大體量的漢考克大樓如何與周圍的環境協調，并不至出現局促堵塞的感覺，確實是個難題。設計者運用了鏡面玻璃幕墻的新形式，60層高的漢考克，下半截映出周圍建筑的景色，我中有你，取得了較好的和諧統一的效果；其高入云天的上半截，由于鏡面玻璃與天光云影一色，有輕浮得恍然若失的感受。在這擁擠喧囂的鬧市之中，這種效果，真可嘆為一絕。其實，普通的透明玻璃，也有反射作用，只不過其反射率低，如6毫米厚的浮法生產的透明玻璃，僅能反射太陽光的7%，而高反射的鏡面玻璃幕墻，能反射45%，反射率越高，外觀愈晶瑩，反映景色愈清晰，藝術效果愈好。但是，這種有方向性的反射光，如集中反射到鄰近的建筑上，就會造成熱污染。現在國外的一些大城市中，對周圍建筑造成熱污染與遮擋陽光造成的危害，同樣要由法庭追究責任。因此有些時候需要采用散射型鏡面玻璃，例如550型幕墻，僅能反射太陽光線的15%，其余一部分太陽光是通過對流與輻射的方式，既無方向性地散射出去，因此這種幕墻的隔熱效能仍然是好的。

　　鏡面玻璃出現之前，要想將不透明的墻與透明的窗組成一個連續的、整體的立面是很困難的。為了這種需要，往往采取犧牲功能的辦法，在不需要開窗的地方開窗，或在需要開窗的地方不開窗，或是用線腳之類勉強性格不同的墻與窗框在一起。鏡面玻璃的出現，使立面設計得到了最大的靈活性，使建筑達到稱心如意的連續性，因而使建筑的體型設計趨于自由。因為鏡面玻璃有樣的特性，在其內表面，可以根據不同的功能需要來決定采光面積與采光孔的位置，其余部分可涂以多孔保溫陶瓷或貼附其他保溫材料以做成不透明的窗檻墻，不管這些變化多么不規則，卻絲毫不影響外觀。人們在室外看到的，永遠是那樣純凈連續晶瑩的，堪與精致的工藝品比美的玻璃外套。

　　一般的玻璃幕墻，多鑲嵌在鋁或鋼框子上，對連續完整地反映周圍的景色，多少有些欠缺。英國在這方面的工藝可說是達到了較高的水平。前面提到的威廉.費伯和杜馬有限公司辦公樓，鏡面玻璃是由四角精致的勢板和螺絲固定于隱藏在玻璃背后的鋼架上。更精致的做法是英國倫敦的世紀旅館，其立面被稱為“天墻”，在平整晶瑩的墻面上，其墻面的分格，并不是像一般的幕墻那樣一塊玻璃就是一格，而是按照建筑藝術的要求，將兩塊玻璃劃分在一格內。兩塊玻璃的周邊是黑色的襯墊，而兩塊玻璃之間的對頭縫，是一種透明的彈性材料，起防碰撞與密封的作用。如果不仔細看，簡直就看不見有接縫，像是一塊兩倍大的玻璃一樣。

　　光潔得一無所有。是玻璃幕墻具有的新時代氣息的關鍵。1964年建造的，采用了很精致的花紋的玻璃磚幕墻的紐約科學技術博物館，盡管建筑的新穎，但仍有十三、四世紀建筑風格之感。依筆者之愚見，就像流線型極光潔的汽車代替了堪稱手工藝杰作的雕刻得極精美的馬車一樣。雖然我們仍然很喜歡去博物館欣賞那些手工藝的杰作，但卻無法否認，只有那線型極光潔的汽車，代表著我們已經進入的大機器生產的新時代。當然，建筑與汽車不同，新建筑風格是多種多樣的，鏡面玻璃幕墻僅是其中的一種。

