說明：本文轉載自《建築技藝》2018年1月刊（超高層建築與城市），官方公眾號 ：AT Journal。

撰文：徐維平 ，華東建築設計研究院有限公司執行總建築師。代表作品：國家電力調度中心、中國華能集團總部大廈、人民大會堂上海廳、北京華貿中心辦公樓、華貿萬豪酒店與麗思卡爾頓酒店、深圳紫荊山莊、廣西荔園飯店、上海世博綠谷A片區項目等。

武漢中心效果圖

2017年應《建築技藝》雜誌之約，答應撰寫並分享武漢中心大廈的相關設計，當時恰好被告知這一建設已久的超高層建築的幕牆部分於2017年底即可封閉完成，因寫作時間比較充裕，同時設計團隊也需要向業主提交併準備一些相應的材料，便欣然應允。但後來聽聞幕牆部分的竣工時間又將因故延至2018年4月，同時也一直忙於其他設計工作而把此事拖延至今方才匆匆動筆，甚感汗顏。

武漢中心大廈位於湖北省武漢市武漢中央商務區核心區西南角，與城市大型公共配套緊密連接，緊鄰規劃中的夢澤湖，自然景觀環境優美。項目佔地約2.81公頃，總建築面積344000㎡，建築高度438m，地下4層（局部5層），地上88層。

項目總平面圖

正在安裝幕牆的武漢中心

作為國內設計院原創的項目，武漢中心大廈從設計到建造已近八年時間，設計期間趕圖時的辛苦、技術攻關遇到瓶頸時的艱難與痛苦以及其中的種種感慨和感受今日已漸漸淡忘。此外，由於超高層建築自身高度集約化的特點，使它和相關專業的聯繫尤為緊密，所涉及的技術內容也相對比較多。要在短期內梳理清晰，並做出系統的描述，顯然較為困難。在經過反覆的思考後，決定從建構的角度來談項目的

構築技術是否恰當與準確，往往決定著一個建築的基本品質。建築之所以會打動人，大多離不開獨具匠心的細節和恰當的材料運用，這些構築技術的真實存在，可以營造並強化建築師所期望表達的設計理念。

塔樓的形態設計

基於超高層建築所擁有的超常尺度，其綜合的社會影響力往往是其他建築難以企及的，這種出自人類之手的創作或許已經超越了我們自身能夠丈量的尺度。在目前階段，超高層建築設計傾向於選擇採用相對簡潔的造型，用洗練的形體完成塔身塑造。但僅有超常尺度和體量，只會讓人吃驚卻很難打動人，因此其體量及尺度還需要不失穩重的優美和典雅。超高層建築對城市景觀具有非常大的影響，且每一個“動作”都與其自身使用功能、結構形式、構造做法密切相關，可謂牽一髮而動全身。為此我們在造型設計上進行了一些極微妙的處理：

（1）改造方形平面，做成帶倒角的鼓邊輪廓，令其沿著建築師精心推敲的8條曲線做三維放樣，塑造出一個飽滿、柔和的原形；

（2）沿著方形平面對角線對原造型的兩條邊做開槽處理，開槽縫隙的寬度、深度都經過精細、謹慎的推敲，這不僅是出於美學訴求，也符合流體力學的要求——風洞實驗的結論證明塔身開槽可降低風荷載對超高層建築的不利影響；

（3）在頂部平行於方形對角線方向“斜截一刀”，兩條貫通高438m塔樓的弧線形縫隙頓時讓體量變得修長、輕巧，尖頂使塔樓更顯巍峨，飛昇雲霄。至此，我們為一個龐然大物注入了靈性，令整個建築造型將優雅、綺麗、壯美和穩健融合一體。

