1、中国建筑装饰协会幕墙工程委员会 第四届全国幕墙设计师大会 技术讲座 2011年6月25日 青岛建筑幕墙中的辩证思维问题萧愉 教授级高级工程师中装协幕墙工程委员会资深专家上海市建设系统专业技术学科带头人上海美特幕墙有限公司 总工程师,不管自然科学家采取什么样的态度，他们还是得受哲学的支配学会辩证地思维的自然科学家到现在还屈指可数蔑视辩证法是不能不受惩罚的只有辩证法能够帮助自然科学战胜理论困难恩格斯,目录 1，建筑幕墙的哲学理念 1-1，建筑幕墙的“工学、美学和哲学” 1-2，建筑幕墙的外观美学 1-3，建筑幕墙的基本矛盾2，建筑幕墙的矛盾运动 2-1，建筑幕墙功能的三元论 2-2，建筑幕墙关系的
2、价值论 2-3，建筑幕墙的矛盾发展论3，建筑幕墙的工程伦理 3-1，建筑幕墙工程伦理的要素 3-2，建筑幕墙的安全质量责任 3-3，一张工程伦理问题参考表,1，建筑幕墙的哲学理念讲理念，不是讲具体设计，可能对设计师具体“无用”，但“正言若反”，研究一下“无用”之用。庄子曰，人皆知有用之用，而莫知无用之用也。1-1，建筑幕墙的“工学、美学和哲学”建筑幕墙的根本问题从哪里来，到哪里去？玻璃幕墙的出现与应用，是一个不以人的意志为转移而产生的时代与社会的产物否定支座的、间断的、镶嵌墙内的传统的一般窗，否定非采光的、厚重的、单一的传统的一般墙，产生一个界面系统，肯定现代金属、玻璃材料和大通透后现代美，工
3、业化文明。,自然科学总是受一定的哲学支配科学和哲学结合的结果，就是唯物主义建筑幕墙玻璃安全性 全钢化玻璃自爆现象工作状态强而不破坏 190米高飘100米远破坏状态碎而不散落 3年124片自爆，51部汽车被砸高空散落都是不安全的建筑幕墙到哪里去？发展中的幕墙要自我否定，发展是对立面的统一，否定之否定螺旋上升否定不是简单地说不，扬弃外壳保留合理内核不断发现矛盾，不停否定自我，倾听对幕墙的疑问批判,老子曰，凿户牖以为室，当其无，有室之用。故有之以为利，无之以为用。建筑幕墙要用系统思维来分析建立一个界面系统而不是局部的构造与构件全单元横向幕墙体系是墙非窗，非墙是窗，是墙是窗,美特幕墙专利“FL737”
4、 全单元横向幕墙体系结构,1-2，建筑幕墙的外观美学建筑之美是主观美和客观美的统一美是难的柏拉图美是一个模糊而多元化的概念，可以用模糊数学量化美的范畴：具体的审美对象，形式和形象的审美属性，美的本质和规律，愉快、满足的感觉 幕墙设计用其专业技术实现建筑设计美学光象色彩，虚实对比，线条比例是关注重点我更关心线条、轮廓、比例有如雕塑 艺术求美，科学求真。真和美的统一幕墙的安全性、功能性美中之真幕墙的外观性 真中之美,1-3，建筑幕墙的基本矛盾玻璃幕墙的基本矛盾是“采光非采光”、“通透非通透”。采光面积、反射性、通透性、视觉效应、采光非采光界面、玻璃材料、其他功能协调。 视觉效应包含三要素：光源、被
5、光照射的对象和健康人的眼睛与视神经中枢。光源、建筑幕墙、人都是复杂的。,选择玻璃 美学、力学、光学、热学、几何学安全玻璃的错误定义“光污染”的不科学幕墙节能的辩证关系,思维线路框图,夏热冬冷地区 气候适应性夏季防热设计为主 因地制宜 适当兼顾冬季保温 寒带、高纬度技术不宜盲目引用夏季防热 建筑整体 环境绿化自然通风建筑遮阳 得热、散热 围护结构隔热 节能技术幕墙玻璃隔热遮阳系数Sc 可见光透射率Tv 传热系数K 可见光反射率Rv透过单位面积玻璃所传递的总热量 太阳辐射热90%+传导/对流热10%降低传热系数改善 不宜片面强调 保温性能的中空Low-E玻璃不是关键 降低传热系数K值降低遮阳系数，
