可持續發展理念在建筑表皮設計中的應用

廖晶

廣州市弘基市政建筑設計院有限公司常德分公司 湖南常德 415000

進入二十一世紀以后，建筑科技的發展浪潮極大地推動了建筑行業的發展進程，建筑外形從單一、呆板的模式化逐步向風格多變的多元化方向發展，城市建筑也被賦予了保存和彰顯城市地域文化和人文風情的新功能；此外，受上世紀七十年代能源危機和環境危機影響[1]，可持續發展理念受到了廣泛關注和認同，建筑設計行業受可持續發展理念影響，其設計模式逐步形成了以物質為基礎，集合人文、歷史等元素協調融合的可持續發展體系。通過分析大量建筑設計案例發現，大部分建筑設計方案中多以地域元素作為可持續發展的支撐點，因此，強調城市地域文化的傳承和發展也成為評價建筑設計優劣的重要標準之一。

1 表皮設計發展現狀

（1）建筑結構表皮的發展歷程本質上就是當代經濟文化發展的微觀表現，工程技術的不斷完善為建筑表皮的發展演變提供了堅實的物質和理論基礎，極大地釋放了工程技術對建筑表皮設計自由性和靈活性的約束；建筑表皮已不單單局限于其物理包裹功能，更多的“軟功能”逐步被賦予到其設計方案和理念中；

（2）建筑結構表皮設計逐步向復雜化、層次化方向發展，力求表皮設計的復雜精妙一度成為表皮設計領域的主流之一。隨著傳媒及電子信息技術的高速發展，當前的建筑表皮設計主要集中于視覺傳達和圖像表現層面，受眾群體對建筑表皮的興趣主要集中在圖像本身的美感及圖像背后傳達出的含義上；

（3）但是，基于視覺傳達的表皮設計也存在一定的缺陷和不足，具體表現在以下幾方面：第一，形式與技術存在脫節問題。建筑結構表皮體現出的建筑外形與建筑結構自身的使用功能無法匹配，在表皮設計過程中沒有將建筑結構功能納入到參考對象內；第二，形式與內涵存在脫節問題。在消費大眾化這一背景下，表皮設計容易淪為簡單的快餐文化，缺乏自身的內涵，偏離了以彰顯人文風情為原則的基本理念[2-3]。

2 可持續發展融合的表皮設計理念

（1）歸根結底，若想實現建筑表皮設計的價值回歸，堅持可持續發展理念是必由之路。具體體現在以下兩方面，第一，從技術措施出發，重視建筑表皮施工及使用階段對當地可持續發展的影響；第二，從視覺傳達和用戶體驗角度出發，突出建筑表皮的個性化和視覺效果。

（2）應該明確建筑表皮設計中的物質元素和人文元素并非相互對立，在表皮設計實踐中應始終秉持發展的眼光看待物質元素與人文元素的變化趨勢，從而建立良性的設計發展體系；

（3）著眼于建筑表皮整體，實現表皮設計的“藝技融合”，從而更好地推進建筑表皮設計理念的可持續發展。

3 表皮建構的路徑

3.1 形技結合—關注地域物質環境可持續發展

（1）地域條件在一定周期內具有穩定的特點，為了彰顯建筑表皮設計的地域特點，首先應遵循不同地域環境的差異性和獨特性，力求建筑表皮設計與當地地域環境相適應；

（2）突出循環利用、節能降耗特點是建筑表皮設計實踐中對可持續發展原則的集中體現，具體到表皮施工材料方面，應優先選用無污染、可循環利用的主材，在建筑材料選取過程中應堅持因地制宜的基本原則，盡量選用成熟、可靠的施工技術，提高工程施工的可靠性和經濟性[4]。著名設計師赫爾佐格與德·默隆主持設計的多明萊斯葡萄酒廠地處納帕山谷，由于山谷內全年日溫差梯度較大，非常適合葡萄酒的釀制和存儲；設計師充分利用這一優勢，通過就地取材的方式，對酒廠建筑結構外墻表皮進行個性化設計，在滿足建筑結構使用功能的前提下，還彰顯了建筑外觀的地域性特點。下圖1為多明萊斯葡萄酒廠外觀示意圖。酒廠建筑外墻墻體主材為當地產的玄武巖，由于自然狀態下的玄武巖粒徑較小，無法直接依附于建筑結構表面，工程技術人員在玄武巖碎石表面增設了加強鋼絲網；玄武巖碎石粒徑由上至下依次增加，由于玄武巖比熱容值較高，能夠顯著降低室內的溫差梯度范圍，從而起到保溫隔熱的功能。

圖1 多明萊斯葡萄酒廠

3.2 形態重構—關注地域人文環境可持續發展

3.2.1 重構傳統元素

（1）在滿足建筑結構表皮的可持續發展原則的基礎上，更應該關注其對地域文化的繼承和宣傳功能；與地域條件不同的是，受文化交融、人口流動、經濟及社會發展等因素影響，地域文化在一定周期內的波動性較大，因此，為了滿足地域文化的特點，在建筑表皮設計過程中絕不能照抄照搬既有方案，而是應及時更新設計理念，做好表皮外形的重塑[5-6]。

