建筑形態(tài)與建筑結構之間存在的矛盾由來已久，建筑師天馬行空、大膽前衛(wèi)的想法時常會因為需要滿足結構要求和技術限制而僅僅停于紙面。如何實現(xiàn)突破了常規(guī)建筑形式的項目，如何將建筑師的奇思妙想實現(xiàn)從紙面走向現(xiàn)實？
01 俄羅斯儲蓄銀行科技園
本項目由扎哈哈迪德建筑事務所設計，作為俄羅斯銀行 Sberbank 的 IT 部門的新辦公大樓，具有高度復雜的幾何形狀的玻璃圍護結構。
地面層和入口處的玻璃系統(tǒng)使用了專門為本項目開發(fā)的詳細的框架系統(tǒng)，以適應這些區(qū)域的復雜曲率。中庭屋頂和橋梁采用網(wǎng)格殼型鋼結構，跨度為80x30米， Eckersley O’Callaghan 還為中庭外墻和橋梁提供了二級系統(tǒng)以及關鍵的主要結構運動連接點。
Eckersley O’Callaghan 在 Grasshopper 中開發(fā)了內(nèi)部數(shù)字設計工具，對復雜的幾何形狀進行參數(shù)化分析，確定實現(xiàn)每個面板的形狀、熱能和視覺性能所需的制造工藝，確保能夠在整個圍護結構中保持玻璃的視覺一致性。
02 新加坡濱海灣金沙酒店蘋果商店
世界上第一家直接坐落于水面上的蘋果店，完工于2020年，由福斯特建筑事務所和Eckersley O’Callaghan 共同完成。這個“漂浮”在新加坡濱海灣金沙酒店旁的巨大透明玻璃球體，繼承了蘋果商店標志性的“挑戰(zhàn)不可能”的極簡主義外觀，盡顯蘋果在探索玻璃結構上的野心。Eckersley O’Callaghan 成功實現(xiàn)了這個完全無其他支撐結構的全玻璃穹頂結構。
建造一個全玻璃穹頂結構，完全自我支撐，沒有柱子，沒有斜拉結構，沒有梁或拱，尚屬世界首例，是令人驚嘆的工程創(chuàng)舉。球體17米高、30米寬，僅由114塊玻璃板組成，玻璃與玻璃間由10個狹窄的垂直中縫進行結構連接，最大的玻璃板寬10米x高3米，每片玻璃被熱塑或?qū)訅撼尚停@種拼裝方式也同樣是世界上的首次嘗試。
構成穹頂結構的鋼框架及其纖細，滿足了建筑的整體感，在纖細的結構中，藏著照明和噴淋系統(tǒng)等功能部件，承擔起功能性。穹頂頂端的中央圓形玻璃面板，可以在發(fā)生火災時升起；圓環(huán)形的擋板起到了防眩光和消音的作用。Eckersley O’Callaghan 從概念階段就介入到設計之中，提供了從概念到現(xiàn)場監(jiān)督直至完工的全部建筑上部結構設計。
03 倫敦天空泳池
倫敦天空泳池作為世界上第一個完全透明的游泳池，Eckersley O’Callaghan 為其提供了結構方案。本項目由 HAL Architects 設計，這是同類中的第一個，也是一項真正卓越的工程壯舉，一個透明的長達15米的游泳池橫跨在兩棟十層高的公寓樓之間。由于兩座建筑物都受到正常運動的影響，包括風搖和地基沉降，如何在高空上實現(xiàn)這一大跨度泳池，Eckersley O’Callaghan 解決了許多重大的工程挑戰(zhàn)。
游泳池采用透明亞克力建造。水池側壁厚180毫米，深3.2米。它的底座厚360毫米，水池懸空部分重達50噸，整個水池需要承載150噸水，其中100噸由亞克力橋“橋”承載。由于其尺寸過大，天空泳池實際是由單獨的幾部分拼接而成的，連接處巧妙設計了透明粘合接頭，以最大化粘合面積并避免高應力區(qū)域。
水池結構在建筑物之間有15米的跨度，泳池側壁形成的深梁能夠?qū)崿F(xiàn)跨越這個距離，同時承載水的重量，并抵抗側面的靜水壓力和風荷載。這兩座建筑物都受到正常運動的影響，這是這種規(guī)模的建筑物所固有的，包括風搖和地基沉降。泳池結構通過避免兩端的剛性連接來處理這種運動；它在橋梁支座上滑動，同時保持水密性。
建筑物兩端各有一個額外的5米長的游泳池，泳池總長為25米，這些部件由不銹鋼連接。它們通過兩個高強度、彈簧張緊的、直徑為38毫米的不銹鋼棒通過亞克力綁在一起，位于水池下方。粘合的丙烯酸結構提供更少的侵入性接頭，實現(xiàn)更高的透明度。亞克力的折射率接近于水的值，當透過水或從外面觀看時，變形也會小得多。
04 香港新藝術博物館
