淺析建筑表皮設計以及未來發展

呂洪楓 劉培沖

(1.大連市建筑設計研究院有限公司 2.大連市建筑設計研究院有限公司)

0 引言

所謂建筑表皮，廣義而言是指人們通過觸覺視覺直接感受到的建筑表層，包括內部和外部，其概念與建筑外墻有一定區別。建筑表皮的功能主要有保溫、隔熱、通風、采光、遮陽、隔音等。建筑表皮設計即是指設計師設計出的建筑表層既滿足一定的功能，又增強建筑外形美觀的綜合設想和構思，是形式和功能的高度統一。

一、建筑表皮細部設計分析

1. 遮光系統具有遮陽與防眩光兩大功能

由于這兩者通常相輔相成地依附于同一構件體系，在此統稱為遮光系統。其作用主要是在外部直射陽光進入建筑前中途阻止，防止陽光過分照射和加熱建筑圍護結構，并防止產生眩光。遮光系統需要與采光系統緊密結合，其對于建筑中能源的消耗具有決定性影響。從結構來分，遮光系統可分為固定式和活動式。固定遮光系統較適用于常年氣候炎熱地區或經濟技術受到一定限制的項目。活動遮光能根據不同情況相應進行調節，遮陽效果好，還可減少眩光和最大限度地利用自然光。其缺點是對構件質量和安裝工藝要求高，并且維護費用也較高。從安裝位置來看，遮光系統可分為室外、室內和中間空氣層三種類型。室外安裝的優點在于節約能源；室內安裝的優點在于冬季吸收能源提供室內溫度；而空氣層內遮光系統受氣候影響較小。

2. 遮光構件系統形態分類

主要可分為水平遮光、垂直遮光、水平與垂直組合式遮光、平面板遮光和簾式遮光五類。水平遮光適應于太陽高度角較大的情況。固定遮光板尺寸需根據具體氣候條件情況而定。垂直遮光主要針對太陽高度角較低的側邊日照情況，遮光面較小，一般設計為可調節角度的活動式與平面板式相結合。水平與垂直組合式遮光綜合以上兩種優點，但它的固定性使之無法較好地利用太陽能。平面板遮光構件本身形成一層垂直完整界面，能夠最有效地遮擋陽光，同時還能隔聲和遮擋視線，但為了兼顧采光和通風往往需要移動和開啟，其具體形態可分為實板、百葉板和玻璃板。簾式遮光能有效地遮擋陽光，多具有可調節性。其優點在于建造、安裝和使用都較為簡便，并且基本不占用空間。

二、建筑表皮設計案例分析

1. 國外建筑表皮設計案例

世界級建筑師赫佐格·德穆隆2003年設計完成的德國建筑工業養老基金會辦公樓方案中，片狀金屬板在立面上的應用是該設計的一個特征。在建筑北面，這些金屬板可將頂光反射到房間內部，而在南立面，設計了一個近似十北立面的鐮刀形的調節裝置，正是這個精致的可調節構件為建筑表皮的設計增色不少:它可在天空陰暗時將頂光反射到樓地板位置上，而當陽光照射時，構件則轉到垂直方向遮陽板上。該辦公樓的建筑表皮設計不僅注重形式上的美感，并且還能起到保溫隔熱和遮光的作用。

2. 國內建筑表皮設計案例

又如黃岡市某辦公大樓設計了雙層皮立面系統。該辦公樓為十五層，正立面面向西南，西曬嚴重，夏季非常炎熱。雙皮立面成功地解決了該高層辦公建筑面臨的缺少自然采光和通風、空調能耗過高等問題雙層皮、Z面由外立面的玻璃幕墻和內立面的推拉窗組成。外立面的玻璃幕墻對內部空間起到了防護作用，有效阻擋了高層的高速氣流，同時又豐富了建筑立面造型效果。內立面安裝大面積可開啟推拉窗，使用者可獲得自然通風框架結構柱在兩層立面之間，避免了對內部空間的使用和再劃分的影響雙層立面之間的夾層內安裝自動遮陽百葉，效果顯著也便于維護和清理。

