金属艺术顶兴起:上海中心大厦和上海国金中心商场案例
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二、上海中心大厦文化店铺

1.胶囊型铜吊顶——B1层

如图2-27所示为上海中心大厦B1层的胶囊形铜吊顶。

图2-27 胶囊形铜吊顶

用铜材来装饰房屋是自古就有的,也因为历史悠久就形成了一种铜文化。铜文化流传至今,拥有广泛的市场基础,许多建筑还是喜好用铜来装饰,以表现它的文化氛围和建筑档次。在上海中心大厦中有几处方案是用铜材来装饰的。我们负责的文化店铺的B1层就是用铜制作成胶囊形吊顶。胶囊形吊顶是艺术造型加铜文化的结合,对我们而言是全新的对象,我们承接此任务责任很重。我们做了几件关键事。

1)三维放样

胶囊形不是平面的,而是三维空间的造型,如图2-28所示。

图2-28 胶囊吊顶模型

我们必须用BIM技术,三维建模来画出胶囊形状,然后再将四周的设备画上去作碰撞试验。避开所有碰撞物之后,才能确定吊顶的真实空间位置。位置一旦确定,那么标高、顶高、宽度等尺寸也就自然确立。

标高是吊顶的主要数据。平面吊顶通常只有一个标高,而三维造型就会有n个标高。在这里既有吊顶的最高平面的标高,又有下端完成面标高。三维立体模型出来之后,各方面进行审查,提修改意见,多次修改,改变较大的有几处:

(1)外边沿的转角,即90°度的拼角是圆弧拼还是直角拼?圆弧拼和直角拼都有工艺难度,也都有艺术特色。几经争论,最后确定为直角拼。

(2)胶囊的面板是大块板,还是小条板。起初提出的方案是每片板约2m2大板拼装,后又改为用宽200mm的长条板来拼装。改小之后线条增加许多,功夫都要用在拼缝上。当然,也出现一种仿古城堡砖墙的风韵。这样的改变,对我们制造商是一个挑战,在制造中要解决若干工艺问题,还要多费材料。

(3)铜吊顶的外形尺寸,主要是指高、宽尺寸也修改了几次。每次修改都要重新出图纸,图纸包括钢架图和铜板图纸。最后的方案铜板共用了400片,这就需要出400张图纸。

2)钢架制作

三维造型钢架。金属吊顶都会有钢架系统来悬吊,固定金属板块。一般的平面吊顶或格栅吊顶所需要的钢架比较简单,而双曲面的造型所需要的钢架要求很高,它需要用钢架制成的外形与双曲形状符合,在尺寸上又能将双曲面嵌入。我们将钢架也作为正式的产品进行精细的设计和制造。在这方面的投入也是不为人所注意的,如图2-29所示。

图2-29 铜顶天花钢架排版图

3)对铜质材料的熟悉

在以前的工厂中接触不锈钢和铝板较多,接触铜材很少,即便有也只是一些铜质嵌条。这次是大面积使用铜板材,对于材料的硬度,折边的效果,焊接变形等性能进行了多次试验改进,摸索出一些经验。在多次试验中发现铜板材的板形状不完美是一个问题。因为市场上的铜板都是工业用料,它以材料的功能为重,而不注重其表面形状。也因为用量太少,大型企业不愿生产。小企业生产的铜板板型相对差一些。表面形状是指平整性和光滑度。我们购买铝板和不锈钢时候,市场上已形成专门供装饰用的材料,其板形是完全满足需要的。铜板的板形缺陷只能借助于其他手段来解决。铜板一般不能做成亮光的表面,做成亚光或古铜色较妥当。

铜板出厂的宽度尺寸是很单一的,只有宽1m的,没有更多的规格可选用。若有超过宽1m的板面,要么明缝拼接加宽,要么修改设计、变窄。整张平板若用焊接拼接,必然变形。

焊接与材料厚度关系。铜在焊接时需要用氩气保护。焊接熔化时达1000°高温。这样高温会引起铜材料变形,暴露出缺陷。减缓变形量,唯一办法是加厚材料,加厚材料又会引起成本上涨。

4)铜材料的表面处理

铜材制造和安装过程中表面会出现问题:①表面划伤;②垃圾油渍污染;③手指纹印;④敲打变形痕迹;⑤氧化黑斑。这五方面情况,除了表面划伤和敲打变形痕迹之外,其余三个问题都是同一性质的。这三个问题归结为去污和防氧化问题。铜表面去污还是比较容易的。难点是防氧化问题。因为铜是活泼金属,即便处理清洁,只要相隔几小时表面就会氧化,产生黑斑,逐步全面变黑。防氧化有许多方法,有钝化处理,有封蜡处理法。因为在我们的合同之中未涉及表面处理工艺,我们只要做到去污染和封蜡处理,至于后续的处理可留给专业的表面处理厂家。