平面幾何定義

此外，在武漢中心大廈造型設計中我們對建築的動態美也進行了深入的研究、探討。伊曼紐爾·康德（Immanuel Kant）說：建築是凝固的音樂，但建築藝術發展至今已然變成了流動的音樂，無論空間還是形體都趨向追求動勢。KPF的William Pedersen在解釋上海環球金融中心的設計思路時，把這座塔樓描述成“一條單獨而美麗的曲線”。得益於數字設計技術的進步，建築設計進入非線性時代，武漢中心大廈的造型雖然洗練、簡潔，但組成其體量的各相關曲面卻極為複雜、微妙，也正是這些複雜的曲面造就了一幢巨塔的動感與優雅。與環球金融中心二維放樣的曲面相比，武漢中心大廈的三維曲面更加複雜，我們也為此花費了大量的時間、精力來研究表皮細分、幕牆單元選形和定位、收邊節點處理等難題。

三維曲面示意

形體的超級曲面變化

我們同樣強調通過使用具有特定場所特徵的元素來中和全球化熱潮帶來的影響。冰冷的、放之四海而皆可的密斯式國際主義方盒子塔樓似乎過於獨斷，而晚了近十幾年的設計——如由SOM的Adrian Smith主持設計的上海金茂大廈（Jin Mao Tower，1999）和迪拜哈里法塔（Burj Khalifa Tower，2010）顯然

建成後的“帆塔”造型實景

對於一幢高度超過400m的摩天樓，我們或許需要從另一種視角來看待“建構”這個問題。當建築以遠超過人體的尺度向高空發展時，對於多數人來說，觀察建築、感知建築的距離也會變得更遠。摩天樓對外界的信息傳遞可能主要依賴塔樓的形態輪廓及表皮質感，雖然建築的建造過程以及大量的功能空間用房差異難以被認知和表達，但建築的構築絕不會因此而變得簡單，相反會更加複雜。這種複雜性體現在由量變到質變的轉換。由於武漢中心大廈塔樓的流線性形體呈現出三維空間的超級曲面變化，且整個塔樓的表皮部分構成超過9 000個單元板塊，這就要求我們必須建立一種“系統”來整合這些龐雜的構件單元。而“系統”設計是決定材料和構造能否準確、高效、經濟、美觀的表達，以及工程能否順利進行的關鍵。我們可以把“系統”設計看作是構築技術在遇到極端複雜問題時所必須面對的設計環節，與“建構”的概乎相關。

表皮單元板塊模型

單元式幕牆有著便於安裝、易於控制幕牆施工質量（包括加工、組裝、吊裝等方面）、安裝快速的優點，可以有效控制幕牆施工進度，滿足工期要求。結合項目的實際情況，採用單元式幕牆的做法也更加合理。項目三維放樣的幾何形式先於其幕牆系統的構築技術被確定下來，這也給設計工作帶來了巨大的挑戰。傳統單元幕牆的構造技術已無法滿足這種數字化、非線性變化的工程要求，其複雜性體現在兩個方面：一是摺疊形式的單元板塊如何滿足建築功能並表現材料自身特性；二是已被準確定義的建築幾何學形體如何被微分解析，使之能夠被工廠進行標準化生產的單元板塊準確、高效地構築完成，並重新擬合、還原形成已被設計定義的非線性曲面形體。

幕牆單元水平與豎向關係

我們提出的解決方案是將空間形體中每一個被微分的空間曲面板塊（四點不共平面）解析為豎向平面的標準幕牆板塊及水平向的平面轉換構件（板塊）。豎向平面的標準單元幕牆板塊迴歸到線性的系統以完成基本的空間圍合，水平向的平面轉換構件則解決了上、下標準板塊間的空間錯位以及隨之產生的空間閉合問題。通過這樣的擬合，建築形式的生成邏輯被系統統計為豎直、小曲率、大半徑曲面的懸挑與退臺變化以及大麴率、小半徑曲面的懸挑與退臺變化。

