現(xiàn)代建筑表皮設(shè)計(jì)探析

【摘 要】建筑表皮是構(gòu)成建筑的重要組成部分之一，它對(duì)內(nèi)圍合建筑的空間，同時(shí)又是城市環(huán)境空間的界面載體。本文結(jié)合設(shè)計(jì)實(shí)例，介紹當(dāng)今具有表皮設(shè)計(jì)要素特點(diǎn)的著名建筑，以期對(duì)國(guó)內(nèi)建筑表皮設(shè)計(jì)及研究有所啟迪。

【關(guān)鍵詞】建筑表皮；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)

引言

近年來(lái)，建筑表皮設(shè)計(jì)成為建筑設(shè)計(jì)中新的熱門領(lǐng)域。在眾多新建筑和國(guó)際設(shè)計(jì)競(jìng)賽中，建筑表皮設(shè)計(jì)或成為建筑方案的特點(diǎn)之一，或成為建筑師的創(chuàng)意核心。如CCTV央視新大樓、國(guó)家大劇院等、國(guó)家游泳中心“水立方”、國(guó)家體育場(chǎng)“鳥(niǎo)巢”等一系列建筑巨作，它們的表皮都扮演著及其重要的角色，也是方案中標(biāo)的重要因素之一。

在國(guó)外，建筑表皮設(shè)計(jì)已積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)，新材料和新技術(shù)的日新月異也給表皮設(shè)計(jì)的進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)造了契機(jī)。相對(duì)于國(guó)外，國(guó)內(nèi)表皮設(shè)計(jì)和建造還處于起步階段，因此，我們必須不斷了解和掌握建筑表皮設(shè)計(jì)的發(fā)展，更好地利用表皮這一設(shè)計(jì)元素，促進(jìn)我國(guó)建筑設(shè)計(jì)理念與國(guó)際接軌。

1、建筑表皮

哲學(xué)家阿維榮·斯特爾（Avrun Stroll）所著的哲學(xué)書(shū)《表皮》中介紹到，從20世紀(jì)開(kāi)始，表皮就被用來(lái)討論人們對(duì)外部世界的感知，同時(shí)他介紹了心理學(xué)家吉布森（J.J.Gibson）的觀點(diǎn)，認(rèn)為我們對(duì)外部世界的感知是建立在物體的表皮和我們的視覺(jué)系統(tǒng)的關(guān)系之上。由表皮構(gòu)成及呈現(xiàn)了物體的各種視覺(jué)形式，并經(jīng)由視覺(jué)轉(zhuǎn)化成各種信息而被我們認(rèn)知。所以，本文中的建筑表皮，指的是建筑和建筑的外部空間直接接觸的界面，以及其展現(xiàn)出來(lái)的形象和構(gòu)成方式，或者是建筑內(nèi)外空間交接處的構(gòu)件及其組合方式的統(tǒng)稱。

表皮的歷史演進(jìn)在建筑的發(fā)展過(guò)程中，由于結(jié)構(gòu)及施工技術(shù)的原因，建筑表皮一直處于一個(gè)配角的地位，需依附于空間、功能、體量而存在，其并非是建筑師關(guān)注的重點(diǎn)。但是隨著歷史進(jìn)入后工業(yè)信息時(shí)代。表皮理念在技術(shù)的巨大進(jìn)步和人們思維方式的轉(zhuǎn)變的交錯(cuò)影響下，獲得了前所未有的推崇。表皮在人們觀念上的不斷伸展，促使人們不斷去探索與新趨勢(shì)想吻合的表皮設(shè)計(jì)理念。

2、結(jié)構(gòu)

