建筑材料在建筑立面的構造表達
——建筑構造技術與建筑外立面設計互動教學改革研究

李鶯,唐生偉

(1.湖南城市學院建筑與城市規劃學院;2.湖南城市學院規劃建筑設計研究院 湖南益陽 413000)

建筑材料在建筑立面的構造表達
——建筑構造技術與建筑外立面設計互動教學改革研究

李鶯1,唐生偉2

(1.湖南城市學院建筑與城市規劃學院;2.湖南城市學院規劃建筑設計研究院 湖南益陽 413000)

材料科學的發展，使得建筑材料越來越多，其建構技術在建筑立面上的運用能使建筑豐富多彩，建筑構造教學不能孤立地將建筑構件做法灌輸給學生，更重要的是能運用到建筑設計中，本文從石材、金屬材料、室外用木質人造板材等方面闡述建筑材料在建筑立面設計中創造出耐人尋味的外立面效果的手法，以期望將建筑構造知識對建筑立面方案設計起到啟發作用，尤其是簡單的立面(如方盒子立面)，運用建筑材料的構造方法達到生動的立面效果。

建筑材料；構造表達；建筑立面

2.Planning and architecture design and research institute of hunan city university, Yiyang, 413000)

E-mail:464403856@qq.com

材料是建筑活動的物質基礎，是建筑學研究的關鍵問題之一，在建筑的世界，創造任何一個空間的過程是物化的，而物化的關鍵是材質的運用。材質與建筑實踐緊密相連，又最容易被忽視，人們往往把它作為操作的對象，而不是思考的對象。建構是真實、精致與詩意的建造，是建筑本體美學價值的回歸與彰顯。

在以往的建筑構造教學中，常常是按照分散的建筑構件依次講解其做法，很少在課堂上與建筑設計外立面設計聯系起來，事實上，建筑構造是為建筑設計服務的。因此，我們應改革建筑構造的教學方法，將建筑構造技術融入到建筑設計中，使學生學有所用。

材料是建筑外立面設計重要的影響因素，建筑師諾曼·福斯特說：“我可以看出對不同材性的心理態度——我是指對鋼、玻璃 、塑料、砌塊、石、磚、紙……的同等尊重，它們的確非常明確地顯示了其各自的本性。”

材質是有情感的，材質的生成方式決定了他的顏色、肌理、觸感及其物理性能和化學性能。混凝土、磚、木、玻璃、涂料、鋼……這么多的材質該如何選取、搭配、裝配施工并符合規范呢？

1 石材在建筑外立面設計中的運用

由于石材密度大，自重大，在現代建筑中石材作為承重墻體材料的使用越來越少，但是人們依然懷戀石材的凝重、質樸的風格，所以現代許多鋼筋混凝土的建筑物外墻采用石材貼面，以獲得石材建筑的效果。石材面板的表面可以進行毛處理、燒板處理、高密度拋光與拉槽等。另外，在建筑實踐中還發展了石筐技術、后張承重技術、透明石材技術。

1.1 石筐技術

石筐技術是在金屬絲圍成的籠子里放上石材形成一個大的建筑模塊。起初，石筐常用在河道兩側來抵御河水的沖刷，后將這種材料和技術用在建筑設計中即捆綁組合。

赫爾佐格和德梅隆在美國加州多米諾斯葡萄酒廠對于石筐技術進行了創造性使用，也是捆綁組合的典型代表，用金屬筐模子的尺寸是900mm×450mm×450mm，并在其中按建筑內部采光通風的要求填充大小不同的當地天然石塊，以形成不同的孔隙密度。這些裝有石塊的鋼絲網籠子形成捆綁組合體，并以單元的形式被定在龍骨上，作為建筑的表皮。為防止金屬筐錯動，在墻的底部用密集的網格和細小的石材，在上面放置大的石塊，這樣既有效地遮擋了陽光，又形成了獨特的外立面效果(圖1)[1]。

(a)建筑入口 (b)石頭墻 (c)室內圖1 美國加州多米諾斯葡萄酒廠

1.2 透明石材

現代加工機械能將石材加工到很薄的厚度，薄型石材使得陽光能夠透過石材照到建筑室內。石材除了能表現其堅實、厚重的特征外，也可以表現出精致、透明的效果。建筑師FranzFueg設計的瑞士St Pius教堂(圣皮烏斯教堂)，采用大理石透光立面，并且用一些很大的鋼柱支撐著它們這些石材長寬分別是1.5m和1.02m的石質板材模塊，厚度21mm的透光大理石為其教堂內部提供了特別光環境，鋼柱在表面別致、簡潔、光滑的大理石上產生的陰影也富有節奏感。在室內，柱子被隱藏起來，大理石表面非常光滑并發著光，透明的石材將柔和的光傳遞到陰暗的教堂內，創造了奇妙的室內外效果(圖2)[2]。

圖2 瑞士St Pius教堂

1.3 合成板技術

圖3 法國Chateaule Lez公寓

理查德.波菲兒設計的法國Chateaule Lez公寓(圖3)，這個建筑有兩個顯著的方面，第一是主體結構向外伸展的巨大木質結構，就像樹形房屋一樣，第二是混合石板技術的應用，這種合成板尺寸為2770×1350mm，預制的厚度不同。首先，預制好不銹鋼藍筐，籃筐是由5mm厚的帶有50mm×50mm網眼的鋼絲網造成，然后覆蓋一層大小不同的干石塊在金屬網上，石塊上覆蓋一層熔巖，以確保適當的濕度。接著鋪設一層含有種子和幼苗的土壤，土壤上覆蓋一層砂子，這層砂子用來防止后面澆筑的混凝土滲透到石塊表面。合成板的混凝土澆筑要分為兩步進行，一旦混凝土從分硬化，合成板就可以被垂直地提起和沖洗。這些合成板形成大面積的覆蓋單元。它們通過不銹鋼錨固到它們后面的鋼筋混凝土結構上。圍墻系統是石籠墻和合成石面的鋼筋混凝土覆蓋板的混合物[3]。