　　不過論起機械化生產來，玻璃幕墻乃是最符合工業生產語言的，它整個安裝工作已簡化到純粹是螺絲與襯勢，完全可能歸納到工業化的范疇中。因此，它施工進度快，設計也趨于簡化，就像一個機器的外殼，建筑師主要關心的，將是運用玻璃幕墻的手段，造出各種新穎的體型，至于玻璃幕墻本身，幾乎全部工作都由玻璃幕墻承包公司來完成。

　　近十余年來，運用鏡面玻璃這種新材料，已經建造了數量眾多，形式新穎的建筑。除前面提到的外，例如1970―1976年，約翰遜在休斯敦鬧市區一塊76米見方的狹小地段上，建成了兩座36層高，平面為梯形的大樓。在第29層開始，樓層以45。傾斜形成兩個錯開的屋頂形式，兩樓間剩下的兩塊三角形空地，也以45。。斜坡建成玻璃幕墻的內庭。這新穎的玻璃幕墻造型被認為是處理如此狹窄地段的成功例子。此外，1964-68年，海因里奇設計的酢漿草葉形的芝加哥湖濱大樓，1960-64年，哈里森等設計的梭形的康猩狄格州哈特福德菲尼克.穆因爾人壽保險大樓，1967-73年，威廉和佩拉雷事務所設計的卵形加利福尼亞州貝利希爾大西部儲蓄中心，1969-73年羅歇事務所設計折線形柱體的紐約聯合國廣場旅館和辦公樓，1972-76年庫珀設計的弧形的多侖多省營電力公司（下圖，陶永輝攝）等，都是用玻璃幕墻設計出各種獨特形體的摩天樓，至于波特曼用圓柱體或圓柱體群建造的幾幢旅館，更是人盡皆知的了。

　　由于摩天樓建筑是本世紀才發展起來的，本無歷史形成的形式所必須遵循，造出各種獨特的形式，倒也不覺得奇怪。困難的是低層建筑中采用玻璃幕墻，與千百年來的傳統風格究竟應該有何種關系?完全置歷史形成的傳統于不顧，似乎頗難被群眾接受。例如1968-73年，由奧特爾事務所設計的北卡羅納州的藍十字與藍盾牌總部就是一例。1971-76年，由格侖事務的設計的加利福尼亞西好萊塢設計中心，設計者著意使其體型與歷史原有風格相呼應，做出類似出檐的造型，使人又感到有失玻璃幕墻應有的簡潔的特色，畫蛇添足。總之，這方面的困難是較多的。

　　即使對摩天大樓，造出如此眾多的型體，持異議者也大有人在，對鏡面玻璃這種輕飄得恍然若失的效果，也并非有口皆碑。有的人評論說：“人們一直在探索這類建筑，七十年代中期，大型公共建筑名譽掃地，以至要乞求別人來為自己辯解，如周圍已有建筑，自己最好隱沒不見……”“這種鏡面玻璃建筑閃閃發光，潔凈透明，似乎比陽光還輕，建筑外表因反射角度不同而變化，但室內如何，誰都可以瞎猜。它是包裝，是廣告，是演員與觀眾共同參與的戲劇。這種建筑不具有希臘式銀行般的永恒面貌，但卻都很顯眼……”還有的評論認為，目前建造的大量的玻璃幕墻建筑，是一種可以對付任何功能，可以建在任何國度，不辯層數，沒有盡度的印章式建筑，廉價的米斯(因為正牌的米斯是建筑藝術)。這些問題的爭論，不是一下子能得出結論的，還是留待讀者與實踐去評判吧。

　　參考文獻

　　［1］Arthur Drexles, Transformations in Modern Architecture. The Museum of  Modern Art, New york,1979

　　［2］Henry Lefer, High-performanceGlass.Through a Glass,《進步建筑》1976年6月號49-59頁

　　［3］Jane Holtz Kay, Vove and Hare for Trouble-plagued Tower,《進步建筑》1980年12月號28頁

　　［4］News Report,fohn Hancock Sues for Glass Damages,《進步建筑》1975年10月號40頁

　　［5］童jun，新建筑與流派，中國建筑出版社，北京，1980