（2）從建筑學基本理論出發，建筑結構外形設計的本質是對當地地域條件及人文風情的集中顯現。建筑結構表皮作為文化宣傳的“窗口”，通過對建筑表皮的外形、色彩、紋理及圖素等內容的調整，使受眾者能夠第一時間感受到其中蘊含的地域特點及人文風情；隨著工程技術的發展，大量新工藝、新材料被廣泛應用到表皮施工中，其對當地的地域文化及人文風情的表現能力也得到了極大地優化。

（3）英國 John Lewis 百貨商店及影城項目的建筑表皮充分體現了當地的紡織工業文化，已然成為當地支柱產業的一張絢麗“名片”，下圖2為英國 John Lewis 百貨商店及影城表皮實景圖。建筑表皮的圖案設計靈感源自于斯特萊印度人紡織的半透明沙麗以及John Lewis 出廠的紡織物圖例，該表皮形式借助現代材料和施工工藝打造出人工做舊風格，能夠勾起受眾群體對傳統建筑表皮的記憶。

圖2 John Lewis百貨商店及影城

3.2.2 顯現場所精神

（1）日本著名設計師安藤忠雄曾談及：“我所熱衷的不是‘數寄屋’實際的形式本身，而是其精神與感情內涵，正是‘數寄屋’的精神，對促進日本傳統建筑的演變和發展起到了重要作用”。

（2）既有表皮形式的組合和重塑是建筑表皮設計的常用方式，在表皮設計過程中，除了采取以上基本方法外，還應著重發揮建筑表皮的情景功能，能夠讓受眾者對建筑表皮的外觀產生共鳴，有助于推進地域文化的傳承和發展[7]。

（3）隈研吾主持設計的“Z58”項目，詳見下圖3所示，該項目表皮采用等間距布設玻璃墻體的方式，以突出建筑表皮的層次感和錯落感，玻璃墻體上加以花槽點綴，使表皮整體不至于呆板。采用不銹鋼制成的花槽能夠映襯出道路兩側的梧桐樹，建筑表皮與周邊道路交相輝映、相互融合，體現出了濃郁的老上海風情。與傳統建筑表皮設計理念不同的是，“Z58”項目的建筑表皮設計手法突出了表皮對周圍環境的識別和傳遞功能，通過鏡面成像和反射，破除了建筑與周圍環境死板的二元分布模式，極大地增強了周圍環境與建筑結構的融合性和協調性。

圖3 Z58不銹鋼花槽的玻璃外墻面

3.3 形技意合一地域物質與人文環境協同可持續發展

（1）建筑表皮發揮著地域環境與人文風情之間的協調可持續發展紐帶功能，是現代施工工藝同傳統文化相互“對話”的有效途徑之一。其中，倫佐·皮亞諾主持設計的芝貝歐文化中心的表皮形式就是現代施工工藝對傳統文化解析的集中表現。下圖4為芝貝歐文化中心整體效果圖。

（2）芝貝歐文化中心表皮采用雙層形式，通過內外兩層設計方法以增強表皮對當地環境的適應能力，內外兩層表皮結構分別由正交肋板和彎曲肋板組成，設計靈感來源于當地的肋架編織工藝，使用耐久性更高的鍍鋅鋼板代替棕櫚苗，編織內外層之間的弧形肋架，為了加強弧形肋架的結構強度，在肋架間增設橫向加勁錨固鋼板；肋架結構主材在外部環境的長期作用下，其表面將逐步褪變為銅灰色，能夠更好地與當地自然環境相協調，此外，肋架間的孔隙能夠形成局部空氣循環體系，一定程度上抵抗了沿岸海風的侵擾，建筑外墻周圍通過布置大量的百葉窗以動態調整局部風力和風向，有助于加速局部空氣流通效率，從而控制熱帶地區因長時間暴曬造成的高溫[8]。

（3）皮亞諾在芝貝歐文化中心設計項目中充分迎合了當地的自然環境特點，通過使用大量現代化施工技術和新材料，突出了建筑表皮節能降耗、低碳可持續的特點，依靠建筑表皮的重塑，集中表現了新喀里多尼亞本土文化的過去和未來。

圖4 芝貝歐文化中心

4 結語

我國著名建筑師王澍在談及榮獲“Holcim ”可持續建筑大獎的“五散房”項目時，就明確提出：“若想突出現代建筑結構的中國傳統文化氣息，就絕不能將建筑局限在房屋施工本身，應強調建筑與周圍環境、地域的融合；此外，在現代建筑施工過程中，可以嘗試推廣夯土技術、混凝土預制等具有中國傳統特色的施工工藝”[9-10]。基于以上論述，在建筑表皮設計中，大可以借鑒引用，在強調建筑表皮同當地地域條件和人文風情協調融合的基礎上，提出創造性的表皮構型理念，從而達到建筑表皮設計的可持續發展目的。