表皮的呼吸
——紅土創新廣場幕墻設計

王浪 孫志浩

CCDI 悉地國際21 工作室

1 項目概況

項目位于深圳市后海總部片區的核心區域，與華潤總部比肩而立，東臨科苑南路、南鄰海德三路、北鄰濱海大道，處于金融核心區南區的門戶位置，周邊交通便利，總建筑面積167 325m2，塔樓幕墻高261.3m。

項目有三個特征：1）邊界——背靠辦公商務區，面向深圳灣；2）樞紐——地鐵線、街道及二層步行系統穿越基地；3）連接器——綜合了眾多要素的樞紐。區位、規模、交通資源決定了其獨特的商業定位——一個綜合了商業、交通、濱海活動、屋頂花園等元素的“樞紐公園”。

2 設計策略

紅土創新廣場的幕墻表皮采用隱藏式開啟扇，巧妙地解決了自然通風與排煙問題，實現了可呼吸式折疊建筑表皮，其設計與落地經歷了一波三折的過程。

2.1 折疊表皮

折疊表皮的靈感源自設計團隊對建筑形體的研究。我們在立面控制線的基礎上尋找三角形基本單元，該單元可以組合成鉆石的形狀，通過立體化處理形成折疊表皮。折疊表皮的獨特形式體現了濱海建筑（波浪）和金融大廈（鉆石）的建筑形象，給人以穩定、輕盈、優雅的感受。

2.2 結構與立面

項目的結構采用鋼管混凝土斜交網格外框架+伸臂+混凝土核心筒體系，外立面采用由若干單元組成的鉆石形幕墻，結構外框架采用鋼結構菱形斜交網格，立面形式、內部空間、結構體系一體化設計，營造了獨特的室內外辦公空間。外框架能夠承擔30%～50%作用重力及水平力，斜交網格的外框具有較好的抗側向剛度和延性，但其節點受力及施工復雜。所以，深入研究斜交網格的節點受力性能，使斜交外框架結構安全、經濟、合理，是整個項目的關鍵。通過計算得出，斜交網格框架比普通框架的側向剛度大，能夠起到結構的抗震和抗風作用，同時斜交叉柱為頂部和底部的公共空間提供了大跨度的開敞空間，打破了傳統辦公空間的局限性。

2.3 尖角玻璃

2018年2月，紅土創新廣場項目原施工圖方案通過消防審查，項目土建開始施工，同期由業主進行幕墻施工單位招標。2018年6月，幕墻施工單位——三鑫科技發展有限公司（以下簡稱“幕墻施工單位”）介入幕墻深化與施工。由于原招標設計過于理想化，沒有充分考慮中國目前的建造工藝，施工過程中幕墻施工單位與幕墻顧問——華納工程咨詢（北京）有限公司（以下簡稱“幕墻顧問”）產生分歧。幕墻施工單位提出塔樓折角的立面造型存在大量尖角玻璃（共計512塊，窄邊寬度小于200mm、高4 500mm，最銳角度僅為2.45°），原定三層的夾膠中空Low-E玻璃尖角小于30°，難于加工、成品率低，而且運輸安裝過程會產生大量損耗；幕墻顧問則認為尖角玻璃可以通過特殊定制的方式加工。

業主：深圳市創新投資集團有限公司

建設地點：廣東省深圳市

建筑設計：CCDI 悉地國際

項目負責人：王浪

設計團隊：金艾、張震、孫志浩、李偉、I.IBRAGIMOVA Elvira、馮顯杰、孟慶燕、湯峰、杜雪松、劉義俊

總建筑面積：167 639m2

設計時間：2014

建成時間：2021

攝影：曾天培

1 塔樓收腰一側立面

2 剖面圖

3 總平面圖

4 折疊表皮形體控制線找形

5 原方案尖角玻璃存在問題

6 三角形的金屬裝飾線條遮擋玻璃

7 新舊方案對比

據玻璃生產方反饋，若將中空玻璃替換成夾膠鍍膜玻璃，最小加工尺寸可減小為50～100mm（2.5×D），角部仍需金屬材料填充，且兩種玻璃存在色差。夾膠中空三銀Low-E超白玻璃最小加工尺寸為280～300mm，考慮目前國內的工藝水準，尖角玻璃的加工會受到以下因素影響：1）三銀鍍膜工藝小于300mm時表面易花，無法保證質量；2）尺寸小于300mm的玻璃在機床加工時易漏到縫隙中；3）鋼化玻璃過于尖銳，生產過程易自爆。

為此，設計團隊做了大量關于尖角玻璃的項目調研。比較有代表性的是華潤深圳灣總部，該項目在低樓層采用2mm不銹鋼板替代尖角玻璃，在高樓層采用3mm鋁板替代尖角玻璃。但與本項目不同的是，華潤總部存在交角的位置較少并且夾角較大，替代的金屬板很短；而本項目存在大量交角，如果采用金屬材料代替尖角玻璃會使得整個立面出現大量“補丁”，影響折疊表皮的整體效果。同時，業主也擔心大量的上懸外開窗在臺風天存在安全及漏雨隱患（塔樓特殊的造型存在上仰面，與其他項目相比漏水風險加大）。

