上海世博會世博軸是2010年上海世博會五大永久性建筑之一，是由大跨度張力索膜結構和六個鋼結構陽光谷組成。六個陽光谷形狀各異，屬于典型的自由曲面單層網(wǎng)殼結構。 而基本單元是三角形網(wǎng)格構成，結構構件以軸向受力為主，三角形網(wǎng)格對玻璃做在喇叭口內(nèi)側，有利于玻璃系統(tǒng)的結構受力。
上海世博陽光谷玻璃“喇叭”
考慮到玻璃板塊之間的面法線夾膠角度變化不大，設計人員(武漢凌云集團)采用的是隱框玻璃附框、壓緊膠條弧形開模的處理方式，通過規(guī)整的較少的模具標準件，完成雙曲面造型要求。玻璃幕墻為半隱框形式。
上海世博陽光谷玻璃標準節(jié)點詳圖
這種系統(tǒng)也可用于半徑較大的空間球面網(wǎng)殼的玻璃設計中，板塊之間的夾角固定，如杭州國際博覽中心。
建設中的杭州國際博覽中心
(2)上海世博會博物館是國際展覽局在全球唯一授權的永久性世博會專題博物館，是世界上極少兼具博物館與文獻中心功能的展館。華東設計研究總院通過“永恒的瞬間”的建筑創(chuàng)意，
上海世博博物館效果圖
展現(xiàn)了世博會一百五十年歷史沉淀與無數(shù)輝煌瞬間的平衡。建筑形態(tài)以“歷史河谷”與“歡慶之云”的碰撞來做詮釋，使世博會博物館成為城市中“承載歡樂記憶的容器”。較好的呈現(xiàn)了國際性、唯一性、專題性的這一特征主題。
歡慶之云效果圖
考慮到“歡慶之云”具有6個立面，空間為單層異形網(wǎng)殼自由曲面，以矩形鋼為主要支撐結構截面。綜合安全、經(jīng)濟性、工藝、美觀等方面的因素，同時考慮板塊之間角度變化大的特點，設計出帶合頁的單元板塊體系，為行業(yè)的技術發(fā)展，作了一種創(chuàng)新和嘗試。玻璃幕墻為全明框形式。
建設中的世博博物館(由上海華藝和上海佳林公司負責幕墻施工)
(3)上海市K11購物中心，自由曲面采用變形鋼結構截面焊接節(jié)點，玻璃幕墻為全隱框形式。采用的是德國Seele系統(tǒng)。玻璃板塊之間夾角變化幅度不大，通過隱框中空玻璃玻璃中空空氣層內(nèi)嵌壓塊的設計處理，有效減少玻璃完成面到鋼結構表面之間的距離，是鋼結構和幕墻系統(tǒng)完美的一次結合。
上海K11藝術購物中心天幕局部
(4)上海市徐家匯中心項目天幕采用是美國Novum公司系統(tǒng)，其前身是MERO系統(tǒng)。自由曲面為全鋼結構螺接系統(tǒng)，玻璃系統(tǒng)為專用夾鋁合金板點支撐系統(tǒng)。考慮到角度變化范圍不大，僅僅通過少數(shù)鋁合金夾具開模便可形成復雜的造型表面。
通過上面的介紹，自由曲面玻璃系統(tǒng)設計的一個核心問題的玻璃單元板塊面面之間夾角問題。設計時首先應在BIM的工具下建立全結構模型，經(jīng)過編程，將板塊之間的夾角信息統(tǒng)計和分類。確定構造系統(tǒng)選擇的基本方向。
建筑表皮的形式也是一個重要考慮因素，是全隱框、半隱框、明框還是點支撐系統(tǒng)，均要和建筑設計師進行深入的交流。上述四種玻璃系統(tǒng)的特點羅列如下，根據(jù)具體項目的要求對號入座，然后進行再發(fā)展。
一些特定的城市標志性或文化建筑，需要辨識度較高的建筑表皮語言將其理念或思想進行表達，建筑表皮在其中承擔著文化歷史傳承的重要作用。一些高端的商業(yè)建筑，需要特定的建筑符號進行定位，以造成效應凝聚人氣。這就要求幕墻設計和材料運用有所突破，不得不承認對于幕墻設計師來說，面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。本文通過目前國內(nèi)正開始流行的建筑表皮三角形自由曲面天幕系統(tǒng)的介紹，以及具有相當代表性特定項目玻璃表皮幕墻系統(tǒng)的技術方案剖析，授人以漁，展現(xiàn)攻克技術重點與難點的過程，為行業(yè)的技術進步打頭陣，開辟新的思路。