6、平衡可见光透射率 Sc低，热少光也少，增加照明能耗，Tv高，光多热也多，增加供冷能耗降低亮度指数Dx=Sc/Tv 节能与采光平衡,70 8 50 78 25,计算过程如下： 1.列出Mi样品的Xj性能指标数据矩阵（见表）数据矩阵 窗墙比0.60，上海地区,2. 建筑幕墙的矛盾运动 2-1，建筑幕墙性能的三元论正、负皆有的混合效应 三元论或一分为三的含义首先，世界上一切事物都有两面其次，每一种事物好像都包含有自己的反面第三，分析对立面之间的转化，“执其两端用其中” 通透性的“一分为三” 第一，两个对立面的矛盾。向外与向内，透射与反射，光透 射与热透射，有益与有害，引进与阻挡，物理与心理，夏季与冬
7、季，防热与保温 第二，两个对立面的联系。量变到质变，控制度量，利中有害，害中有利，又利又害，互相转化，转折飞跃。亮度系数。 第三，两个对立面的转化。一定条件下转化为自己的对立面。光电幕墙，光热构件，幕墙外遮阳一体化,2-2，建筑幕墙关系的价值论价值是一种关系，表达主、客体之间的关系辩证法是关于普遍联系的科学。建筑幕墙这界面与内外环境的关系建筑幕墙与主体结构的关系建筑幕墙系统内各组成部分与整体的关系建筑幕墙系统内各组成部件之间的关系建筑幕墙与设计、材料、功能、加工、制造、安装的关系,2-2-1，建筑幕墙与外部环境的关系 上海气候适应性 上海地区玻璃幕墙的地方特性值得讨论的十八个问题1. 外循环自
8、然通风“双层幕墙”的不可行性 2. 采用低传热系数（K值）幕墙玻璃的不合理性 3. 不用外遮阳系统防热设计的不正确性 4. 设计开放式幕墙体系防水、耐久性能的不合格性 5. 使用大理石、砂岩、板岩作外幕墙板的不耐久性 6. 全钢化玻璃定义为幕墙安全玻璃的片面性 7. 高层、超高层玻璃幕墙设置开启窗自然通风的不可取性 8. 所谓玻璃幕墙“光污染”概念的欠科学性 9. 强调幕墙节能实测实效的务实性 10. 制定超高层建筑幕墙超出“规范”部分的技术条件必要性 11. 强调模拟仿真微气候环境输入边界条件的真实性 12. 重视对局部、超高、极端、群体建筑间气候条件的取值和气候条件的适应性 13. 对不同
9、幕墙体系选择的相对性 14. 对幕墙金属框架采用铝合金材料的非唯一性 15. 重视幕墙板缝和密封材料的匹配性与干法预制性 16. 重视对海外引进技术的消化和对新、特、奇造型的价值分析 17. 对超高层幕墙安全性,特别是防火、避雷、散落等“超高”灾害预防及次生、再生灾害的预测 18. 玻璃幕墙“绿色”特性评估指标、方法、实效的研发,K值、SC值、外遮阳、自然通风、热工 防水 封闭式、开放式 石材 酸雨，火成岩 特大城市人口、人群、人流集中，高空散落；超高层建筑群体集中，台风、防火、避雷，逃生等2-2-2，建筑幕墙与主体结构的关系 风荷载取值，模拟风洞试验，沿高度变化 施工力学，动态过程变形 受力
10、传力路线图，变形分布图，柔性结构,2-2-3，建筑幕墙系统内各部件之间的关系 设计的关键，决定成败的要素 石材板片的挂件，禁用钢销式“T”型等 上海中心全单元板片的玻璃肋例 结构胶、开启窗2-2-4，建筑幕墙专业设计与建筑总体设计之间的关系 早期集成设计 节能的整体系统工程 各专业设计界面2-2-5，建筑幕墙与幕墙材料之间的关系 材料是基础是时代的象征 新型幕墙的前提是有新型幕墙材料,幕墙设计与相关专业的模糊边界,2-3，建筑幕墙的矛盾发展论一切都在运动、变化、产生和消失运动本身就是矛盾，相互作用是事物的真正终极原因运动分化为运动和平衡的交替，一切平衡都只是相对的和暂时的 现场作业工厂预制工厂