笔者认为铜板的成型比较容易掌握,而铜的表面处理却大有学问。在铜装饰工程中要重视铜的表面处理要求,事先对要达到什么样效果,采用怎样工艺都要有计划,不能等到铜板安装上去后,再来讨论表面处理要求,那就会事倍功半。

2.压型钢板顶——B1层

如图2-30所示为B1层压型钢板吊顶。

图2-30 B1层压型钢板吊顶

在文化店铺装饰范围内有一个区域的吊顶是用压型钢板制作的,即B1层书展区。压型钢板是非常普通的材料,又没有鲜艳色彩,很容易被人忽视。其实这样的吊顶制作成功并非简单,也是经过一系列的深思熟虑技术改进而成功的。在笔者承接之前,也曾有公司接触过,忙乎一阵之后,他们发觉了其中的难处,最终选择放弃。笔者是知难而上的。

别人无法解决的难处是什么?他们是采用折边机将钢板一片片折弯成型的,由于设备限制,每片钢板成型之后的长度只有4m,而现场的长度是7m以上,最长达16m。用4m长的板来铺设16m的顶,中间需要有三段对接缝。每段对接缝也有几个造型对拼接,无论怎么对接也接不顺畅。经过制作样板,笔者也发觉了这个问题无法解决,只能放弃这个方法。我们另外选择了辊压成型的方法。

辊压成型就是将平面钢板放在带有20组渐变压轮的机器上朝前移动辊压。起初接触到第一组辊轮,钢板产生渐变,走完最后一组辊轮,产品成型。辊压机轧制产品的长度理论上是可无限的,我们根据实际需要来截裁长度。现有的辊压成型机都是为生产楼层搁板而设计的。楼层搁板使用时是搁置在横梁上的。它没有吊装配件和垂直的加强筋。我们利用辊压机成型,可以发挥其长度优势,但必须通过改制来弥补其缺陷。

改制,具体而言要做两件事。一是在条板的长度方向装吊耳;二是在条板的垂直方向装加强筋,保持钢板的平整性。长度方向装吊耳也并非简单。首先需要将钢板条折成一定形状,然后用碰焊(种钉)法将吊耳固定在长条板上,最后还要在连接处打硅胶,以提高强度。为什么要采用种钉和打胶工艺,如果采用焊接法那不是更简单吗?这主要出于对板块表面的美观考虑。如果直接焊接就会在表面留下严重的焊接痕迹,破坏美观。种钉和打胶对表面无影响。钢板自身的材料价格并不是很高,但是这些材料的改制费,因人工投入大,要远远高于材料费。人工的物化劳动常人是不太注意的。压型钢板截面如图2-31所示。

图2-31 压型钢板截面图

压型钢板做到16m长,中间没有对接缝固然是好事。但是这么长的材料怎样送上空中安装又是一个大问题。要减少人力,又要保证安全生产,大家想了许多办法,最后是租赁两台自动升降机,首先将长条板放置在升降机上,然后启动升降机装长条板抬到半空之中,最后工人上去进行固定。

从专业角度来评价。这里的压型钢板制作是成功的。成功之一,每个区域每条长板在长度方向无对接拼缝;成功之二,对辊压之后板块进行改制,装吊耳和加强筋。保证安全使用和板面平整性。

也有一些人对文化店铺为何要设计使用压型钢板而迷惑不解。他们以为有名气的店应该多采用豪华的材料,而不是普通的材料。笔者都认为这种设计是源于对艺术追求的结果。第一,设计流派中有古朴还真的派别,选用这种材料是反映了他们的设计思想。第二,店铺每个楼层占用面积都很大,大面积只用同一种款式的材料难免使人产生单调感或审美疲劳。现在是同一楼层,设计了四至五种材料和款式,差异化会使人保持兴奋,还可以比较观赏和深度分析,犹如走进艺术的殿堂。

