上海世纪广场更新改造“超级幕墙”达世界级工程难度

2023年2月21日早8时,南京路步行街还没完全“醒”来,但上海世纪广场更新改造项目工地内却已开始忙碌。作为黄浦区乃至上海市今年最具彰显度的大工程之一,世纪广场更新改造项目,严格按照工期计划抓紧推进,即便在今年春节期间也忙不停。在今年年底前,世纪广场将作为新的“上海城市会客厅”对市民开放。

世纪广场更新改造项目,最大的亮点是将呈现“珍珠万花筒”的形象:用建筑物、构建物、广场铺地等建筑语汇,将世纪广场形象地打造成一枚闪亮的贝壳,致敬上海作为滨水城市典范的地域、历史特色。

“万花筒”形象的呈现,在很大程度上取决于一组“超级幕墙”。记者日前从项目方——黄浦区新世界集团获悉:这组“超级幕墙”作为主体建筑演播厅的外结构,面积为1200平方米、由191块不锈钢壁板组成,将是整个更新改造项目施工中的最大难点,放眼全球,更是具有世界级难度的工程。

21日一早,这组“超级幕墙”的首块壁板被安装上,标志着更新改造项目施工进入了最难阶段。在现场,国务院突出贡献首批国家级专家、世纪广场更新改造项目特聘首席专家席时葭教授接受了解放日报·上观新闻记者独家采访,揭秘将如何打造这组“超级幕墙”。

定位为“城市会客厅”的世纪广场,在设计之初就希望在形象上能彰显上海的城市魅力,在技术上能比肩甚至超越国际水准,体现上海的技术高度。作为世纪广场内主体建筑演播厅的外结构,这组总面积为1200平方米、由191块壁板组成的“超级幕墙”,将成为彰显与体现的关键。

这组“超级幕墙”,高为8米至22米不等,为不规则的形态。建成后,通过特殊的镜面材料与特别的空间结构,将广场内的铺地,周围的商业建筑、广告牌、历史建筑、绿色植被以及行人等,映射到幕墙上,形成“万花筒”的奇幻效果。

在项目中,这组“超级幕墙”被命名为“超镜面不锈钢幕墙”。“世纪广场‘超镜面不锈钢幕墙’对标芝加哥‘云门’,将突破其所有关键性技术指标。”席时葭说。

技术突破在哪里。“第一,在平整度上突破。上海世纪广场的‘超镜面不锈钢幕墙’,其平整度将达到‘整体的十万分之一’。”

这是什么概念?席时葭解释说:“如果板材高度是10米,那么板材高低不平的偏差,不能超过0.1毫米。这在镜面不锈钢工程历史上是没有实现过的技术指标。”芝加哥“云门”是椭球体形态,没有平整面,其没有平整度这个技术指标。

第二,在光洁度上超越。芝加哥“云门”的光洁度达到了“10K”。“K”是代表光洁度的单位,数值越高,代表光洁度越高。在不锈钢工程领域,达到“10K”已很不多见。作为一个室外项目,芝加哥“云门”的“10K”光洁度,相当于“珠宝级”光洁度,世界上目前没有项目可以超越。但世纪广场的“超镜面不锈钢幕墙”,其光洁度要达到超越“珠宝级”。席时葭说,世纪广场的“超镜面不锈钢幕墙”光洁度的目标是达到12K-14K。“在国际上,‘14K’已没有相对应的技术参数。所以,我们将光洁度‘12K-14K’称作‘超镜面’。”

实现“超镜面”的效果是一大挑战。珠宝呈现的光洁,是靠放置在室内的、极其精密的仪器打磨出来的。世纪广场“超镜面不锈钢幕墙”的施工完全置于室外,幕墙本身又有着1200平方米的面积,打磨难度可想而知。

芝加哥“云门”在2004年做好初步造型时,曾向公众展示。当时,“大芸豆”上168块钢板之间的缝隙清晰可见,后来施工团队将“云门”围合起来,进行了一轮轮打磨抛光,磨平了缝隙,才成就了现在的光影效果。世纪广场的“超镜面不锈钢幕墙”由191块板材焊接而成,除了要让板材间的缝隙“消失”,达到“云门”所能达到的“无缝”效果,还将更加完善,达到“无痕”的效果。“让人眼完全看不见幕墙上的焊接缝,也看不到任何不该存在的光影痕迹。1200平方米的幕墙,看起来就像一整块不锈钢板制作出来的,浑然天成。”

所谓“光学畸变”,通俗地说就是镜像扭曲,如人照“哈哈镜”时就会产生“光学畸变”。芝加哥“云门”,存在一定的“光学畸变”。世纪广场的“超镜面不锈钢幕墙”,将达到没有“光学畸变”的效果,即镜像逼真度达到完全一比一的精准。

此外,不锈钢焊接工程中有个业界难题——即产生“应力斑”,也将在这个项目中被攻克。席时葭教授正是“应力斑”一词的命名者,他说,“应力斑”是在1200度高温激光焊接中,造成局部金属的应力应变,由此产生的光学效应。“当‘应力斑’呈现在不锈钢上时,仪器是无法测量出来的,而人眼却能清楚看到,会感觉不舒服。”席时葭团队已经找到攻克这一难题的办法。

“焊接关”难上加难。21日一早,记者采访这天,“超镜面不锈钢幕墙”的首块壁板被安装上了,编号为“1-8”,即第一排第八块壁板。

当天,多位项目相关负责人都来到现场,细致地查看“1-8”号安装后的效果。“我给它打75分,我们后面还能改进得更好。”前一天,年近80岁的席时葭还在位于南京的生产车间盯着“1-8”号壁板的出厂。“这样的壁板,共要生产、安装191块。目前,我们只走了‘万里长征’的第一步。”

而接下来还有更难的,就是“焊接关”。要先将191块壁板相互焊接起来,再进行打磨抛光等工序。焊接这步,决定了幕墙光影效果的成败。

项目将采取焊接机器人进行双面焊接,再用高技能的焊接技术人员进行精细焊接。焊接的关键,是进行左右上下平直的调整、激光焊接缝隙宽度的调整。

一方面,各个板块之间要完全焊接在一个平面上,“平整度”要求极高,这对一个8米到22米高的项目来说难度很大;另一方面,焊接的缝隙严格控制在1毫米,误差在±0.05毫米之间,极端精细。

焊接中还有一个更大的难点。整个幕墙呈现波浪般造型,因此有三分之一的板块被设计为圆弧形。这些圆弧形板块,弧度的方向不尽相同,有的向内凹,有的向外凸。在横向上,这些圆弧形板块要与垂直形板块焊接起来,接口处要达到“平整度”与缝隙的要求。在纵向上,圆弧形板块之间要叠加到8层,而各个圆弧的圆润度不尽相同,在焊接中,圆弧形板块之间也要达到“平整度”与缝隙的要求。做到焊接得严丝合缝,简直比绣花还要精细!

面对种种技术挑战,项目团队迎难而上。“我们通过材料、结构、构造、工艺工法、管理等方面的措施,化解技术难度。”席时葭说。

对各种技术指标的追求与突破,是为了将幕墙的光影效果打造到极致;但仅盯着技术指标还不够,席时葭说,对光影效果终极考验的准绳是“人眼”,所有的光影效果都逃不过人的眼睛。只有在市民看到幕墙效果,感到满意后,才意味着这个工程的成功。