金屬建筑表皮與技術美學
——以蓮塘/香園圍口岸聯檢大樓概念設計“同心結”為例

李書楠

（中機中聯工程有限公司，重慶400039）

金屬建筑表皮與技術美學
——以蓮塘/香園圍口岸聯檢大樓概念設計“同心結”為例

李書楠

（中機中聯工程有限公司，重慶400039）

如今，金屬已成為一種重要的表皮材料，引領著當下十分流行的表皮發展趨勢。編織的表皮作為表皮創作手法之一，受到一些建筑師的喜愛。編織的表皮有著非常豐富的表現語言，在不同建筑師手中呈現出截然不同的視覺效果。EDA的建筑師在參與蓮塘/香園圍口岸聯檢大樓概念設計國際競賽設計時運用到的編織形式的金屬表皮，采用銅和鋅兩種材料，寓意“同心同德”，將建筑的表皮與技術美學融為一體，既達到了技術環保的要求，又給建筑增添了亮麗的色彩。

表皮結構衍生；材料技術；建筑節能；技術美學

1　項目背景介紹

2008年9月，香港特別行政區政府及深圳市人民政府聯合公布在位于香港新界東北及深圳羅湖的蓮塘/香園圍興建新口岸，以服務來往香港及深圳東部的跨界貨運和客運交通。新口岸將會連接深圳東部過境通道，從而為深圳東部、惠州、粵東各市及鄰近省份（如福建及江西）提供更有效率的跨界通道。

項目主要目的在于促進港深兩地發展，改善港深東部口岸的整體運作效率，處理能力及服務質素，落實深圳市政府有關跨境車輛“東進東出”的交通規劃原則。

評審委員會根據競賽作品美感及創新意念、與周圍環境協調、環保意念、功能發揮、效率及可建性等評審準則評出入圍作品。經過兩輪評審，最終在專業組中選出3件優勝作品、3件嘉許作品及4件入圍作品。其中，來自香港，以“光影·流·岸”命名的作品方案獲得了專業組第一名，而深圳市參數化建筑設計有限公司（EDA）的主創建筑師高洪波和其團隊成員吳立東、蔡杭之、徐丙根、陳澤杰則憑借“同心結”的作品方案獲得第二名（圖1）。

圖1　“同心結”方案鳥瞰圖

2　“同心結”方案構思

2.1構思起源

這次大賽的主要目的在于縮減來往香港及深圳東部的時間，促進港深兩地發展，新口岸的作用在于紐帶。EDA建筑的設計構思，就是從“中國結”的概念開始的。中國結的連續性特征正與該項目的具體功能存在某些內在的聯系（圖2）。最終EDA建筑在眾多方案中采取了以同心結作為設計的主題，即寓意深港兩地同脈同心。

圖2　中國結的編法

2.2表皮結構單元衍生及形體分析

該案項目位于深圳和香港的交界處，蓮塘/香園圍口岸聯檢大樓的建設用地有兩塊，西側是香園圍口岸，東側是蓮塘口岸，中間深圳河穿流而過，周邊有部分住宅用地。整體建筑用地規劃合理，分區明確，聯檢大樓功能齊全，周圍還設有貨檢設施、配套政府辦公設施、停車場及園林綠化等必要設施。道路系統完整流暢，交通便利。

EDA建筑的設計者對基地分析研究后發現深港雙方基地成一定的夾角關系，正交柱網無法妥善處理平面布局關系，因此突破性地多引入一個向量；同時通過對條狀薄片進行打結試驗，發現在極限狀態下，結形成的幾何形體水平投影為正五邊形，由此確定采用正五邊形作為該項目的核心設計元素。

此次建筑表皮設計手法是在五邊體中交叉疊加的特點基礎上進行數字變換，形成立體編織的視覺效果（圖3），與屋面呈一定角度的片狀太陽能構件可以提高太陽能轉換效率，建筑外墻材料采用綠色建材金色銅板和灰色鈦鋅板。由于此方案設計造型及外表皮相對復雜，因此整個設計運用了數字設計的手段，從概念創作到最終成圖，一氣呵成。

圖3　形體分析

3　技術手段

3.1金屬材料建筑表皮技術優勢

金屬表皮已經成為當下十分流行的趨勢，鋁合金、鈦鋅合金、銅等材料等在建筑設計上得到了廣泛的應用。金屬具有穩定的物理性能，正如金屬具有延展性，能被彎曲、扭轉以及變形，卻不影響本身特性。同樣金屬表皮耐久且具有自潔性能，并且規模化車間的生產減少了現場施工量，易于加工，促進了生產效率提高。