我們?cè)谶@里討論的結(jié)構(gòu)包括三個(gè)系統(tǒng)：其一是指建筑本身的支承結(jié)構(gòu)，包括梁、板、柱、墻等的體系；其二是指表皮通常附著的樓板結(jié)構(gòu)，大多數(shù)高層建筑表皮幕墻都是依靠樓板進(jìn)行力的傳遞；其三是指建筑表皮自身的受力結(jié)構(gòu)，即幕墻所依附的鋼結(jié)構(gòu)或鋁合金框架體系。在當(dāng)代建筑舞臺(tái)上，隨著建筑體型結(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜化，以及建筑表皮材料工藝運(yùn)用的日新月異，表皮對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的表達(dá)也呈現(xiàn)差異化的面貌，建筑表皮與建筑結(jié)構(gòu)之間表達(dá)與被表達(dá)的關(guān)系也存在一個(gè)發(fā)展的過(guò)程，具體表現(xiàn)在以下幾方面：1）表皮在哲學(xué)上和技術(shù)上開(kāi)始獨(dú)立于結(jié)構(gòu)存在之初，由于表皮處理還受到一些結(jié)構(gòu)因素的制約，因此很多時(shí)候會(huì)被動(dòng)地表現(xiàn)出內(nèi)在的受力情況，比如表皮橫向劃分常常與建筑層高和開(kāi)窗高度有關(guān)。2）隨著技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，表皮完全可以獨(dú)立于建筑結(jié)構(gòu)存在，表皮自身的結(jié)構(gòu)體系甚至可以與建筑內(nèi)部的梁板柱體系根本無(wú)關(guān)，這時(shí)候，表皮本身“面”的特征常常被刻意強(qiáng)化，建筑的實(shí)體感和內(nèi)部結(jié)構(gòu)表達(dá)被弱化甚至完全否定，表皮上的虛實(shí)分割成為純粹的裝飾圖案，成為與結(jié)構(gòu)表達(dá)無(wú)關(guān)的外部城市界面。3）當(dāng)代建筑學(xué)現(xiàn)象中，又開(kāi)始出現(xiàn)建筑表皮的圖案分割體現(xiàn)或暗示出內(nèi)部的結(jié)構(gòu)情況，表皮的結(jié)構(gòu)脈絡(luò)不一定和建筑本身結(jié)構(gòu)體系完全吻合，但是二者存在某種程度的關(guān)聯(lián)。表皮不是受結(jié)構(gòu)所限，而是主動(dòng)對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行表達(dá)，并最終成為一種符號(hào)和文化暗示。這種主動(dòng)的表達(dá)既是建筑藝術(shù)本身穩(wěn)定性、恒久性和抽象性的內(nèi)在要求，也是建筑師面對(duì)后現(xiàn)代浪潮，重新尋求自身定位與價(jià)值的體現(xiàn)，讓建筑重新回歸建造的探索之旅。針對(duì)不同的表皮生成機(jī)理，建筑師和結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該根據(jù)具體情況進(jìn)行理解把握，分析計(jì)算，而不應(yīng)該生搬硬套。

3、建筑表皮設(shè)計(jì)案例分析

3.1北京中央電視臺(tái)（CCTV）總部大樓

荷蘭OMA事務(wù)所設(shè)計(jì)的中央電視臺(tái)（CCTV）總部大樓從完成之初就飽受詬病，其完全無(wú)視傳統(tǒng)城市文脈的建筑姿態(tài)，漠視基本高層塔樓結(jié)構(gòu)理性導(dǎo)致的一再突破預(yù)算，以及2009年元宵節(jié)的煙火事故，都給這幢光鮮亮麗的建筑帶來(lái)陰影。當(dāng)然這些并不能掩蓋建筑本身沖破建筑學(xué)正統(tǒng)話語(yǔ)邊界的無(wú)畏氣概和在新技術(shù)方面取得的一個(gè)又一個(gè)讓人嘆為觀止的創(chuàng)新。 （見(jiàn)圖1）

