生態建筑表皮設計探討

王廣勇

摘 要：對生態建筑表皮設計原則進行闡釋，分析了生態建筑表皮設計的影響因素，最后提出生態建筑表皮設計建議。

關鍵詞：生態建筑；表皮；設計

中圖分類號：TB 文獻標識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.01.091

1 前言

生態建筑表皮設計要求以實現生態環境的可持續發展來作為基本原則。其中低技術的應用更有助于生態建筑表皮設計理念的實現，在建造過程中采用低技術能夠盡可能地保護自然環境，從而最大限度的把建筑融于自然；在實際設計過程中主張利用最適宜的技術手段，從而達到生態性能滿足的目的。

2 生態建筑表皮設計原則

生態建筑表皮設計涉及面廣，牽扯因素比較多。因此在實際設計過程中就需要進行全盤考慮，要考慮到可行性，同時還要考慮對環境造成的影響。對于具體的原則主要有以下幾項。

2.1 實現功能原則

這是生態建筑表皮設計的基礎。在設計過程中，必須以建筑的功能、建造的目標為出發點進行設計。同時，由于設計者通常運用多層表皮組合的方式來實現功能目標，因此，設計者應考慮整體功能最優化問題，對構成多層表皮功能的不同構件進行科學協調處理，盡量協調好各構件之間的矛盾關系，努力使得各構件組合起來的功能能夠大于單個構件功能的總和，在各個構件系統能夠發揮出其最大功能同時還能夠做到相輔相成。

2.2 保護自然生態環境原則

生態建筑表皮設計與傳統建筑表皮設計最為典型的區別就在于，生態建筑表皮設計更加重視對自然環境的尊重與保護，正是因為這種意識才產生了生態建筑這樣一種新的建筑類型。具體在設計過程中就是要能夠正確處理好建筑同環境之間的關系。對于建筑的朝向、選址、氣候、地形等因素進行充分考慮。對于可再生能源應該充分利用，自然能源的使用不僅有利于墻壁、屋頂防熱等，還可以有效降低建筑成本。在選擇材料的時候要盡量采用環保的、可循環使用的材料，在選擇技術的時候應該選擇那些具有地域特色的技術。對于土地資源也應該進行合理的開發規劃，要進一步節約用地。

2.3 彈性原則

彈性原則是一項非常重要的原則，從生態的概念來看，它并非是一成不變的。生態建筑的彈性具體地表現在對綠色節能設備和對生態建筑結構的靈活把握上。堅持彈性原則，這就要求我們在實際工作中，一是應該充分考慮建筑的成長性，具體表現為預留地基基礎、預留周邊發展環境以及預先考慮表皮的承重等。對這些方面都應該進行科學考察。二是應該充分考慮建筑的可更新性，它主要指的是應該選擇便于對建筑進行保養、修葺、更新的表皮。選擇這樣的表皮也是出于實用性的考慮。三是應該充分考慮建筑的耐久性。這點主要體現在建筑材料上，建筑材料的耐久性將會直接影響到整個表皮的性能。為了保證表皮的質量就應該選擇那些耐久性較強的建筑材料。

2.4 美學原則

建筑本身是要以美的形式表達出來的，生態建筑表皮設計本身也是一種藝術的體現。為了能夠體現出建筑的美就需要堅持美學原則。這是建筑的高層次要求，建筑之所以保存下來，一大部分的原因源于它被認為是藝術，它的美學價值超過了其實用功能。建筑物藝術之所以能夠得到升華就在于如此。在生態建筑表皮設計過程中堅持美學原則就是要使得使用者精神愉悅，同時還應該有助于建筑物情感的表達。這樣才能夠真正滿足實際要求。

2.5 合理建造原則

合理建造原則是人們在實際工作中摸索出來的一項非常重要的原則。所謂合理建造具體指的是要選擇合適的材料、合適的技術以及形式表達的真實性。同時，為了滿足實際要求，在工作中就是要能夠做到具體情況具體分析，盡可能地表達出設計的構思，真正表達出建筑的時代精神，把形式同建筑風格和地域性相融合，最終形成一種功能性、地方性的形式。

3 生態建筑表皮設計的影響因素

在生態建筑表皮設計過程中，涉及面廣，其影響因素也是非常多。對這些影響因素就應該進行充分考察。只有真正全面充分地考慮這些影響因素才能夠實現科學有效地設計，這些影響因素具體表現為以下幾個方面。

3.1 材料

材料同建筑表皮設計之間也是有著密切聯系的，對其功能的實現發揮著關鍵作用。從當前生態建筑表皮所使用的材料來看有傳統材料和非傳統材料，呈多樣性。其中傳統材料主要指的是木材、清水混凝土以及石材等；非傳統材料主要指的是直接采用太陽能電池板作為建筑的表皮，對于這些不同形式的材料應該對其進行科學分析。此外，不同材料之間的協調配合將直接影響到材料整體功能的發揮，為了充分發揮材料作用使得整體功能最優，對于相關的建筑材料應該符合多元性原則，只有這樣才能夠形成完整的表皮建筑層，進而實現自然采光、保溫隔熱等功能。

3.2 綠化

隨著時代的發展，人們環保意識的提高。綠化系統越來越多地被建筑設計所考慮，綠化系統所發揮的作用也越來越受到關注。垂直綠化是一項非常有效的措施，通過采用這樣一種措施，一方面是能夠美化環境、凈化空氣，另一方面就是能夠有效地遮擋陽光直射，降低室內溫度，節省能源損耗，同時起到降低噪音、抵擋風沙的目的。