面對這些問題與風險，我們對辦公塔樓幕墻立面進行了修改，最終選定800mm寬裝飾線條方案：用三角形的金屬裝飾線條遮擋玻璃，玻璃實際為梯形（最窄處滿足三銀夾膠Low-E中空玻璃大于300mm的最小加工尺寸），露出的完成面由三角形尖角玻璃交接，保證了原有的“鉆石”立面設計概念；同時，利用800mm寬的裝飾線條隱藏開啟扇，玻璃也由原來的2 100mm高變為4 500mm高。這種作法不僅讓立面更簡潔，還排除了臺風天因開啟扇剝落而造成的安全隱患，提高了整個項目的幕墻抗風安全級別。2018年12月初，修改后的幕墻方案通過業主集團的審議。

8 與華潤總部比鄰的紅土創新廣場

2.4 防排煙

修改幕墻方案時，恰逢《建筑防煙排煙系統技術標準》（GB 51251-2017）正式實施，新的防排煙規范對于煙氣的清晰高度有了新的規定：若房間采用自然排煙，則清晰高度以上的開窗面積需達到房間地板面積的2%以上，如果外部有穿孔板則需要折減穿孔率。

修改后塔樓幕墻開啟扇的開啟方式與原幕墻方案存在差異（原幕墻為上懸窗外開啟，新方案為平開窗內開啟），且改變了防排煙方式，需重新申報消防審查。當時土建已經施工至十一層，管線綜合預留的管道尺寸僅符合舊規要求，新規排煙管道尺寸更大，經核算會影響辦公區域及走道凈高，且需增加額外的機械排煙，設備費用高達1 000萬元。

為了使新的立面幕墻方案滿足防排煙新規，項目主創建筑師與業主特地去往天津消防所與專家共同研究，進一步優化幕墻構造方式。經計算，紅土創新廣場項目若按現有凈高套用公式，排煙窗的有效高度為1 190mm，較多樓層無法滿足規范要求，若套用室內凈高不大于3m的情況，則可滿足規范要求，故設計高度取3m。塔樓部分五層至五十五層均采用自然排煙的方式，標準層室內凈高設計值為3m。

假設計算排煙有效面積的高度受A 與B 控制，當平開窗大于等于70°時，透過窗的排煙面積SA=D（窗寬）×HA；透過穿孔板的有效排煙面積SB=D（穿孔板寬）×2（兩個穿孔板面）×HB×50%（穿孔率）；SA與SB兩者取小值作為該開啟扇排煙有效面積；當平開窗小于70°時，窗的有效排煙面積與穿孔板的有效排煙面積兩者取小值作為該開啟扇的有效排煙面積。

9 八層平面圖

10 二十四層平面圖

11 五十層平面圖

12 計算排煙有效面積示意圖

13 幕墻選材

14 塔樓主入口效果圖

五十四層、五十五層通高區域室內凈高設計值為7.9m。根據《建筑防煙排煙系統技術標準》（GB 51251-2017）4.6.3條：該儲煙倉高度為3.4m，設計排煙量為88 800m3/h，自然排煙側窗風速為0.64m/s，自然排煙窗開窗面積不小于38.5m2。自然排煙窗算法同五十四層、五十五層通高區域。結合最新室內設計方案，我們對通高區域進行防排煙面積核算，可完全通過裝飾線條的隱藏式開啟扇滿足防排煙要求。2019年3月，紅土創新廣場項目消防報規一次通過。

2.5 選材

項目的選材體現了設計師對材料效果的把控力，以及業主對品質的高要求。塔樓及裙房采用金屬質感的陽極氧化板，強調金融建筑穩定、有力的獨特氣質；塔樓裝飾線條折角處進行鋁材收邊，兼作泛光隱藏式燈槽，既讓裝飾線條筆直，又解決了陽極氧化板折彎易爆邊的問題；裝飾線條側面設計三角形穿孔鋁板，滿足自然通風與排煙需求；超白基片的銀灰色膜系夾膠中空三銀Low-E玻璃在陽光下如同鉆石般晶瑩，陰天如同湖水般寧靜；裙房暗金色的陽極氧化板與淡香檳色膜系的夾膠中空Low-E玻璃相互襯托，顯得低調而淡雅。

3 結語

紅土創新廣場項目的高質量落地離不開業主及CCDI設計團隊的共同努力，不僅實現了設計應有的效果，還巧妙地解決了工藝中遇到的難題，建成了一棟可呼吸的超高層建筑。

在新舊排煙規范交替之際，面對小于30°的尖角玻璃難以加工的難題，設計團隊創造性地利用800mm寬的裝飾線條隱藏平開的開啟扇，不僅解決了塔樓標準層的自然排煙與通風問題；，還遮擋了尖角交接處的玻璃，保證了原有塔樓折疊表皮的立面效果，提高了幕墻在極端氣候條件下的安全性。項目建成后取得了不錯的社會反響。