11、现场相结合框架式单元式框架单元组合窗幕墙带窗幕墙单片玻璃单片镀膜中空夹层镀膜钢框架铝合金框架钢铝混合现场湿胶工厂干胶干湿结合玻璃幕墙的发展，经历了“肯定否定否定之否定”的多次反复循环的过程，“正、反、合”的三段模式“实践认识再实践”，“认识实践再认识”,2010年上海世博会建筑外墙系统（见附件）外墙材料多样化 外墙构造复合化外墙性能节能化 外墙构件预制化外墙设计集成化建筑幕墙的创新离不开建筑、建筑外围护系统，系统工程技术、成套配套技术适用技术及其组合、可推广可持续发展技术因地制宜、因工程制宜、因投入制宜，既传承又超前以建筑幕墙新材料为基础响应国家大政策，节能、环保、绿色，建设规划和世界潮流,幕
12、墙哲学 Philosophy地域性 何处造幕墙 什么是幕墙 何时造幕墙 时代性何人造幕墙 与传统窗、墙 如何造幕墙 不同何人设计 何人施工 基本矛盾 技术工艺 工业化采光非采光主要矛盾 次生矛盾玻璃 虚实功能“一分为三”混合“似是而非”正面 负面价值 即关系人与人 人与物 物与物 平衡工人与工人 人与设备 设备与设备,建筑幕墙，是一个系统工程。设计是核心，首先要有理念。要回答什么是幕墙，What? 基本点为什么要做幕墙，why? 出发点在什么地方做幕墙，Where? 地域性在什么时候做幕墙，When? 时代性为谁做，谁做幕墙，Who? 以人为本如何做好幕墙，way? 技术进步讲理念，不是讲具体
13、设计，可能对设计师具体“无用”但“正言若反”，研究一下“无用”之用。庄子曰，人皆知有用之用，而莫知无用之用也。老子说，凿户牅以为室，当其无，有室之用。故有之以为利,无之以为用。以玻璃之实，求通透之虚。玻璃幕墙的基本矛盾就是“通透非通透”、“采光非采光”。玻璃幕墙的功能是“一分为三”的，是正面效应、负面效应都有的混合效应，走的是一条“正反合”的发展。设计只不过是平衡这些矛盾。,3，建筑幕墙的工程论理人与人之间的伦理道德，中国传统仁、义、礼、智、信幕墙工程有了技术规范外，还应不应该建立工程伦理章程？不应将利润和效率放在首位，而忽略对社会公众的安全、幸福和福祉的关注幕墙设计师，建造师应是专业上卓越和
14、伦理上完整3-1，建筑幕墙工程伦理的要素 工程伦理学包含了科学、技术、工程、工程师四大要素 3-2，建筑幕墙的安全质量责任工程师以不损害他人及人权为底线工程师承担个人道德、共同道德、一般职业道德的责任3-3，一张工程伦理问题的参考表,工程活动各个阶段具有伦理性质的问题,谢 谢 ！ 知者不言，言者不知无用之用，说说而已,一、上海世博会建筑中 多样化的外墙,世博轴 超大张拉索膜结构， 聚四氟乙烯膜,世博轴,倾斜大规格1.35*4.25玻璃幕0.8*1.35*2.7肌理铝板 光伏幕墙一体化,中国馆,超曲面铝合金板,文化中心,低反射折线双银low-E玻璃幕墙 金属编织网夹层玻璃,世博中心,双层玻璃幕墙
15、，穿孔铝板 5000平米植物墙,主题馆,聚四氟乙烯双层膜,日本,透明玻璃体及 石材,以色列,外挂铝板,沙特阿拉伯,耐候钢板,澳大利亚,柳藤编织板 钢化夹层中空玻璃,西班牙,纤维混凝土网架 玻璃幕墙,法国,胶合板、玻璃、聚碳酸酯、 高分子薄膜,波兰,有机成型玻璃体,智利,透明混凝土、双层ETFE膜、玻璃幕墙,意大利,德国,彩钢夹芯板、 太阳能集热板,中国铁路馆,铜铝塑复合板,万科馆,麦秸杆,阿尔萨斯案例馆,植被墙体、 水幕太阳能墙体、通透遮阳系统,二、上海世博会建筑外墙的特点,1. 外墙材料多样化,1-1. 大量使用现代基本材料，如钢板、混凝土； 1-2. 积极采用轻质高强材料，如铝合金板、玻璃
