我国建筑幕墙工业规模逾4500亿，已为实现建筑个性化外形及其功能，创造了不可替代的价值。国内建筑幕墙从1984年修建的长城饭店应用以来有近40年的发展历程 ^[1] ，目前已步入新技术、新材料、新工艺的智能信息化、绿色环保化、工厂装配化等全方位发展阶段。而数字化、智能化和节能技术为幕墙新的多样化创新提供了强有力的工具，造型及其功能的多样性越来越符合现代人的需求 ^[2] 。而且幕墙作为建筑子系统,在满足建筑量身定制设计的过程中“个性化”既是必然也是追求审美和商业价值的共同需求 ^[3] 。

在行业发展进程中，幕墙的“风格”不断演化，围绕安全性、舒适性、美观性和经济性而持续改进，这恰恰表明建筑幕墙与人性及人的社会性紧密联系在一起。世界上诸多重要事情均发生在界面处，地球表面孕育生命，大脑皮层产生意识，而建筑表皮同样也是建筑与外界交换物质、能量和信息的重要界面(表 1)。将生物皮肤与建筑表皮对比发现，相对皮肤通过生物机体内稳态化进行调节，建筑则通过人与表皮互动，反馈调节建筑内环境。可以预见，建筑外皮以生物皮肤功能作为参考系，朝个性化方向发展，终将成为“感应和生产能量的皮肤”。

从建筑发展视角来看，某种幕墙风格盛行一段时间后将产生内在的转向需求。因此无论是造型、结构体系和材料，或者工艺，可通过改变风格来满足人们喜新厌旧的审美定位要求，但唯独不变的是对安全、舒适和美观的需求 ^[4] 。图 1为1997年到2011年期间国内技术风格转变各阶段的代表性幕墙工程,经历了以下互相交错重叠的几个阶段，每个阶段都涉及一些核心技术,如：1)全隐框幕墙；2)干挂装配幕墙；3)点式玻璃幕墙；4)双层幕墙；5)单层索网幕墙；6)综合集成幕墙：如LED屏幕、光伏幕墙等；7)材料多样化自由曲面幕墙；8)肌理幕墙。

为了把握幕墙核心技术风格转变脉络,选择一些具有全局性属性的开放式体系、纤细通透化、自由曲面和个性化肌理等幕墙技术，进行针对性剖析和探讨。

表2为开放式与封闭式铝板幕墙优缺点对比 ^[5] 。开放式幕墙能体现工业化产品感觉,而材料集成单元幕墙结构,为其提供了便于实现的工艺。例如，1999年建造的上海中银大厦采用开放式石材、铝板和玻璃组成的单元式幕墙体系(图2)，至今已经历20余年，其开放式石材依然如新、精致,品质感保持良好。事实上，近40年来,关于幕墙构造要“开放”还是“封闭”一直存在不同的声音，而开放系统通过实际工程案例以无可辩驳的优越性给出了答案。不过对先进的开放式系统来说，室内侧气密性达标、保温构造连续和良好的腔体通风呼吸是其成功的前提，应值得重视。

幕墙的通透性是保证建筑美观的必要条件之一。实现通透幕墙一般通过采取增加幕墙单块玻璃面积，提高玻璃可见光透过率(visible light transmittance, VLT)，使用更加纤细的构件等措施。通过系统性地调研发现,近40年来，一些地区的玻璃幕墙单块玻璃面积普遍增加了4倍以上。以深圳和上海一些幕墙玻璃(图3)为例，单块玻璃板块面积从最初的1.8m ² 到现在的8m ² ，增长约4.5倍。目前，宽度2.4m的单块玻璃很普遍,裙房所用玻璃更是由6m高增加到20m左右，如北京泰康保险大楼大堂所用玻璃为3.1m×17.2m。可见光透过率从早期镀膜玻璃的30%左右提高到现在的65%左右,甚至采用高透LOW-E超白玻璃时，可见光透过率可以提高到80%以上。

在使用纤细构件方面，创新做法更是层出不穷，如替换铝构件为精致钢、单层索网、加辅助支撑等，幕墙龙骨也经历了从采用铝合金构件到纤细精致钢构件，再到单层索网结构的过程。此外，还可以通过索-装饰框体系(图4)获得纤细感,即通过索外包异形铝型材进行简化装饰或把索放置于玻璃缝隙的做法,获得纤细通透感。