圖1 中央電視臺(tái)（CCTV）總部大樓

構(gòu)成央視新樓表皮的幕墻系統(tǒng)與其自身結(jié)構(gòu)受力的情況息息相關(guān)。建筑的外部結(jié)構(gòu)被建筑師比喻為昆蟲(chóng)的外骨骼，它和內(nèi)部結(jié)構(gòu)一起捆扎、支撐著所有的樓板。根據(jù)結(jié)構(gòu)概念，內(nèi)部支撐樓板的結(jié)構(gòu)柱和核心筒是規(guī)整陣列的，而外骨骼是跟隨建筑表皮蜿蜒生長(zhǎng)的。外立面上密布的連續(xù)菱形黑色網(wǎng)格是幕墻體系的鋼結(jié)構(gòu)支撐系統(tǒng)，也是建筑外骨骼的立面克隆。幕墻系統(tǒng)為鋼支架系統(tǒng)支撐的單元式鋁材、玻璃以及鋼結(jié)構(gòu)溝槽裝配集成的板塊，是融隔熱、防水和排水功能于一體的工廠預(yù)制單元玻璃幕墻體系。幕墻次級(jí)鋼框架構(gòu)件懸掛于斜交構(gòu)架（即黑色網(wǎng)格）之上的懸吊豎框頂部固定，底部放松，并受到樓板的橫向約束，幕墻恒載不傳向樓板的邊緣，以此在保證整體剛度的前提下，保持部分受力體系的清晰。與今天大部分建筑師為追求建筑的非物質(zhì)特征而肆意模糊甚至歪曲表皮和結(jié)構(gòu)關(guān)系的做法不同，央視新樓其建筑本身已經(jīng)挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)高層結(jié)構(gòu)思維，取得征服地球引力的階段性勝利后，反過(guò)來(lái)追求結(jié)構(gòu)骨架在立面造型上的圖案表達(dá)。外骨骼體系的顯性表現(xiàn)增強(qiáng)了建筑作為人工結(jié)構(gòu)體被整體捆綁固定的特征，建筑的物質(zhì)化特點(diǎn)重新被加強(qiáng)。即使在建筑的使用空間內(nèi)部，厚重的雙層結(jié)構(gòu)體系也不斷出現(xiàn)，而且被建筑師以特殊的色彩加以區(qū)別。由于受力需要，且外部結(jié)構(gòu)難以設(shè)計(jì)得更小，傳統(tǒng)寫(xiě)字樓鐘情的轉(zhuǎn)角落地窗部位也成了結(jié)構(gòu)表演的舞臺(tái)。央視新樓留給城市的不僅是其外部造型產(chǎn)生的話題，其結(jié)構(gòu)蠶食空間、概念戕害使用的結(jié)果，也會(huì)在一定程度上影響我們對(duì)建筑學(xué)基本問(wèn)題的有關(guān)定義。

3.2寧波博物館

王澍的寧波博物館以另一種方式處理表皮，傳統(tǒng)的多孔磚、青瓦、粘土磚被建筑師涂抹在混凝土外墻的表面，材料的砌筑遵循一定的網(wǎng)格框架。建筑師最終希望進(jìn)行的是一種類似于裝修的外墻處理，內(nèi)部結(jié)構(gòu)墻體像畫(huà)布一樣被深藏，而具有裝飾意味的外部鋪貼則像厚重的油彩，堆疊在畫(huà)布之上，沒(méi)有規(guī)律成了表皮設(shè)計(jì)最重要的規(guī)律。（見(jiàn)圖2）

圖2 寧波博物館

博物館內(nèi)部表皮則通過(guò)竹條模板的作用，營(yíng)造出阡陌縱橫、充滿褶皺感的素混凝土肌理效果，暗示出古老江南的竹木作工藝，傳遞出浙東民居的歷史信息和濃郁的江南鄉(xiāng)土氣息。這種做法更具隱喻性，是新鄉(xiāng)土主義的曲折表達(dá)。表皮的肌理完全通過(guò)可塑性的混凝土來(lái)表達(dá)，既不像安藤追求具有精細(xì)包裝感的混凝土效果，也不像柯布追求具有粗野體積感的混凝土效果，而是兼具傳統(tǒng)竹作的質(zhì)樸和當(dāng)代江南地域的輕柔。

寧波博物館的表皮處理帶有強(qiáng)烈的介質(zhì)效果，缺乏工業(yè)化的機(jī)器理性，但是具備人性尺度的細(xì)節(jié)感和多樣性，雖然其物理結(jié)構(gòu)更多是一種隱性表達(dá)（外墻面每隔40cm有金屬感的結(jié)構(gòu)骨架線條），但是工藝匠作的可體驗(yàn)性和架上繪畫(huà)感成就了建筑最重要的現(xiàn)代地方性。