三、建筑表皮設計的發展趨勢

1. 表皮空間的復合化

復合化的表皮主要是多層表皮，它的出現是當代建筑技術高度精密化、專業化的產物。復合化表皮改變了傳統的建筑結構與外圍護之間的關系：結構與外圍護不再是簡單的內外關系，而是由結構和填充物共同構成建筑的復合表皮。這類結構既不像磚石那樣密實，也不是差異明確、間距疏離的結構構件，結構化表皮是一種有足夠密度和間隙的組織物。事實上，當結構構件的密度到一定程度時，結構本身就具有表皮的特征。如 2008年北京奧運會主體育場-鳥巢的結構，就既是結構本身同時也是建筑表皮。復合型多層表皮的實施常常依賴于高技術含量的材料和技術，它必然帶有高技特征，因而多出現在技術含量高的大型建筑上。通過計算機等現代設備的運用，經過復雜的力學計算和試驗才能夠完全實現。

2.表 皮形式的藝術化

在建筑表皮的發展中，我們可以發現一種建筑的藝術表現趨向：即越來越多的建筑不論從建筑形態還是表面肌理上，都越來越像是一件藝術品，有受自然界組織結構啟發的抽象幾何圖型。如2008年北京奧運會游泳中心的結構表皮是從一個抽象的幾何圖示中發展而來的，這種模型在自然界中普遍存在。同樣，扎哈設計的廣州大劇院的外表造型近似于自然界的兩塊石頭，具有極強的視覺沖擊力。在當代建筑中，表皮結構的幾何圖形從早期的簡單有序發展到現在的有機形、非線性的構圖，這一變化反映了當代建筑形式中非線性美學特征。

3. 表皮技術的科技化

隨著科學技術的發展，建筑表皮將不再是一個簡單的建筑內外分隔層，而是具有通過改變自身位置，形狀、密度，顏色等要素來調整通過建筑表皮的自然氣候資源能力的高科技表皮。隨著建筑技術的發展和新材料不斷出現，許多感應設備和新技術等正進入建筑表皮的設計中，根據不同的地域氣候條件，通過運用這些新技術，新產品，改變建筑各層表皮的功能特性、表皮層的數量、重疊的方式及順序，獲得不同形態和性能的建筑表皮系統，并且通過建筑表皮新的功能使建筑具有新的面貌。如上海世博會日本館，外表面呈銀白色，采用含太陽能發電裝置的超輕“膜結構”包裹，形成一個半圓形的大穹頂。設計上采用了環境控制技術，使得光、水、空氣等自然資源被最大限度利用。展館外部透光性高的雙層外膜配以內部的太陽電池，可以充分利用太陽能資源，實現高效導光、發電，這是一座“會呼吸的展館”。

4. 表皮表現的圖像化

在上海世博會上，韓國館是一幢用韓文符號組成的建筑物，形成一個“空間化符號”。不僅展館整體由幾個巨型的韓文字母連接而成，甚至在每一塊磚上，都有著凹凸有致的韓文。韓國文字的幾何學特性被從建筑學角度巧妙地重新詮釋，成為韓國國家館的獨特構成要素，使韓國館成為世博園區的一個奇特景觀。這種利用新型印刷和材料技術在建筑表皮復制圖像的做法是建筑表皮設計的又一個特點，印刷玻璃，預制混凝土板，利用圖像來制造建筑表皮的動態效果，都被用來作為建筑表皮設計的方法。復制圖像的技術還包括各種電子技術，如各種廣告燈光、電子顯示屏等技術在建筑表皮的的運用。這些動態的電子成像設備多出現在商業性的建筑，有些已經不僅僅是建筑的附屬物，而是一種非物質化傾向的建筑表皮。有的建筑表皮是圖像信息符號被置入建筑表皮內而不以附加的方式粘貼在建筑表皮上，從而使得建筑表皮與信息符號成為一個整體，信息符號不再是建筑表皮上的裝飾物：信息就是表皮，表皮就是信息，信息與建筑表皮一體化，建筑表皮圖像化。這些表皮正改變我們對建筑的視覺審美觀，我們現在不僅是被建筑表皮所包圍，今后有可能會被充滿圖像信息特征的建筑表皮所淹沒。

四、結 語

建筑表皮設計既要滿足建筑外觀的實用性，同時還要對建筑外觀具有裝飾性，對于建筑整體設計有著重要的意義，未來的建筑表皮設計會順應時代的發展，節能環保將會成為主題。

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[2]王映梅. 論建筑表皮設計語言的發展[J]. 群文天地. 2011(20)

[3]袁泉. 玻璃作為建筑表皮的時代表現[J]. 美與時代(上). 2012(05)