金屬本身的耐腐蝕、耐久性都較其他材料要強，以金屬構建形成的建筑表皮甚至能夠獲得與建筑主體結構同步的生命周期。

預裝配化施工，縮短施工周期。金屬的材料性質決定了其可以在工廠中大規模加工生產，進而在工地進行組裝，極其便于施工，能夠大大的縮短施工周期，降低了人工成本。

現代技術不僅能讓金屬表皮能夠創造新穎的外部形象外，而且又能起到保護與創新的雙重作用。透過金屬表皮，原有建筑透過金屬表皮傳達出歷史的信息，視線又會被其所表現出的不確定性所吸引，傳統與現代在輕薄的表皮上得到同時呈現。

3.2金屬材料建筑表皮的節能與環保

蓮塘/香園圍口岸聯檢大樓概念設計是通過大量的節能設計計算的，例如輻射計算、對銅、鋅板角度的模擬測試等，該設計力求符合當今低碳節能的設計潮流，達到一個綠色建筑應有的標準（圖4）。

圖4　熱輻射分析

金屬表皮的拆卸或重新安裝比較方便，能回收循環再利用起到生態節能的作用。

環保在材料的應用上也尤為重要，金屬表皮能夠減少污染的產生，可以有效地過濾太陽輻射，并且能夠配合自然通風、太陽能照明取熱等節能技術（圖5），保證了室內實現向外滲透地最大可能性。與此同時，金屬材料的可重復利用性減少了材料的浪費，并且采用預處理技術減少二次污染。

金屬材料是回收率最高的建筑材料，常用的金屬制品廢棄之后有75%可以回收再利用，而銅的回收率則達到了100%。另外，金屬材料不會對環境造成污染，可謂是名副其實的綠色環保材料。

圖5　屋面太陽能處理

4　技術美學

4.1新美學基礎

20世紀以來，建筑表皮逐漸地從結構的束縛中解脫出來，在建筑師們的不斷的嘗試與創新中，通過運用新型的建造技術拓寬金屬的材料形式并挖掘材料更深層次的表現潛力，形成金屬材料多元化的建筑語言。如今，金屬早已成為一種重要的表皮材料，引領著當下十分流行的表皮發展趨勢。各種新型的合金、沖孔、板網、格柵或編織網形式的金屬材料在幕墻及建筑屋面系統中得到廣泛地應用。

我國對技術美學的研究不斷地拓展和深化，在借鑒與吸收國外研究成果的基礎上，探索一條符合中國當代技術美學理論與內容的體系。目前國內認為技術美是技術美學的最高范疇，它是技術活動和產品所表現的審美價值，是一種綜合性的美。從構成來看，技術美主要內容是功能美，也包括形式美和藝術美。新美學的基礎必須建構自己獨特的觀念及范疇體系，揭示其自身研究領域的審美規律。

4.2技術美學產生根源

目前國內技術美學研究大多是關于基本原理的研究，對技術美學思想史的研究還很少。并且，對西方技術美學思想產生、發展的介紹也只限于西方工業革命以后，如新藝術運動、包豪斯及工業設計的興起、發展過程等等。其實，技術美的創造不只是大機器生產出現以后才有，技術作為人類改造自然的手段和方法，它不僅包括機械化工業技術，也包括工業革命之前的手工技術。因此，技術美的創造及其思想也不只是工業革命以后才出現的。正如竹內敏雄所指出的：“一般意義上的技術同人類歷史一道自古以來就存在著，古代的手工藝也好，現代的工程技術也好，都包括在內。只是在它們之間，功能的效率相差懸殊，而只要隨著那一種產品都符合各自的目的，并伴隨著那種程度的美的效果。那么，在它的技術美的結構上就沒有本質的差異。”

4.3技術美學發展趨勢

現如今，建筑師越來越認識到技術對象的審美價值。他們試圖在自己的美學理論中對此加以分析，擴大研究視野，為理論體系納入新的內容。技術美學作為一門應用學科不能停留在形而上的抽象議論層次，而應具有強烈的實踐性和可操作性，用于指導當代物質審美文化建設。

技術美學作為一門應用學科不能停留在形而上的抽象議論層次，而應具有強烈的實踐性和可操作性，用于指導當代物質審美文化建設。技術美學對實踐的介入主要通過設計活動來進行，它不僅為最佳而合理的設計觀提供思想基礎，也為設計活動提供理論指導。技術美學不只是美學自身的邏輯發展和延伸，更是人類實踐過程中審美創造智慧的結晶和運用。