這樣，每個水平轉換構件（或板塊）的平面形態則成為了二維的平面問題，可以被精確定義，由此就解決了相鄰板塊之間各種不同的曲率半徑變化的幾何定義問題，而每一個板塊本身的細部表現也都是構造要求與功能的體現。為了更好地表現三角板塊中玻璃面與金屬側面的交接，我們放棄了原本陽角的處理形式，在金屬面的端部加設一個型材構件扣住玻璃板塊，保證兩種材料各自完整且自然過渡。上、下蓋板也通過凹槽的設計強化側邊金屬板的獨立性，在構造上也滿足了防玻璃墜落的規範要求。考慮到若干樓層有自然通風的需要，在相應板塊的側面設計了通風器裝置。而為了保持板塊外觀的統一性，在所有的板塊側板根部都增設了豎向窄條格柵式型材收口，而僅在有通風器的格柵內側做鏤空處理以滿足通風開啟的需要。

塔頂觀光層

塔頂觀光層效果圖

建成的塔頂觀光層

觀光現在已經成為超高層建築中不可缺少的重要功能，也是本項目的設計亮點。項目的觀光層位於八十七和八十八層的塔頂空間，室內空間最高處近40m。

為了表現觀光大堂的視覺通透性，經過合理的設計，使建築的圍護幕牆更加通透、輕靈，儘量不遮擋遊客的視線，營造出空中漫步、一覽眾山小的獨特體驗。

表皮結構採用懸掛吊索、纖細的鋼柱和水平鋼製環梁結合而成的結構支撐體系，每隔約8m設置一道柱間支撐，將水平荷載傳遞至主體核心筒結構。

塔樓結構示意圖

塔冠幕牆結構及擦窗機

塔冠結構示意及剖面圖

觀光層內的觀光廊也是空間設計中的一大亮點，結構形式與幕牆表皮的構造關係也是決定其外在形式的重要因素。超大跨度的觀光橋以其兩端強有力的豎向支撐約束呈現出輕盈的懸浮狀態，而寬大的弧形平面則有效地將幕牆的水平荷載傳遞至兩端的主體結構。這樣觀光橋本身在滿足功能需要的同時，也體現了結構與形式美學的統一。

觀光橋結構模型

結語

在實際工程中，視覺樣板所起的作用是至關重要的。重要的建築材料很多時候必須要靠實際比選才能做出最佳的選擇。以玻璃為例，有時一個參數的差別對整個幕牆外觀的影響是非常明顯的。在滿足統一的節能要求的前提下，我們通過不斷地比選，最後選擇了4種參數上有細微差別的玻璃樣品做進一步比選。為此還專門設計了3層的臨時建築，專供使用不同玻璃樣品的幕牆單元進行實樣掛裝，以便實樣勘查視覺樣板，從而能夠更有效、準確地選擇建築材料。視覺樣板的選擇及比較對驗證設計及保證建築的最終品質是十分必要的。

另外，在工程設計中，當面臨各種工程上覆雜問題的集成時，如何形成一個較佳且平衡的真正的解決方案，仍需要依賴一種高度的概括與綜合能力和一個能被清晰表達的建構體系。顯然，合理的建構方式本身所呈現的“形式”才有可能真正地被人們認同。

與此同時，我們相信建築的生命也可能來源於各種建築材料的合理詮釋，其粗糙或光滑，凝重或明快的肌理表現，既有助於建築形成樸素的韻律，也能使建築的表現更為持久，同時其不同的材料特性之組合和細部處理既強化了建築設計的理念，也使建築在平凡、樸素之間顯現出其內在的品質與韻味。

建成的武漢中心

項目信息：

業主：武漢中央商務區建設投資股份有限公司

建設地點：湖北省武漢市

建築設計：華東建築設計研究院有限公司

項目負責人：徐維平

方案設計團隊（建築）：徐維平、鄭凌鴻、李大曄、李群、胡威、王建、

朱子曄、章菊新等

初步及施工圖設計團隊（建築）：徐維平、鄭凌鴻、馮燁、曲國峰、

宋雲峰、鄭穎、韓健、王建、佘明松、徐抒、張冉、秦笛、曾哲、

何嘉、鞠希任意樂、薛元等

總建築面積：344000㎡

建築高度：438m

設計時間：2009~2012

項目狀態：主體部分已完工，幕牆完工

攝影：徐維平、馮燁、胡義傑

（全文完）

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