地标建筑表皮设计诠释｜重庆来福士广场
“重庆有着几千年的历史，这座城市现在正飞速地发展和更新着，对不断增多的超大型、高密度建筑项目的设计要求也越来越高。根据项目巨大的体量和复杂的场地特点，我们的设计将重新连接城市的人流、车流、轨道交通与轮渡，并将这些资源分层汇集于这个重庆最重要的历史地标之上——迎官接圣之地朝天门。”
——Moshe Safdie 摩西·萨夫迪
该建筑作为萨夫迪建筑事务所（SA）在中国的鸿篇巨作，为重庆这座古老的城市创造新地标。建筑设计延续了萨夫迪先生对垂直生活空间、宜居城市社区、公共空间友好连接的理念，成为SA继新加坡滨海湾金沙酒店“空中花园”之后的升级版。
RCCQ共由8座超高层塔楼与一座弧形水晶空中连廊组成，与朝天门广场遥相呼应，整个建筑群犹如一艘扬帆起航的“巨轮”船头，引领乘风破浪之势。这个充满生机和立体感的综合建筑体包含酒店办公、住宅、商业、空中花园、酒吧泳池等。
萨夫迪先生也曾说过：建筑早已融进时尚的边界里，时尚易逝，但建筑却亘古不变。
建筑通常是静态的，不会随着时间和空间的移动和转变；服装通常是动态的，随着人体的运动不停的变化。形态、色彩和面料是决定服饰的三个决定性因素，而建筑语言其实也是这个三个因素：造型(构造)，色彩(光)和材料(肌理)。
作为建筑师身边的“裁缝”，我们更愿意协助他们表达和构筑这些建筑语言。
©邵峰
超高层塔楼表皮设计
业主方凯德置地的优秀之处还在于，他们能够将前端设计建造与后端商业运营同步无缝对接，凯德内部的各专业团队拥有极高的专业素养和协调能力，兼顾成本造价、运营业态、建筑品质、城市形象等。
而Moshe Safdie作为RCCQ建筑作品的总设计师，他是建筑艺术的核心灵魂。SA团队不仅需要在设计方面不断完善，满足业主方对未来运营的各种需求，还要在设计和未来建造方面有效控制、精益求精，完美地将技术的艺术价值尽情地融入到建筑场所之中，让技术也成为其艺术的一部分。
©iStock
八座超高层塔楼建筑，水平和垂直向均有弧线的立面造型，对应的室内空间亦存在各种不同功能区：酒店、公寓、办公、住宅、会所、泳池、大堂等，我们还要保证立面简洁一致，看似一样的外立面其设计并非简单的重复。
©邵峰
了解幕墙系统的人都知道，单元式幕墙系统是幕墙发展史上最为先进的一种幕墙系统，也可以理解为二十世纪早期的一种装配式建筑构件。它将大量繁琐且质量难控的工作纳入工厂的流水线上，既节省幕墙现场安装时间，又保证良好的幕墙产品质量，是现代超高层建筑的首选。
▲ 单元板块安装
RCCQ八栋超高层塔楼，分别为六座南塔和两座北塔。立面形式上南塔是窗墙体系，北塔是幕墙体系，但实际上在设计过程中，结合项目的具体工况及品质要求，我们对八座塔楼外墙都采用单元式幕墙系统，甚至是南塔楼的住宅窗立面。
▲ 重庆朝天门
北向风帆造型的幕墙立面同时存在内倒外倾的情况，而单元式幕墙系统的防水采用的是等压腔原理，简单说就是疏导风雨，雨水在外部腔体的内外压力差作用下可进入构造外腔内，但到了第二道腔体时，由于风力的减弱和内外腔体的压力差的急速缩小，使得雨水无法继续穿过内腔到达室内，从而起到完好的防水性能。
而要保证外腔雨水可顺利排除，就要设计腔体能够适应内倒外倾的立面，横梁构造设计时对外腔坡度的设计做了角度上的适应调整，腔内形成排水坡度以保证内倒外倾情况下雨水均能顺畅排除。
02 层间背板与横梁窄边处理
一般情况，建筑师期望层间区域与可视区域的玻璃色差越小越好。不过，即使层间位置采用与可视区域完全一样的玻璃，由于背板的存在，层间处的玻璃颜色总会与大面玻璃颜色有所不同。因此，在设计时我们尽可能减少这种色差区别，如将背衬板与玻璃的间距尽可能加大，选择暗灰色系的背板颜色，提高玻璃反射率或降低玻璃透射率等措施。我们在本项目的处理方式是选择灰色系背板，调大间距，且消减横梁高度以最大限度减少不可视区域的影响。