技術美學對實踐的介入主要通過設計活動來進行。它不僅為最佳而合理的設計觀提供思想基礎，也為設計活動提供理論指導。技術美學不只是美學自身的邏輯發展和延伸，更是人類實踐過程中審美創造智慧的結晶和運用。當代技術美學研究不應只是告訴人們什么是技術美，更重要的是使人們懂得怎樣才能創造和實現技術美。

技術美學研究不僅要解決帶有普遍意義的設計觀念、方法等宏觀問題，也應該關注設計實踐中的具體問題，把技術美學的基本觀點微觀化、具體化，用于解決物質生產和生活領域審美創造中的許多復雜的問題。這樣，技術美學才具有強大的生命力。

5　技術美學應用案例及總結

5.1半透明的金屬表皮

現代建筑重要特征是技術在建筑藝術中的覺醒，注重發揮建筑結構和建筑材料的性能特點，不去掩飾它們，而是將其作為建筑造型的表現要素之一。建筑中的支撐結構與表皮的分離使表皮成為一個相對獨立的膜結構，這種分層構造，為表皮材料提供了可能性，例如瑞士建筑師赫爾佐格及德梅隆在美國舊金山de Young Museum中銅穿孔板的使用。穿孔板的紋理重現了陽光下斑駁的樹影意向，創造出詩意的建筑（圖6）。

5.2承重的金屬表皮

OMA為PRADA舊金山店設計的建筑表皮，采用橫隔板結構，將鋼骨架安裝在與基礎同標高的支撐結構上，使建筑結構更加牢固。不銹鋼厚度為25mm，使之滿足結構要求，并且在295mm寬交錯柵格上打圓孔從而減輕自重并擴大建筑內外視野（圖7）。這些圓孔由水柱切成，從柵格、孔的分布和大小中，能夠反映出不銹鋼板可以承受的來自側向力的壓力，在壓力較小的區域可以只留下滿足結構需求的材料。

5.3金屬表皮對舊建筑的保護

Peripheriques建筑事務所設計改造了巴黎歷史中心附近校園的一棟建筑。策略是在原有建筑框架概念的基礎上進行改動，將原來的一個庭院改造為兩個，其中一個用ETEE膜加以覆蓋，十幾種不同圖案的穿孔鋁板構成了外部表皮，用一個Z型的斜面引導著人流和視線的到達。改造后的建筑色彩豐富，在不同區域的顏色有助于空間方向感的定位（圖8）。

圖6　 de Young Museum

圖7　舊金山店

圖8　 Jussieu校園建筑

6　結語

從技術美學觀放眼于如今整個建筑行業，審美設計創造和評價標準的指標化，可以使技術美學觀點變得更為直接、具體和數量化，增強了實踐上的可行性，同時也使技術美學進入了實證性研究，這些具有進一步探討、推展的意義。目前國內個別研究者已著手這方面的初步探索。然而，它的實施是一項極為復雜的綜合性工作，需要多方面的協調配合。另外，創造和評價審美指標也不是凝滯僵死的教條，而是絕對與相對、穩定與變化的統一，它將隨時代、社會、人們生活方式的發展變化而不斷更新。

［1］舒欣，邱寧.建筑表皮的雙面性——形態與生態——以馬德里當代藝術博物館（Caixa Forum Madrid）為例［J］.中外建筑，2013（07）.

［2］梅靜.建筑表皮中金屬材料的表現手法解析［D］.重慶：重慶大學，2013.

［3］龔迪，袁嘯，雷鳴.淺析綠色建筑體系與低碳經濟［J］.環境科學與管理，2012（8）.

［4］王潤霞.低能耗的綠色建筑［J］.天津大學學報（社會科學版），2010（3）.

責任編輯：孫蘇

Metal Architectural Surfaceand TechnologicalAesthetics

Nowadays，metal has become an important epiderm ismaterial，leading the prevailing development trend of building epiderm is.The woven ones，asoneof surface creationmethods，are favored by a numberof architects.Thewoven epidermiseshave abundantexpressing languagesand can producequite differentvisualeffectsby differentarchitects.During the competition for Liantang/Heung Yuen Waiboundary control pointpassenger term inal building，the EDA architects apply copperand zinc as thematerial for the building's epidermis，signifying"Togetheras One"，a Chinese saying.The designmixes the epidermiswith technicalaesthetics in the architecture，whichmeets the technical requirementsofenvironmentalprotection，butalso addsa brightcolor to thearchitecture.

epidermalstructure derivation；materials technology；energy saving；technologicalaesthetics

TU209

A

1671-9107（2015）01-0031-03

10.3969/j.issn.1671-9107.2015.01.031

2014-11-10

李書楠（1989-），男，吉林吉林人，本科，工程師，主要從事建筑設計工作。