前海国际会议中心屋面帷幕系统浅谈

徐昊

深圳市建筑设计研究总院有限公司 广东深圳418000

摘要：在以往的建筑外立面设计过程中，常因为节能、遮阳、泛光、防排烟等专项的设计需求，需要在建筑屋面考虑各类系统设置，以保证建筑舒适、高效的使用。但由于各类系统间相对独立，在实际应用中若不能统筹考虑则会影响外立面建成效果。因此，本次设计我们采用集成化设计手法，统筹结合各专业专项设计要点，大大减少了各系统对外立面设计的影响，保证外立面品质。本次设计灵感取自中国传统建筑形式，并运用 “铝型材+彩釉玻璃”的现代材料与单元式屋面系统演绎，较好的体现了中国传统建筑的美感。

关键词：传统屋面，单元式屋面系统，集成化、彩釉玻璃

1、传统中式建筑的现代传承

前海国际会议中心项目位于深圳前海门户位置，南临前海大道，北接城市公园（紫荆园二期），项目建成后将成为前海地区重要的综合性国际会议、交流建筑，成为前海对外展示的窗口。

建筑高度23.6m，屋架高度31.7m，一层层高8m，二层层高15m，总建筑面积4.1万㎡，地上2.3万㎡，地下1.8万㎡，地上两层、 地下一层（局部两层）。由南向北舒展延伸，东西两侧百叶缓缓下垂，建筑整体舒展大气，富有中国传统韵味。

图1.建筑东向鸟瞰图

图2.建筑室内实景图

2、传统屋顶演绎——“薄纱”般的屋面幕墙体系

建筑设计灵感取自中国传统建筑形式，以“薄纱”为设计理念，运用现代建筑设计手法、材料进行演绎，以表达轻盈飘逸之美。项目屋顶宽约100米，南北深约130米，建筑向四周悬挑营造出具有岭南建筑特色的挑檐灰空间。建筑屋顶的坡度关系也是重要的原创环节之一，清代的屋面举架分为由下而上的五举、七举、八举、九举，对应的坡度关系则是26°-42°的一个变化区间，本项目则基于建筑体量，将举架的坡度关系应用于屋面之余，向下继续延伸至0°，这样的坡度关系也是从不同位置的人视角进行大量建筑比例的对比推敲调整出来的，不仅延续了中国传统建筑的美感，也符合现代建筑尺度下的空间感受。

图3.屋面坡度与清代举架

3、屋面有组织排水

建筑方案设计最大的亮点，在于其四个朝向不同、坡度不同的曲面坡屋顶，如何保障有组织的屋面排水，是深化中遇到的重要问题。

建筑方案设计团队结合幕墙设计及给排水设计团队的沟通讨论，确定了“九纵一横”的屋面排水系统方案。“九纵”对应的是主体钢结构的9根屋面主纵梁，屋面玻璃单元板的分格与主体钢结构的设计模数一致，在9大主纵梁处正好留有玻璃单元板之间的主要分隔缝，且9条主要的屋面排水沟就设置在这些分隔缝内。“一横”则是屋面最低点处的大横沟，纵沟的水最终汇集到大横沟，通过隐藏在大堂柱内的导水管导入地下室排水系统。为了满足“九纵一横”排水系统的合理运作，在多专业设计团队配合下经过多轮调整大屋面的坡度和曲度，得以实现设计意图。

图4.集成化的单元板块

4、集成化设计的单元板块

在实际应用中，由于各类系统间相对独立，若不能统筹考虑则会影响外立面建成效果。若采用集成化设计手法，统筹结合各专业专项设计要点，就能大大减少各系统对外立面设计的影响，保证外立面品质。

屋面幕墙构造则采用装配式构造系统。通过三维建模系统对屋面幕墙进行曲面分析，利用分析模型进行屋面幕墙系统的面板划分，通过参数化手段进行辅助，将屋面幕墙拆分为同样模数的玻璃单元体，得到具体的玻璃单元板的尺寸与数量，通过模型的不断优化拆分，减少非标单元体，从而降低成本，减少浪费又绿色环保。分板模型移交给专业厂家，工厂加工组装完成大板块后运输到工地直接吊装。从而保证模型得到延续性利用。本节点结合建筑屋面造型采用“铝型材+彩釉玻璃”单元式屋面系统，对应主体钢结构跨度大小设置单元板块大小为9000mm×1800mm；面板玻璃为彩釉夹胶中空玻璃，配置为10TP(LOW-E)+12A+8HS+1.52PVB+8HS，尺寸约为1400mm×2200mm。四片玻璃为一个单元，固定于铝合金副框上，再与钢龙骨连接。最前端以铝合金造型型材收边。

