正在工作的杨王坤
提起建筑幕墙，很多人想到的可能是安装玻璃。但事实上，作为建筑外墙围护结构的幕墙，独立于主体建筑之外，是建筑美观与否最直接的体现，被人们形象地称为建筑物的“衣裳”。而建筑幕墙设计师，就是为建筑“量体裁衣”的人。
幕墙这件“外衣”如何“穿搭”才能既美观又能满足结构安全、节能环保等功能，非常考验“裁缝”的手艺和智慧。
给建筑物当“裁缝”
“穿针引线”是个细致活
近几年，在人社部发布的一批新职业目录中，幕墙设计师成了一个亮眼的存在。“幕墙是用玻璃、石材、金属、人造板等材料作为建筑物外立面的装饰性结构，除了装饰作用，还具有采光、通风、节能、保温等功能。幕墙设计师就是负责建筑外立面结构选型、细部构造、材质颜色的选配设计、绘制施工图、指导现场安装的专业技术人员。”中国建筑西北设计研究院有限公司幕墙研究中心主任、幕墙所所长杨王坤说。
2005年，学习机械设计专业的杨王坤大学毕业后，就开始涉足幕墙设计领域。2014年进入中国建筑西北设计研究院有限公司，任幕墙所总工程师。杨王坤告诉记者，幕墙设计这个专业属于跨专业交叉学科，业内的幕墙设计师要么来自土木工程类专业，要么来自机械工程类专业。建筑幕墙设计工作范畴属于土木工程，但是实际工作中，又需要零件加工等机械知识。
“既然是给建筑物当‘裁缝’，幕墙设计师就需要善于‘穿针引线’。”杨王坤说，他们不仅要对幕墙材料的种类、性能等了如指掌，还需掌握建筑学、材料力学、土木工程等方面的专业知识，熟练掌握软件设计等技能。
杨王坤参与的中国国家版本馆西安分馆文济阁的幕墙设计，就是非常有挑战性的项目。
站在气势恢宏的文济阁下，可清晰地看到建筑主体骨架支撑之下，整齐而规律的几何结构幕墙。“因为建筑设计的特殊性，常规的幕墙材料、构造做法等已不适用建筑需求，需要运用多种新材料、新工艺。比如钛锌板金属屋面、蜂窝铝板等，如此才能呈现出造型层次分明，现代技术与传统建筑风格完美结合的效果。幕墙玻璃则是使用了超大的钢化夹胶中空节能玻璃，这种玻璃高达7.2米，宽1.4米，总厚4.8厘米，单片重达900多公斤，玻璃采用双银LOW-E（一种先进的建筑材料），安装时，中间还需要填充氩气，能起到很好的隔热保温的作用……”谈起幕墙设计，杨王坤滔滔不绝。
记者了解到，给建筑设计“穿外衣”，精细度堪比做针线活。为了能够设计出契合建筑本身气质的幕墙，需要很多流程来配合协调。对于大型建筑物来说，幕墙总体方案和施工图还要深化成加工图和工艺图，拆分成很多小型图纸。幕墙要用到的建筑材料，大到幕墙主体结构、表皮材料，小到一颗螺丝钉，都需要设计师将其拆解，标出材料的精确尺寸。有些大的幕墙不能一次性装配完成并安装，且在施工过程中存在不确定性，即使建筑幕墙设计师在前期已进行充分的推演，但还是要到工地根据实地情况具体调整，并和施工队伍充分沟通；同时奔走于各个加工厂，从部件组装到材料溯源，从施工安装到质量检测，让精确到分毫的生产标准渗入细枝末节。
在幕墙设计师眼中，异形建筑的幕墙设计绝对是“难啃的骨头”。设计中，有的项目每片单元体幕墙的弧度都不一样，挂孔的位置需精确到毫米级，容不得一丁点偏差。杨王坤说，现在很多项目的外立面并不是只有简单一两种材料，而是由玻璃、石材、铝板、陶土板等多种不同材料和构件拼接而成，复杂程度极高，必须做到严丝合缝。因此每位幕墙设计师都是全能选手，要有三维空间想象能力，要懂外观设计、结构设计，还要能掌握BIM建模应用软件。