▲Moshe Safdie and Mike Mckee
内倒外倾立面的另外一个细节处理是如何保证横梁上表面始终保持水平。采用轴承链接式横梁盖板，以适应不同楼层出现的不同角度。这样的设计可以使得横梁只需要一个模具且始终与立柱为垂直关系相接，外饰盖板起修饰和角度适应的作用。既减少成本和组装难度，又保证室内装饰效果
玻璃装饰翼的尺寸不小，从玻璃幕墙表面飞挑距离1050mm，玻璃翼的板块宽度为880mm，板块高度与层高一致。要在玻璃幕墙外挑如此大的玻璃翼，玻璃的挂接方式尤其重要。我们将玻璃翼设计成单元板块，玻璃翼的三边框架在工厂组装完整，现场仅对板块进行安装限位。而玻璃翼板块的连接构件也做到极简优化，玻璃下端支撑，上端自由，且轴承式链接以吸收建筑弯弧渐变的角度，没有多余的任何螺栓或钉子。
©韩涛
01 室针对超高层塔楼住宅的特殊造型，每个点窗内凹在主体结构内，且立面存在内凹外凸的情况，由于高度和建筑弧线造型使得窗系统室外安装难度极大且效率低。我们创造性地提出幕墙窗系统，且采用单元系统构造但做框架式幕墙的方案。
▲混合式点窗幕墙系统（横剖节点）
▲住宅塔楼
▲混合式点窗幕墙系统（竖剖节点）
03 开启窗的窗框和窗扇消隐设计
精细化设计在这个设计点上体现的淋漓尽致，这也是目前国内我们所了解的项目中，唯一做到室内不可见开启窗的窗框和窗扇。
▲消隐框的开启窗，无凸起的窗框
A 观光平台大玻璃系统
从水晶连廊走到室外观景玻璃眺望台上，你一定会经过一面大跨度的玻璃墙，自采光顶屋面到连廊地面通高的玻璃幕墙。铝包钢立柱龙骨，设计时考虑到在玻璃板块高空须分格的前提下最大限度提高玻璃的通透性，我们将玻璃幕墙设计成无横梁玻璃幕墙系统，极大程度上减小对观景游客的视野干扰。
▲高处消隐了玻璃横梁
B 裙楼蓄水玻璃采光顶
裙楼的广场上的水景是灵动的，用水的流动性象征时间，水也为建筑带来了灵性。采光顶表面上的潺潺细流在阳光的照射下，透过玻璃投影在室内走廊的地面上，波光粼粼，阳光、水与室内的互动对话，从而共奏出引人深思的空间体验。水景顾问最初的设计创意是将不同几何形体的水晶块放置在水中，阳光透过水晶块折射产生不同色彩的光束，加上水纹灵动、水姿荡漾，洒进中庭，为空间平添一份浪漫的景象。
水景采光顶设计最为重要的是可靠的防水密封性能。构造上设计双道集水槽，并且挑选水池专用耐候密封胶，保证所有的朝天胶缝为双道耐候胶密封处理，杜绝一切漏水的可能。
在分析外平推窗在RCCQ项目中的可行性研究过程中，我们分两方面的研究论证：
应用在超高层项目中的安全性论证
实际通风量是否满足现行的规范要求
安全性的论证
自1987年1月1日至2010年12月31日收集的风压数据资料表明，重庆地区属于低风压区，小于等于12.5km/h风力频率占总时间的82.3% ，而小于等于17.5km/h风力频率占总时间的98%，取风力17.5km/h计算论证应该能够反映出日常使用时的一个风力状态。
计算结果如下：
最大风力作用下，开启窗板块的外力最大约245N，相对较小值，摩擦铰链的摩擦力也有300N,可见在本项目中应用该窗型的安全性不存在问题。
有效通风面积论证
一般开启窗的有效通风面积是开启窗的实际开口面积，如平开窗可开到70度以上时，对应的板块面积可认定为有效通风面积，上悬窗则根据开启时下开口的投影面积作为有效通风面积。相关规范约定平推窗的有效通风面积计算是：板块周长X外推开口距离；这是比较直观和简便的计算方式。由于外平推窗的平推距离有限，如果依照该计算公式计算通风量，还是无法满足住宅建筑7%占地面积的通风量要求。