3.不锈钢编织板顶——52层

如图2-32所示为不锈钢编织板顶。

图2-32 不锈钢编织板顶

上海中心52层内,文化店铺的区域内有一片吊顶是不锈钢镜面编织板。不锈钢镜面是一种常见的材料,而制作成编织网的式样这里是首列。首列的标记是增加斜向拼接。

市场上出现过的铝板编织板都是条板直角拼接或叠加而成的。

文化店铺内设计成有斜条的编织板。它在编织的方格中又添加了一块斜插板,更逼真地反映出编织效果。

1)效果预分析

文化店铺的编织板完工之后要达到效果:①每片条板横竖交叉尺寸要正确;②每片板弯曲之后,相互插接,弯曲的板面不能有波浪纹;③弯曲之后的厚6mm边,不能有朝外或朝内倾倒现象;④镜面材料要光亮,要保持颜色一致性。

2)吊顶的结构设计

业主给出的大样图也包含了一些结构设计,但我司发觉这不能实现,我们作出了几个重大修改。

(1)将原单片厚6mm的不锈钢镜面板改成瓦楞板。瓦楞板的表面板使用厚0.8mm镜面不锈钢,内芯用高6mm铝瓦楞芯,背面再贴0.8mm铝板。选择瓦楞板结构将原整块板重量减去70%,又使待弯曲的方向可以限定在板块长度方向,不会引起宽度方向变形起波浪,达到设计要的效果。

(2)瓦楞板长度方向的翻边,是翻二次边。

为什么要翻两次?①防止板块在弯圆弧时发生内外倾倒现象;②再翻边可保持板块外侧的可观赏性,避免“快口”冲撞人的视线;③再翻边可以装连接配件。

3)钢架的设计

钢架设计为双排龙骨式样。双龙骨是指每两支40mm×20mm方钢管纵横垂直布置。镜面板宽度是400mm,双龙骨宽度是250mm,可以稳定地悬吊镜面板。如果企图省钢材,设计成单支连接钢架,安装时不方便,而且不易调节吊顶平整性。

4)弯弧的空间处理

编织板会产生空洞现象,如图2-33所示。空洞处理要保持艺术性,即弯弧的顺畅,不能压成扁平锅的状态。这需要在空洞内放置垫块,让垫块分散一些变形力。

图2-33 编织板吊顶的空洞现象

4.钢琴烤漆顶与墙面——B1层和53层

如图2-34所示为钢琴烤漆板。

图2-34 钢琴烤漆板

文化店铺的B1层有一个区域指定用白色钢琴烤漆,在53层又有两个区域指定用浅棕色钢琴漆。对钢琴漆在概念先作一番讨论;业主指定要钢琴漆是指油漆的光亮度要达到像钢琴一样,并非是要那种油漆原料。实际上,钢琴漆是硝基或聚酯类原料涂在木质物体上,依靠工人师傅反复打磨而产生光亮的。在金属板上加工油漆不可能采用那样工艺。笔者看到店铺业主带来的一块样板,那是高光漆的面板,国内被称烤瓷漆。这里的钢琴漆是指烤瓷漆,烤瓷漆在国内归类为硬质涂层。材料有氧化硅或者氧化铝成分。调配这样的油漆工艺是复杂的,所以价格也是昂贵的。

烤瓷漆有两大优势:其一是涂层的硬度,可达到5H(铅笔硬度),而一般油漆,包括氟碳漆硬度只有1H。硬度高可以防止划伤、磨损。这对于公共场所特别需要。我们在K-11商场的墙板上都使用这种涂料。其二是可以做成高光的。一般氟碳漆喷涂光泽度最高是30度,烤瓷漆可达到70度。光泽度越高,质量风险越大,烤瓷漆厂家不愿意将光亮度做到极限,都全控制在65度左右。在金属板上要实现高光泽只能采用烤瓷漆工艺。

作为铝板加工厂家并不喜欢烤瓷漆。原因之一是材料太贵,增加成本客户难接受;原因之二是果真实现了高光泽,那很容易将铝板面隐藏的缺陷暴露无遗,特别是对平整性要求极高。文化店铺的业主坚持使用高光漆。这样只能增加铝板材的厚度,并压制成蜂窝板。目的是提高板块的平整性。板材由厚1.5mm,增加到厚2mm,背板由单瓦楞板改为蜂窝加背板,材料成本增加30%以上。

5.多元文化的组合——53层铜画框吊顶

如图2-35所示为53层铜画框吊顶。

图2-35 53层铜画框吊顶

在上海中心大厦内承接的艺术吊顶内容相当丰富,美不胜收的项目相当多,延续的时间也相当长,这样就会产生审美疲劳。我们最后一处的施工是53层东区铜画框吊顶。因为这是最后一片区域的施工,大家对其艺术含义思考研究不多,有所忽略。其实这里的艺术性并不逊于先前的几个区域,有其独特的艺术价值!