2 金屬材料在建筑外立面在設計中的運用

圖4 銘立家具店

半透明的穿孔金屬板、金屬網和金屬格柵等材料，是由不透明的金屬板和絲通過穿孔、編織而成，從而使金屬材料具有了新的性質，它們不同于板材、半透明玻璃，它們表面獨特的質感更接近于編織物。其中，金屬網簡約的構造、細膩的肌理、半透明的效果和柔中帶剛的質感使他成為近年來流行的工業化建筑材料。如日本建筑師橫河健設計的光之派出所，在建筑簡單的外形上用不銹鋼管交錯編制出精細的紋理，創造出光亮而又透徹的紋理。

銘立家具店的店面設計(圖4)，設計師在設計建筑外立面時將街道樹蔭的意像延續到建筑的表皮中。店面采用了白色氟碳噴涂的鋁板，鋁板上有銀杏樹葉形狀的穿孔，鋁板的厚度為3mm，為增加材料的強度，設計師將每塊鋁板的四邊向內折近70mm，銀杏葉采用兩種形式，一種是有鋸齒狀葉邊的自然形態，一種是光滑曲線的簡化形態，而且銀杏葉的造型在門廳的地面以及其他室內材質上也多處呈現，建筑設計整體統一[4]。

3 室外用木質人造板材墻面在建筑外立面設計中的運用

人造膠合板作為飾面板使用，大部分是以大板的模式，可采用露明鉚釘、螺釘等固定于板后的金屬或木質龍骨上，還可以采用專用背栓式滑動掛件與龍骨固定的方式，除大板形式外，還有類似于室外用防腐木板形式的狹長板材，外墻膠合板構造設計中應注意盡量采用上下方向通氣層的做法，其法有利于墻體的節能、水汽的排除、面板的圍護。

圖5 2010年上海世博會波蘭館

利用激光切割技術對膠合板材進行加工，形成各種各樣的圖案紋樣，裝飾美化建筑外觀。如上海世博會波蘭館(圖5)，波蘭館的形狀很抽象且不規則，表面布滿鏤空花紋，其設計理念來自于“一刀不斷的波蘭傳統剪紙藝術”復雜的鏤空雕花外墻，是一種經激光切割的膠合板，這種膠合板拼接在一起組成優美的文字和圖案，晚上燈光可以透過鏤空的圖案，通過燈光色彩的變化，建筑外觀的顏色也在隨之改變[5]。

4 結語

建筑通常以外觀立面給人直觀印象，建筑立面不僅能為建筑物遮風擋雨，同時也能體現文化特征。由于材料科學的發展，使得建筑師可用于建筑的材料越來越豐富，在建筑立面設計中，既可使用當地適宜的建構技術和傳統的建筑材料運用到建筑立面上，通過各種構造手段創造出建筑立面或粗糙或光滑，或凝重或明快的肌理表現，既有助于建筑形成樸素的韻律，也能使建筑的表現更為持久，同時其不同的材料特性之組合處理既強化了建筑設計的理念，又能使建筑在平凡、樸素之間顯現其內在的品質與韻味。

建筑材料通過建筑構造手段獲得豐富的立面，在建筑構造教學中切實轉變教學觀念，積極實行啟發式和實踐式教學方法深化學生對建筑材料建構與建筑外立面協調設計的意識，加強學生對層出不窮的建筑材料及其性能的感性認識，啟發學生的想象力，設計出豐富的建筑立面。

[1]大師系列叢書編輯部．赫爾佐格和德梅隆的作品與思想[M] ．北京：中國電力出版社，2006．

[2]任書斌，董曉莉．石材技術發展與建筑師創作[J] ．煙臺大學學報：自然科學與工程版，2010(7)：239～242

[3]道客巴巴網．設計案例：蒙特利爾Chateau-le-Lez 公寓樓．2011.

[4]鬧中取靜：上海瑪祖銘立旗艦店設計．中國建筑新聞網．2011(7).

[5]李康樂．波蘭剪紙藝術在建筑設計中的應用——以2010年上海世博會波蘭館為例．中國創意設計年鑒論文集2013．

In the construction of the building facade building materials——Construction technology and the building facade design interactive teaching reform research

LIYing,TANGShengwei

(1.Hunan city university institute of architecture and urban planning;

Development of materials science, make more and more building materials, the application of construction technology in building facade can make colorful building, architectural construction teaching cannot be isolated building component approach to indoctrinate students, more important is to be able to apply to the architectural design, this article from the stone material, metal materials, the use of local building materials building materials, including in building facade design to create intriguing facade effect, in the hope to building structure knowledge of building facade design so much enlighten us as particularly simple facade (such as box facade), by utilizing the method of the structure of the building materials to achieve vivid elevation effects.

Cnstruction materials; Tectonic expression; Building fa?ade

湖南省教育廳科學研究一般項目[13C114]“洞庭湖地區高層居住建筑氣候適應性技術設計策略”研究部分成果

李鶯(1976.4- ),女，工程師。

2015-05-31

TU5

A

1004-6135(2015)08-0104-03