在 KPF 和 SO-IL Architects 共同設計的香港新藝術博物館項目中，Eckersley O’Callaghan 為該項目創(chuàng)造性地設計出了世界上半徑最小的玻璃圓柱，不僅實現(xiàn)了建筑立面的獨特性，更突破了玻璃制造技術的極限。
香港新藝術博物館，在一個大型綜合開發(fā)項目中占據(jù)兩層樓。博物館空間的全玻璃幕墻位于多層開發(fā)項目的六樓和七樓，環(huán)繞著建筑占地面積的一半（約 170 米）。立面由475個玻璃圓柱體組成，每個圓柱體高9米，半徑450毫米，環(huán)繞著博物館。以前從未有過這種尺寸的玻璃面板被彎曲到如此小的半徑。這些圓柱體由兩個半圓柱體制成，它們本身由熱塌陷的夾層玻璃制成，然后用硅膠密封在一起。
Eckersley O’Callaghan 面臨著設計管狀結構玻璃幕墻的挑戰(zhàn)，該幕墻無需額外支撐即可從底部跨越到頂部，同時滿足項目的能源和性能要求。
所有的面板都有底座支撐，入口和開口處的面板通過一個穿過玻璃的機械連接螺栓支撐在相鄰的全高玻璃柱上。支撐結構的移動是通過頂部約束的垂直釋放連接細節(jié)來實現(xiàn)的。
05 倫敦卸煤廠購物中心
Coal Drops Yard 是 Heatherwick Studio 在倫敦的歷史建筑改造項目，對兩座維多利亞式倉庫進行大規(guī)模翻新，打造新的地標性購物中心。Eckersley O’Callaghan 為本項目設計了鋸齒狀的玻璃幕墻，以適配改造項目獨有的“接吻”屋頂。鋸齒玻璃的每個角度都不同，每個角度都需要精確測量和仔細考慮，以適應結構運動、荷載和連接細節(jié)設計。
耗資 1 億英鎊的購物中心計劃采用重達1350噸的“接吻”屋頂，將兩座現(xiàn)有建筑連接起來，形成一個新的高層。Eckersley O’Callaghan 在這個接吻的屋頂下設計了一個鋸齒狀玻璃幕墻，玻璃在它的頂峰上升到 7 米高。
Eckersley O’Callaghan還設計了連接立面和屋頂梁的支撐鋼結構，以及一樓六米高的玻璃面板。更新項目保留了歷史拱形建筑的許多特色，包括將變成公共活動空間的遺產(chǎn)灣。為了保留和突出空間的鵝卵石地板，Eckersley O’Callaghan 創(chuàng)造了一個特色凸起的玻璃地板，它支撐著鋼柱。
06 蘋果杭州西湖店
杭州西湖蘋果零售店是蘋果在亞洲地區(qū)最大的零售店之一，是 Eckersley O’Callaghan 和福斯特事務所合作的又一個蘋果店項目。項目的立面由11塊雙層玻璃板組成，玻璃板高15米，是當時世界上最大的單片玻璃板之一。
玻璃板由豎向的玻璃支撐，構成一個純玻璃的立面，以達到最大的通透性。立面充分考慮了抗風和抗震性，玻璃板塊間可以在一定程度內(nèi)自由移動。
項目以“懸挑”為特色，玻璃樓梯僅依托一側的墻壁，“懸浮”在半空，采用了與建筑師和玻璃加工商 Sedak 合作開發(fā)的新的夾層插入式配件；建筑中的二層是從后壁伸出的懸臂地板，12米寬，地板厚度從1.2米逐漸縮小到10厘米。
門廳雨棚也由玻璃面板組成，以豎挺和承重玻璃板組合而成的力平衡玻璃板重心，形成無支撐挑檐。
07 Vidre-Slide
Vidre-Slide 玻璃滑梯由 Eckersley O’Callaghan 公司與玻璃制作公司 Cricursa 合作完工，二者決定在這個新的裝置項目中，進一步探索之前香港新藝術博物館項目中開發(fā)的、建造小弧度長條形玻璃半圓柱的新技術，并制造更多的應用機會?；菀运拿赘叩娜遣ＡЫY構和九米長的滑道組成，完全以玻璃和結構硅膠粘合，全梯沒有使用任何機械固定。
滑梯主要以兩個長玻璃元件組成，相互支撐，底部由鋼件固定在地板上。玻璃元件的半圓柱的半徑為450毫米，長達九米，一體成型沒有拼接。玻璃的彎曲在實現(xiàn)結構的長跨度方面起關鍵作用。
整個項目的關鍵在于僅憑固定劑連接元件，Eckersley O’Callaghan 選擇使用名叫 TSSA（Transparent Structural Silicone Adhesive）的透明結構硅膠黏合劑，這種黏合劑可以提供幾乎看不見的粘合，能夠抵御人在結構上的重量所帶來的剪切負荷。玻璃踏板也由黏合劑粘接在弧形玻璃表面。
