創造穿透性之技術
砂是玻璃的生產原料。氧化鐵作為砂中的微量雜質使玻璃帶著淡綠的色調,也降低了玻璃的穿透度。因此,新的技術發展,致力於降低玻璃在製造過程中的微量雜質,逐漸開發初低鐵玻璃,這種產品又稱為超白玻璃。這種減少原料中的氧化鐵成份所發展的製造技術減少了玻璃的淡綠情形,且大幅提高了玻璃的穿透性。顯然,低鐵玻璃據有高度的穿透性能。
玻璃作為建築材料的另一種優點在於其反射的特性。鍍膜玻璃依光線的入射角度反射光線,(入射角越大,反射角越大), 如所謂的鏡面鍍膜可憎加反射的性能。事實上,一般的玻璃就具有反射光線的特性,我們能夠看到玻璃的存在即是透過反射作用。若是沒有反射的作用,玻璃自身的視覺感將會降低,穿透性即會增加。在各種玻璃表面鍍膜的技術中,降低反射光即是其中的一種。抗反射鍍膜降低玻璃表面的反射光,特別是靠近垂直玻璃表面的方向。這種手法主要為了增加玻璃的穿透性,特別是正面上的視覺感受。
穿透性與張力構件
玻璃作為建築物立面之穿透性材料可降低結構體的質感,張力構件也因而大量地被運用。若構造體地荷重能藉由結構桿件傳導張力,其桿件尺寸將能大幅縮小。舉例而言,10公分之管狀壓力構件往往能夠由直徑1公分以下之鋼索或張力桿件取代。依據承載狀況,2公分之鋼索若適度施予預張力作為鋼索結構系統的一部份,則可作為跨距30公尺以上玻璃立面之支撐。
這種現象已大量被運用在穿透性高之大跨距玻璃立面,透過精細之張力結構作為主要之結構支撐。張力鋼索與結構桁架以被大量地運用在點式支撐玻璃系統的配置中,其運用從大跨距玻璃牆面、屋頂,至特殊訂製需搭配壓力構件共同組成之鋼索結構。
圖中所示之鋼索桁架覆蓋著由John Portman & Associates所設計之上海新威思汀飯店大廳。此玻璃屋頂跨距30公尺,雙層與膠合玻璃採用最新抓附技術,藉由穿透玻璃板接縫之薄片,透過點支撐玻璃無需鉆孔。
近年來,穿透性的追求使得鋼索構造被大量運用於大跨距空間。其基本形式為,垂直雨水平之張力構件交織為網狀不鏽鋼索,搭配適當之模組化玻璃板。施與精確預力的鋼索由特殊設計的元件固定,避免滑移並提供玻璃板的固定。此玻璃主要由角夾固定,頂部構件設有一個層架以安置玻璃角端,再由蓋頂螺栓有效地固定玻璃板。這種手法可滿足各種玻璃板的設置,且免除玻璃鉆孔索帶來的損耗。玻璃板間則以接縫填料防止氣候變化所帶來的破壞。
模糊的界線
1945年《藝術‧建築》雜誌富有幻想力的編輯John Entenza發起了名為"個案研究住宅"的活動,委託了加州的新派建築師設計了36座試驗性的獨立或複合式住宅。個案研究住宅設計所採用的開放式平面與樑柱架構影響全美建築師。其中,最受注意的手法,為利用大面積開窗以緩和室內外的界線。此為芝加哥建築師Lohan Caprile Goettsch在沿街面高層建築之大廳所欲追求的效果。採用鋼索結構以盡量減低構造之質感,並採用低鐵強化玻璃鍍抗反射膜。
本案之大廳空間透過高穿透性之玻璃構造,如肥皂泡膜般,與室外人行空間作區隔。由正向觀看玻璃牆面,無反射玻璃消除了玻璃之存在感。USB大樓不但創造了成功的公共空間,其大廳所創造出的高穿透性玻璃立面也展現了玻璃構造的技術與品質。
平淺的鋼索立面無深度,其結構支撐完全依靠預張力構件以對抗動態荷重,有較大的撓曲。此構造之撓曲設計標準為L/50,亦即跨距30公尺之平淺鋼索立面可允許風載重0.6公尺之撓曲。另一項關注的議題是此類行的鋼索施予界面結構的力較高,界面結構需對抗鋼索的高張力及承受設計最大荷重的力,故鋼索與建築物結構間必須安置較重之界面結構。
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