3.3 規劃與實用性

在生態建筑表皮設計過程中規劃是非常重要的一個環節，規劃是否科學合理將會直接影響到生態建筑表皮的性能。一方面生態建筑表皮的設計不能夠影響并破壞到周邊的生態環境；另一方面對于建筑表皮形式美和實用性之間也要進行正確處理，要以滿足實用性的前提，在此基礎上再追求形式美。

3.4 技術條件

技術條件是影響和限制生態建筑表皮設計的一項重要因素，技術條件好壞將會直接影響到整個生態建筑表皮的性能。低技術、高技術和適宜技術是三種不同的技術條件，在這三種技術條件下應該采用相對應的策略，這樣才能夠取得實效。從低技術條件來看，它主張在傳統建筑構造技術基礎上根據資源環境具體要求來改造重組再利用，強調就地取材，因地制宜地選擇技術等。從高技術條件來看，其典型特點是高成本、高效益以及技術導向性比較強，在實際施工中強調采用先進的材料、較高的技術和管理水平。從適宜技術條件來看，這是一項能夠同當地自然、經濟社會相對應的技術條件，是能夠取得最佳綜合效益的技術體系。endprint

4 生態建筑表皮設計建議

4.1 對建筑形體的重塑

在實際工作中生態建筑表皮將能夠實現對建筑形體的重塑，從當前的實際情況來看，對建筑形體的重塑已經成為生態建筑表皮設計的一項重要內容。

異形體型。異形體型通常是要受到建筑獨有的地段的限制的，通常情況下為了能夠自然采光、自然通風等要求，在工作中往往是要利用異型表皮形態來呈現出獨特的體型。如北德清算銀行和倫敦市政廳是最為典型的異型體型。

坡屋面。坡屋面是一種新型形態，對于這樣一種形式也應該引起重視。從坡屋面的設計來看，戴維·勞倫斯會議中心是個典型代表，其垂曲面的坡屋頂設計是出于自然通風的考慮。

4.2 比例和穩定

在實際設計過程中對生態建筑表皮的比例和穩定性進行深入分析有助于提升表皮性能。比例的設計將會直接影響到性能，進而會影響到其穩定性。

所謂比例，主要指的是建筑物整體和局部的比例關系。在生態建筑物中表皮通常是由多種表皮材料組成的，為了能夠滿足需要這些表皮材料往往需要利用一定比例關系布置才能夠使得其具有美的形式。此外，生態建筑表皮尺度實際上是關系到整個表皮的性能的。適宜的尺度往往能夠給人以舒適、美好的享受。尺度本身可以分為正常尺度、夸張尺度和親切尺度。阿拉伯世界研究中心是正常尺度的代表，該建筑從控光功能、自然采光以及適當尺度等方面來看都是和圖書閱覽需求相適應的 ，其中采光控光構件可以分為大、中、小三個層次。最大的比人面部要大、最小的則只有巴掌大小，均在人體可控范圍，即所謂正常尺度。德國柏林國會大廈是夸張尺度的代表，大廈中的遮陽構件同高大的玻璃穹頂相匹配，這樣巨大的尺度運用更加彰顯了建筑的莊嚴與宏偉，散發著建筑物功能所帶來嚴肅的氣氛。

穩定性。穩定性是表皮的基本性能，同時也是形式美的重要法則。在形式上，通常人們認為上輕下重、上小下大的物體，才是具有穩定感的，可是從當前情況看，現代建筑中以框架結構承重已成為主流，表皮往往只是承受自身的重量。這實際上最終將能夠形成一種均一的建筑表皮形式。有些條件下甚至可能出現上中下輕的表皮形式。同時，生態建筑表皮是否穩定主要是由生態建筑表皮構件決定的。

4.3 對稱和均衡

對稱和均衡是重要的形式美法則，實現建筑生態表皮的對稱和均衡是進一步設計的重要目標。生態建筑表皮設計中的對稱和均衡主要受構成表皮的各種功能構件和連接構件的對稱性和均衡性的影響。這些構件的對稱和均衡主要是表現在兩個方面。一方面是基于安裝的要求和受力的需求，這往往需要設計成對稱形狀。另外一方面就是此類構建往往是在滿足其功能和固定連接的基礎上從而進一步對其形式來進行設計的。

單種構件以工業化生產為主，能夠從本質上滿足人們對表皮的勻質性追求，同時也實現表皮的對稱與均衡。在工作中應該看到生態建筑表皮中有部分構件是并不連續的布滿表皮的，對于這類構件而言同樣應該以一定方式從而實現表皮的對稱與均衡。總的來看，生態建筑表皮設計過程中，各種構件都是可以采用對稱的分布方式的。比如遮陽板、反光板等都可以實現。

4.4 對比和調和

在生態建筑表皮外層采用材料既不透明同時也不是格柵類的時候，往往需要對同一層面上的材料來作對比調和處理。首先是要看輕重材料。不同材料的視覺輕重及形式對比主要是要各種材料從形式上來進行調和。其次是要看色彩的對比調和。應該看到在生態建筑表皮中，不同構建或者是不同材料往往是具有不同色彩的，當這些不同色彩的材料或者是構件并置的時候往往就會產生對比。色彩或明或暗，或炫麗或素雅，因此對比更為鮮明。最后是要看自然肌理表皮同人工材料表皮的對比調和。生態建筑表皮中植被是典型的自然肌理表皮，這種表皮同人工材料表皮并置的時候往往就會形成強烈對比。

5 結語

在技術不斷發展的背景下，各種新型材料和節能技術也將會不斷出現，這樣就會使得生態建筑表皮的形式構建和空間設計變得越來越豐富。建筑師發揮的余地也將會更為廣泛，自我調節、多層表皮也將會成為未來發展的方向，對于表皮如何表現則是由使用者來控制，本土化特征也將表現得更為明顯。

參考文獻

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