16、； 1-3. 努力创新传统外墙材料，如玻璃纤维透明混凝土，高耐候氧化膜钢板，开孔金属板； 1-4. 开拓应用高分子树脂材料，如聚四氟乙烯（PTFE，ETFE）、聚氯乙烯膜材，聚碳酸酯板材； 1-5. 适当选用天然植物材料，如木材、竹材、柳藤、麦秸以及垂直绿化花草； 1-6. 起步试用可再生利用材料，如再生骨料、再生纤维、旧钢材、旧砖瓦等。 现代建筑基本外墙材料在世博建筑中有了充分的表现，看到了多样化与个性化的平衡。改变了外观相似、千栋一面地域特征模糊的惯性。主要四类材料，金属、非金属、复合加上天然植物都有应用。新老材料各行其道，各显其能，都有作为。,2. 外墙构造复合化,主要有三种情形，墙板由
17、不同材料复合构成，墙面的复合构造和墙体的复合结构。外墙体由装饰层、防水层、保温隔热层、结构层等形成复合构造，构建双层、多层结构复合外墙体。表皮功能性及其自治性、薄墙与厚墙的展示，界面与界面的复合合理的存在和对立面的革新。 2-1. 外墙墙板的复合构成，如中空Low-E玻璃、金属网夹层玻璃；彩钢夹芯板、铝塑、铜塑复合板、钛锌板；水泥板粘贴马赛克、水泥板涂刷聚脲醛树脂等。 2-2. 外墙墙体的复合构造，如德国馆100厚彩钢夹芯板外开放网状膜（PVC涂料、聚酯纤维基布），日本馆双层ETFE膜，智利馆玻璃墙外复合钢丝网等。 2-3. 外墙墙体的双层、多层结构，如法国馆混凝土网架+玻璃幕墙，意大利馆透明
18、混凝土+双层ETFE膜，瑞典馆穿孔钢板+150厚加气混凝土板，西班牙馆藤柳编制板+玻璃幕墙及钛锌板等。,3. 外墙性能节能化,除外墙一般安全性、光学、防水、防风、防火、隔声等功能性，装饰美学外观性等常规性能外，注重了隔热保温热工性能，特别在“绿色”特性利用上太阳能新技术有所突出。对外遮阳有所重视。不但实施节能光伏外墙一体化，还实施了半导体发光显示（LED）外墙一体化。看到了外墙对太阳光的利用，看到了建筑外墙上的节能新灯光和灯光下建筑外墙的新意。外墙节能技术一体化，包括了光伏外墙一体化、半导体发光显示（LED）外墙一体化、外遮阳外墙一体化、垂直绿化外墙一体化以及上述技术二位或三位一体化等。,4.
19、 外墙构件预制化多数外墙构件都是在工厂预制成板片，以保证构件高质量 、高精准、施工安装高效率、高文明。也使得世博建筑得以 高速度的建成和将来拆卸搬迁的简化和再利用。5. 外墙设计集成化建筑外墙设计必须适应当地的气候、社会、人文、经济特征，采用适用技术集成，控制外墙系统的早期进入整体建筑设计。在设计过程中多种专业在线集合互相协调。特别要提及，光伏、遮阳、显示技术如何建筑一体化、墙体一体化设计。,但世博外墙也存在一些问题,适用技术的选择和组合。张扬个性与适用共性的矛盾统一。临时展示与经久实用的区别对待。外墙如何适应主体建筑功能、适应地方气候、适应经济造价、适应人文文化。 创新技术的超前和普及。超前导向与现时应用的 时间差，单体集中与群体成片的过程差，全球化进入与本土化消化结合，被动式节能的普遍性以及与主动式的结合，可再生材料的规模性以及和工业化产品的互补，示范性建筑的推广性以及建筑投入的合理性与普及性等。,附录2,建筑幕墙哲学随想 萧子三元论建筑幕墙 建筑幕墙的个性特色 建筑幕墙的光象色彩 建筑幕墙的人情人性 建筑幕墙的天际线条 建筑幕墙的自我否定 建筑幕墙设计的矛盾 建筑幕墙有辩证思维 幕墙企业的生命曲线 萧子三元论建筑之美,