不断接受新挑战
满足建筑物个性化“穿衣”需求
20世纪90年代，幕墙在国内逐渐发展起来。
杨王坤以玻璃幕墙为例告诉记者，除了外形漂亮之外，玻璃幕墙因为一体化的构造，还具有较好的隔声、隔热、水密、气密性能，也能更好地满足公共建筑、写字楼等的采光需求。此外，玻璃幕墙具备一定程度的形变韧性，还有更好的抗震性。但是玻璃幕墙造价比较高，技术要求也高，施工难度较大，彼时，国内与幕墙相关的企业也较少，因此玻璃幕墙一般只运用在投资比较大的项目上。
随着经济发展和技术进步，特别是2008年北京奥运会之后，中国出现了很多创新的建筑，例如北京“水立方”，广州“小蛮腰”、上海“中心大厦”……这些为人熟知的地标性建筑都大量应用了幕墙技术。如今高楼大厦越来越多，建筑物个性化“穿衣”需求也随之增加。
近年来，杨王坤和团队成员全国各地来回跑，设计了许多经典的项目——扬州中国大运河博物馆、开封体育中心、山海关长城博物馆、青州博物馆、成都世园会中华园艺展区建筑散花阁……不仅如此，如今走在西安街头，也可以看到不少出自杨王坤团队之手、被披上“七彩霞衣”的建筑：曹家滩创新中心、丝路国际创意梦工厂、泾河新城泾河智谷、大唐西市C地块超高层、西安考古文化中心……
谈及当前建筑幕墙设计行业面临的最大挑战，杨王坤认为是材料、技术、规范的不断变革和更新，这要求幕墙设计师与时俱进，不断了解新的材料，学习新的技术和熟知新的规范。特别是碳达峰提出后，幕墙设计师成了绝对的“碳”路先锋，光电幕墙、“呼吸式”幕墙、植物幕墙……这些新型材料、新技术不断涌现出来，并在施工中得到运用，如何控制幕墙成本，方便施工和后续使用管理，成了考验设计师的新问题。
幕墙设计需不断优化
让建筑物的“衣裳”更耐用更安全
随着城市化发展，中国已经成为全世界最大的幕墙使用国家，当人们惊叹建筑技艺和建筑师想象力的同时，既有建筑幕墙的安全问题也成为与交通安全、食品安全同样重要的公共安全问题。
杨王坤说，幕墙设计中，首先需要注重幕墙结构本身的安全性。幕墙作为建筑物的最后一道保护和装饰层，必须要保障“衣裳”足够耐用，要能为建筑遮风挡雨，同样也承担着与建筑主体同样的抗震使命——做到小震不坏，中震可修，大震不倒。简而言之，建筑幕墙设计的过程中，除了结合实际考虑幕墙的建筑材料、荷载、结构构造，确保建筑幕墙的安全；还要结合建筑特色敲定幕墙的质感、色调，让建筑更有“颜值”；另外还需要综合考虑幕墙的保温、隔热、采光、能耗，方便建筑使用和管理。
除了新建建筑在幕墙设计中需要不断优化外，既有建筑幕墙的安全性也必须重视。“一般玻璃幕墙的设计使用年限是25年。”杨王坤说，如果高层建筑的玻璃幕墙维护不当，非常容易产生安全隐患。因此，及时为超过使用年限的既有建筑“补钙”，进行轻质化、安全性的升级改造势在必行。建筑幕墙的安全关乎城市的安全，更需要这个行业建立更完善的标准和制度。
作为一位从业近20年的资深幕墙设计师，杨王坤亲历了该行业在中国的成长过程。2000年到2010年，十年间，各个大城市涌现出一大批新的建筑。在“量”的积累达到一定程度后，“质”的追求必然会成为新的目标。在杨王坤看来，未来，人们对美好生活的向往，城市更新、城镇化建设以及低碳节能建筑等需求，将带动建筑幕墙行业的进一步发展。
文/图 首席记者 龚伟芳