早期的吊挂全玻璃幕墙一般采用胶粘夹板工艺，吊装工艺如图5所示。这种工艺对施工质量要求比较高，离散性也较大。而最新发展的打孔吊挂工艺离散性小得多，这种全玻璃吊挂系统能保证安全性和寿命，也能同时满足施工方便性要求。但是,建筑设计时过于追求超大规格玻璃并非理性之举,即便玻璃吊挂孔中填充高抗压胶能均化边缘应力,避免应力集中，若不能严格按工艺要求加工和施工，同样会导致失效等后果。

从神经美学观点来看，曲面建筑易带来动感体验和亲近感。所以不管是经典建筑中的弧线元素，还是最近“数字化设计”风格的流线形异型建筑幕墙，都给人们带来了独特的建筑审美体验，如国家速滑馆 ^[6] 。随着数字化设计手段和材料工艺的进步，如参数化正向设计和低成本的冷弯金属板或玻璃技术，更为这一类项目的成功落地创造了良好的条件。一般情况下，玻璃曲率大于1 500倍厚度时，就适合采用冷弯工艺。如俄罗斯联邦大厦(图6)采用单元板块整体冷弯工艺，外立面为双曲面形态，该项目把玻璃组装为平板单元幕墙板块,现场通过定位拉单元挂件实现微弧线曲面幕墙,以保持较低的玻璃表面残余附加应力。

为进一步分析冷弯玻璃固定应力分布，笔者课题组通过有限元方法分别对角部单点固定和边部多点固定玻璃幕墙进行了数值模拟。模拟结果表明,选择8mm厚单片玻璃，40mm位移荷载时单点固定和多点固定应力值分别为17.6MPa和11.0MPa，相较于多点压的直线形变形，单点压变形为弧线形，应力更大，而且大应力区域集中在受压点于边缘处，因此对边缘性能要求更高，见图7。

随着人们追求建筑新颖个性化表皮、数字化幕墙设计和建造技术的进步，越来越多的建筑采用既具备抽象化肌理美感，又承载文化元素和光伏一体化等功能集成的幕墙形式—肌理幕墙 ^[7] 。这种幕墙相对于具有矩形分格平滑表面幕墙，引入更多凹凸折皱和斜线方式 ^[8] 。

肌理幕墙可以通过多层集成或单层褶皱实现个性化图案,前期可通过BIM技术辅助设计和VR建模更好展示出其个性化体验和韵律美 ^[9] 。一般来说，如果采用多层如双层幕墙,通过外层构件表达图案，虽然其材料和施工成本高，但技术难度不大。相比之下，单层肌理幕墙(图8)的设计和制造难度均较大，实现精致面临更多挑战，其核心技术是：1)形成褶皱策略；2)断折框位置刚度连续和防水密封；3)巧妙实现室内美观度；4)巧妙实现通风、遮阳、防水和照明，甚至光伏一体化(BIPV)等功能集成。

中国建筑幕墙经过40多年的发展已建立起了较完备的国家行业标准体系，并完成了大量的幕墙工程，建筑设计一体化程度也大幅提升，但其性能和品质提高空间依然很大。当下“设计参数化、管理实物-虚拟同步化、现场施工机器人和机械化”是提高幕墙品质的有效手段，但还不能系统性降低设计风险，需要认真对待每个项目关键材料、核心技术和工艺。

面对核心技术演化，只有通过夯实结构计算和分析技术，才能做到设计既可靠又先进。同时，还应该多研究幕墙相关规范的核心要义，规范是成熟经验的总结,掌握规范条文制定逻辑和背后原理,活用规范条文本身,避免落入教条，敢于创新，才能完成高品质幕墙产品。

高品质幕墙可结合薄膜太阳能发电玻璃等绿色低碳技术 ^[9-10] ，助力我国实现2030年碳达峰和2060年碳中和(双碳)既定目标。当然，绿色低碳应进行务实评估，不要使绿色低碳成为转瞬即逝的风格，应实现其灵魂。如评估幕墙全生命周期里的“绿色”时，不应“断时评估其节能效果”。

创新是时代主题，要认识到以安全、节能、舒适、美观和经济性作为终极评判标准的重要性，扎实推动数字智能化在内的创新。优秀的幕墙产品是设计、加工、安装和维护等系统性技术实施的产物，识别并把握核心技术依然是提高幕墙完成度的关键所在。