图5.单元板块实景图

东西两侧为建筑两翼，采用装饰性彩釉玻璃百叶，从上至下，共有4个颜色由深到浅变化。共有约1200多块彩釉玻璃（每块约1X2米）。在主体钢结构中以精铸爪件，配以沉头扣件连接夹胶彩釉玻璃,整体效果呈现如同两翼飞舞，同样呼应“薄纱”概念。

图6.彩釉玻璃渐变效果

图7.西侧屋面实景图

5、材料

关于屋面材质，我们从城市关系，建筑关系，屋面坡度，空间尺度、材料与细节等诸多方面进行了原创性的设计。我们的设计灵感来源于传统建筑琉璃瓦片，我们以彩釉玻璃为主、辅以装饰缘和排水系

统的屋面装配式构造系统，使用在南北斜屋面上。渐变的中空夹胶彩釉Low-E玻璃及铝型材既有效提供室内的保温、遮阳、隔声等功能需求，也可形成独具特色的光反射效果。使屋面整体呈现轻盈感，呼应“薄纱”概念，在中段翘起寓意对前海发展的一种期待。

图8.单元板块系统图

为达到单元板彩釉玻璃的效果，建筑方案设计团队运用参数化设计的手法做了大量的对比推敲，包括彩釉点的颜色、渐变模式、渐变方向、彩釉点密度及透明度区间等，形成屋面整体退晕效果。屋面的玻璃配置为中空夹胶合片，彩釉点设置在第二面，香槟色渐变彩釉点透过一层玻璃显色，使屋面在不同的时间、不同的角度都会呈现不同的、丰富的效果。

图9.灯具点位设置示意

为保证东西侧幕帘实现由上而下的整体透明度渐变效果，我们设置了四种不同的玻璃透明度等级。满足建筑造型美观同时兼顾侧入口防雨及局部室内外分隔。

考虑节能措施，我们在屋面设置LOW-E膜，但LOW-E膜若设置于表面，则对彩釉点的色彩影响较大，因此我们尝试将彩釉点设置在与LOW-E膜同为2#面。但此此工艺较为复杂，通过与多家玻璃厂商专家的协商，此工艺需进行高温玻璃油墨打印后再进行钢化工序，完成彩釉工艺后进行LOW-E加工处理，同时生产过程中需要实时监控。

6、防排烟措施

一层大堂、二层侯会厅需要设置排烟设施，通过挡烟垂壁划分为2 个防烟分区。一层大堂采用自然排烟的系统，需设置自然排烟窗进行排烟。因建筑长边方向长度超过60m，且屋顶为坡屋顶（最低点净高为9.45m，最高点净高为13.6m），需要满足自然排烟窗与防烟分区内任一点的水平距离不应大于30m的规范，所以需要在屋面单元板块中设置电动排烟窗，并通过屋面开启。

根据计算，一层所需屋面开启数量为68扇，共17组。二层所需开启面积共150㎡，可通过屋面开启（8组：1.47x4x8=47㎡）+屋顶斜向玻璃幕墙开启（103㎡）实现。屋面玻璃尺寸约为1400mmX2100mm，每扇窗有效开启面积=1400mm×2100mm×sin30=1.47㎡。

8、屋面泛光照明措施

建筑屋顶采取灯具满铺的方式来凸显建筑整体庄重大气的夜景效果，并采用智能化手段整体控制动态及色温效果。为解决灯具对建筑立面形象的影响，我们在幕墙单元板块设计之初就考虑了对灯具的遮蔽措施。依据单元板块自身结构，设置铝型材灯槽空间用于线性灯具的隐藏安装。线性灯具自下而上投射至铝型材表面，光线漫反射至彩釉玻璃上形成屋面“洗亮”的效果，色彩柔和协调，构筑成三维空间的立体光效。

图10.整体夜景鸟瞰图

9、结语

前海国际会议中心项目屋顶作为项目的最大亮点，从最初的方案创作到后期的现场跟踪配合，我们通过对项目全要素的设计管控，建立集约高效的合作模式，并以平和谦逊的姿态、充分融入到城市环境中去，其独特的东方语境使得建筑更具地域性，也为前海增添了一座对外交流的空间载体。