3.3含山凌家灘博物館

這是安徽地區(qū)的一個(gè)縣級(jí)博物館，設(shè)計(jì)堅(jiān)持的理念來(lái)自于地方發(fā)掘的一尊考古藝術(shù)品——凌家灘玉龍，它從形式到內(nèi)涵都被看作是某種東方古老文明的圖騰，并且被當(dāng)?shù)厝艘詷O大的熱情描述和傳誦。為了順應(yīng)和強(qiáng)化這種集體意識(shí)，在博物館建筑表皮上，選用了可塑性較強(qiáng)的鈦鋅板系統(tǒng)，并結(jié)合側(cè)嵌板的材料交接方式，使表皮分縫的圖案網(wǎng)絡(luò)能更多體現(xiàn)球面體積下的尺度感和構(gòu)造感，同時(shí)傳達(dá)出“玉龍”形象本身的鱗片聯(lián)想。由于建筑造型不規(guī)則，外表面成三維曲面，所以材料的尺寸設(shè)計(jì)既要考慮最終整體效果的規(guī)定性，又要考慮施工過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)微調(diào)的可變性，最后還要進(jìn)行一定的視覺(jué)糾正。鈦鋅板材料自重不大，易于在弧形表面上懸掛；材料工藝成熟，也易于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)；材料本身的光澤明顯，包裹在建筑外表面形成的“龍鱗”意象能夠和整體建筑概念協(xié)調(diào)；由于耐候性不強(qiáng)，隨著時(shí)間推移，材料表面的金屬光澤會(huì)慢慢減弱，今天看似造型獨(dú)特、材料搶眼的博物館會(huì)在將來(lái)的植物掩映中逐漸黯淡，從而和周邊的環(huán)境融為一體，淡化在自然風(fēng)景里。（見(jiàn)圖3）

圖3 含山凌家灘博物館

為了保證博物館表皮輪廓的柔和圓潤(rùn)，將曲面表皮和內(nèi)部樓板結(jié)構(gòu)分離。表皮的支撐結(jié)構(gòu)采用曲形鋼柱，下部支撐在建筑地下室頂板上，上部由地面以上各層樓板拉結(jié)，形成工廠預(yù)制的獨(dú)立表皮結(jié)構(gòu)。這層結(jié)構(gòu)是為表皮和形式而存在的，它獨(dú)立于使用結(jié)構(gòu)體系以外，與主體結(jié)構(gòu)之間的縫隙空間成為自然光的通道和空腔，金屬幕墻荷載通過(guò)它傳遞到結(jié)構(gòu)板和結(jié)構(gòu)梁上。所以，建筑表皮的主要受力部件是地下室頂板，而非傳統(tǒng)的各層樓板，各層樓板的主要作用是聯(lián)系和保持穩(wěn)定。可惜的是，由于有保溫和防水層，鈦鋅板內(nèi)部的構(gòu)造層次阻止了鱗片狀的表層圖案在建筑內(nèi)部更具力度的空間表達(dá)。

4、結(jié)語(yǔ)

建筑的材料表皮和結(jié)構(gòu)工藝以及又化表達(dá)之間的深層次聯(lián)系，正被越來(lái)越多的建筑師仔細(xì)探究并加以總結(jié)歸納。民族傳統(tǒng)形式現(xiàn)代化的問(wèn)題也被各國(guó)設(shè)計(jì)師以不同的方式進(jìn)行探索和演繹。優(yōu)秀作品雖然表現(xiàn)形式各有不同，但是共同的重要內(nèi)核是精確的結(jié)構(gòu)計(jì)算、建造方式同造型的適宜，以及恰當(dāng)?shù)牟牧媳磉_(dá)。無(wú)論是用豎向綠化表皮，還是塑料薄膜，甚至是用紙、用廢棄有機(jī)物，材料介質(zhì)不斷變化，結(jié)構(gòu)的精密度和可持續(xù)理念的堅(jiān)守始終如一。在表皮形式的設(shè)計(jì)中，隨著人的價(jià)值回歸和與大地和諧共生的意識(shí)增強(qiáng)，更加強(qiáng)調(diào)表皮工藝的精確度和材料的生態(tài)感，強(qiáng)調(diào)構(gòu)造圖案的生命特征和文化個(gè)性。

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