▲上悬窗通风量计算分析
国外厂商针对该窗型做过相关的模拟实验研究，实验证明外平推窗如外推200mm时，其通风面积可等同板块面积。实验模型是由四间房间组成的一个两层的建筑，每个房间的外墙上安装了不同类型的开启窗，其中有一个房间安装的就是外平推窗。在试验过程中，室内温度加热到25度,在晚上11点钟关闭加热器,并且自动打开在外墙上的开启窗，让冷空气进入室内,在第二天的下午6点钟关闭所有外窗,并重新将室温加热到25度,这一过程需持续很多天，夜间,通过控制器和控制阀门在被检测的房间内释放二氧化碳，但二氧化碳的施放并不是连续的，大约是每10分钟放100秒，平均量为0.015NM3/HR，速度为0.3M/S。
在平衡状态下,二氧化碳的施放量等于二氧化碳的排出量,也就是通风量取得基础参考数据.具体表述为:每小时的空气交换量.具体数值可以从二氧化碳的施放量和二氧化碳室内外浓度差中计算得出，从而可以了解到在一周内安装平推窗的检测点的二氧化碳浓度的变化情况，同时对其他房间进行了同样的测试,并且将所实测的数据与模拟计算的数值进行比较。
实验得出结论是，平推窗的开启尺寸如达到200MM以上的情况下，扣除窗套檐口、装饰线条等对通风的影响，其通风效率可等同其开启板块面积的平推窗。
最后，通过组织重庆当地相关专家的多轮论证，各专家一致认可了我们提出的开启窗方案。
关于幕墙室内侧的玻璃栏板话题，之前我们有写过一篇专题文章：玻璃幕墙或落地窗室内侧栏杆应简化或消失，可以参考。
RCCQ的设计过程中，也无法绕过这个话题。当地设计院比较坚持，要求依照最为保守的室内完整护栏做法执行，费钱且影响室内外美观和舒适度。经过多方的反复讨论和论证，最后采取了一个相对折中的方案，就是在离地900mm高的位置增设一道横梁，且面板玻璃采用夹胶中空玻璃。
▲横梁+夹胶玻璃
▲室内效果
玻璃冷弯技术的应用主要在T4N塔楼的北立面玻璃幕墙上，单元板块尺寸为4300mmX1500mm，而最大玻璃分格尺寸为2200mm X 1500mm。所谓的玻璃冷弯技术其实就是针对双曲面玻璃在不弯弧的条件下采用平板玻璃，这样平板玻璃四点不共面时用外力对翘起的那个点施压，人为使其成为曲面玻璃。最后我们确定冷弯量控制在短边长的1/60以内，即25mm。同时复核冷弯状态下玻璃预应力作用下的结构胶、与风荷载叠加的共同荷载作用的玻璃强度、自爆率的影响及相对应的安全措施等。
▲应力分析
▲施压翘曲的第四点
整个项目的幕墙设计过程中，经历过多少次碰撞和论证已经想不起来了，但是心中始终抹不去的是那段精耕细作的日子，没有停歇过的思考没有间断的优化和总感觉没完的一个个设计点。
我们是建筑外表皮技术探索者和问题的发现者与解决者，我们将技术和经验化作“裁缝”的双手，为建筑师的创意设计选料挑线、剪裁缝纫。我们心怀一颗执着的匠心，不断努力，只为有一天可以成为你最值得信赖的真正顾问，让每一个建筑作品呈现更好品质。
▲ 我与萨夫迪先生
开发商：凯德置地集团
建筑师：萨夫迪建筑事务所（Safdie Architects）
合作建筑师：P&T Group International Ltd
设计院：重庆设计院
结构设计顾问：Arup 奥雅纳
工程咨询机电设计顾问：WSP
幕墙顾问设计：Joe Khoury、Antoni C、Nancy Somera & Alt Manila Team
照明顾问：BPI (Brandston Partnership Inc.)
室内设计：Safdie Architects、CL3 Architects Ltd、The Buchan Group
LEED认证咨询：Arup 奥雅纳
幕墙施工：旭博、方大、江河、金螳螂、中建三局
本系列共三篇文章均由CAC技术总监