1)平面布置上的复杂化

笔者曾介绍过五楼宴会厅的吊顶是复杂化的平顶,在这里又要剖析53层铜画框的布置复杂化。53层是标准楼层,层高是受到限制的,吊顶设计要在空间高度上做文章已经很困难了,只能在平面布置上做文章,在一个平面上翻花样。

从整个区域上看,不能因为铜的昂贵,只看到铜的价值,还要看到围着铜盖旁的木纹格栅条。这里,铜盖板犹如红花,格栅条犹如绿叶,绿叶簇拥着红花,红花才会鲜艳夺目。

铜盖板自身并非是简单的平板,而是模仿镜框或画框制成镶边的单元。每条边框还有两层变化。一是高50mm的斜边;二是有一条宽6mm的收边条。加边框的铜板变成一个扁平盖悬吊在空中。

如图2-36所示,在铜盖板之间留出300mm距离空间,空间布置了两条纵横交叉的格栅条。格栅条是开模具用铝锭熔化拉制的,完全是采用铝型材技术。格栅条表面处理是仿木纹热转印。设计师的初衷是用真木料,但防火标准不允许,才改用木纹转印。幸好国内的木纹转印技术是相当成熟的,完全可以以假乱真。格栅条除了铜盖板相邻的中间布置之外,在最外圈、即区域的最边沿又用了另一种规格偏大的铝型材作为收边。这种设计思想是当区域与区域分开,区域划分与区域内划分是两种不同的概念。这类似我们在设计冲孔板留边时,一定会弄清楚留小白边与留大白边的区别。白边是指不冲孔的区域。这样的设计都是中规中矩的设计。用两种格栅就要用两种材料,开两套模具制作。

图2-36 铜画框之间的格栅条

2)多元文化的组合

从第一次见到53层图纸之时,就感觉这个吊顶有很重的文化气息,一直到成型完工之时,才真正弄清了它的艺术价值。笔者认为,这里的艺术价值是将多元文化组合好。

吊顶的设计方案是出自中国台湾的某设计公司。方案透析出中国文化元素、欧洲文化元素和日本的文化元素,在这里能够很好地结合。

中国文化元素:木材料、木窗格,都是具有悠久历史的中国传统文化。

欧洲文化元素:铜材装饰、油画的画框和艺术花边。在欧洲建筑内看到的场景,例如意大利乌菲兹美术馆风格在这里可以隐隐约约地出现。

日本文化元素:室内空间的格栅隔断或移门,室外的栅栏,都有日式风格。

设计师的匠心是能够将多元文化在这里组合好,组合得自然而优美。笔者也去过苏州的诚品书店,那里有一个区域是用板条侧立两排布置的,也有反映多元文化的意图。

3)精细化的装饰要求

多元化组合的复杂吊顶一定要依靠精细化的装饰来支持,否则就会产生乱七八糟或支离破碎的感觉,被他人诟病。

精细化装饰的要求表现在这里所有出现的点、线、面、角、缝都要符合规范。

点:正方形或方形的四个交叉点都要清晰可数,不能有秃点。这在材料运输和安装上是很困难的事,略有闪失,就会有碰撞受损现状出现。

线:每条格栅的直线度都应笔直,平行线要等距离。

面:整个吊顶的平面要平整,不允许有高低现象出现。同时也指每个方框内的铜板面要平整,不能有凹凸点或波纹面。铜板面是用蜂窝板结构,保证了平整性。对有碰撞损失的板面坚决更换。

角:这里是一个重头戏。无论是铜板还是铝型材都是二支作90°拼角、每支切割成45°斜边。这斜边不是平板条而是一个立体件,切角时是三维空间的成型,难度比平板切要高许多。我们是采用数控双头锯切割,保证了拼角的严丝密缝。

缝隙:这里拼缝很多,有铜顶的主板与侧板拼缝,有材料的45°拼缝。拼缝误差控制在0.5mm,这就要求每个工件加工精度的极致。

拼装禁止使用焊接法,全部采用内套件结构。现在金属格栅装饰的案例很多,但人们看了总感觉不舒服。也有不少人问过笔者,笔者回答他们:主要是在纵横交叉拼接都使用了焊接法。一旦用上此法,就出现三个丑陋现象:①焊接外露;②焊接引起材料变形;③打磨后有凹坑。这里的拼接全用内套件结构,也称机械连接法,不用焊接法,于是消除了这些丑陋现象。

重视装饰的精细化,保证了吊顶装饰效果的实现。也印证了笔者的信念:技术是艺术展翅腾飞的基础。