建筑石材外立面高品質設計策略
——以粵港澳大灣區院士交流中心項目為例

李澤輝

廣州市設計院集團有限公司 廣東 廣州 510620

1 項目概況

粵港澳大灣區院士交流中心項目選址位于廣州開發區峻祥路以西、香雪三路以北，貼臨黃埔區政務中心。該區域交通便捷，周邊環境條件優越。項目總用地面積28222m2，建筑面積10500m2，建筑高度20m，為科研辦公型建筑，主要功能包括院士中心主樓，院士中心附樓，配套健身運動設施、數控中心、研究會議中心、門樓和地下設備用房。因項目與黃埔區政務中心毗鄰，建筑風格和外立面設計考慮與既有建筑和諧、統一，石材外立面成為設計的首選[1]。

圖1 院士交流中心實景鳥瞰圖

圖2 院士中心主樓實景圖

2 理念與亮點

順應地形，因地制宜：項目場地東西高差較大，充分順應地形特征，進行規劃布局，綜合考慮土方平衡，減少土方外運。建筑布局隨地形逐級提升，整體布置強調序列感，中心突出，形成主樓為中心，“眾星拱月，群綠環抱”的布局形式，凸顯建筑氣質。

融入環境，和諧同構：建筑與環境緊密融合，強調建筑的在地性并塑造更整體的環境氛圍。項目充分結合景觀，避讓不利因素對建筑布局的影響。研究既有建筑規劃的內在邏輯，形成空間和細節的對話關系。

概念鮮明，一以貫之：強調設計故事線索，將新中式的理念融匯到故事線，在設計之初從規劃、建筑和室內將設計理念一以貫之。各棟樓主題明確、從建筑外立面、裝飾標識、細節、景觀、室內、工藝品等各個細節強化設計主題和概念。

石材細部，節點推敲：建筑細部線條和節點的推敲貫穿項目從設計到竣工，重點關注裝飾線腳、石材工藝、節點美觀與安全、特殊構造做法和分縫、單元拼接效果等環節。

多樣化庭院空間：本項目通過園林來組織空間，各功能被景觀包裹，尺度各異的庭院空間移步換景、層次分明。主樓通過四組精致的庭院，有序的構成了一個對稱系統；附樓通過中心庭院組織各部分功能，并突出設計主題[2]。

3 高品質石材外立面設計策略

本項目對于石材外立面的設計要求十分嚴苛，也是達到項目高品質目標的關鍵。強調石材外立面的設計包括的內容較為廣泛，從出產的原材，石材選樣、定板，基層處理工藝，石材與主體結構的連接方式，拼接和膠縫處理，乃至工地現場對實際板材色差、紋樣和完整度的比對監管都直接影響了最后整體的立面效果。本文重點從以下幾個方面展開論述。

3.1 材料選擇

飾面石材一般分為花崗石、大理石、砂巖和板石這幾類，綜合考慮外觀效果、石材特性和造價因素，花崗巖是較為常用在外立面的一種天然石材。以白麻為例材料單方市場價格約250～350元/m2，根據石材具體的紋路、顏色和光澤會有一定差值，但相較大理石而言浮動變化不大。毋庸置疑板材的選定是外立面效果最關鍵的一個環節。

首先，要選擇底色純凈，斑點細密分布均勻的天然石材原料，規避有較多吐黃、銹斑、水斑和雜質的石材；其次，考慮到石材的脆性和安全性，外立面石材厚度不宜小于30mm，且不宜大于50mm，這樣的尺寸完全可以滿足普通立面造型拉縫需求；再次，要充分考慮石材的抗壓強度、耐久性、防水性和耐磨性等特征，根據不同部位合理選擇；最后，選擇有規模的石材生產廠家，能夠保證良好的出材率和穩定的板材品質，石材樣板最忌不同原材切割的板材進行拼接。

3.2 工藝要求

石材樣板的確定常規的流程是先確定石材類型，再確定表面處理工藝。常見石材表面加工工藝有光面、火燒面、荔枝面、亞光面、蘑菇面、拉絲面和酸洗面等。粵港澳大灣區院士交流中心項目外立面石材主要采用白麻，火燒面和酸洗面對白麻的色澤影響較大，業主對光面、荔枝面、亞光面、蘑菇面和拉絲面進行了樣板對比。各種加工工藝對石材的效果影響明顯，通過同一種材料的不同工藝表達可以豐富建筑的立面層次。

光面工藝的斑點相對清晰，光澤平整；荔枝面整體光影感更強，石材更顯白；亞光面對光的反射較弱，整體光度暗淡；蘑菇面是通過斧鑿、刀劈的方式做出強烈的凹凸感，具有獨特的點綴裝飾效果；拉絲面是模仿格柵百葉效果的一種做法，讓板材避免單調、呆板，但對板材的厚度有一定要求。

該項目利用內庭院的室外立柱進行了原比例打樣，通過上墻效果對比，最后選定荔枝面白麻為建筑外墻面用材，蘑菇面和拉絲面作為細部點綴。

3.3 設計控制

基于石材質地堅硬、質量重、加工成塊材后脆性變大的特點，外立面石材常采用干掛的施工安裝方式，通過背栓和腳碼與主體結構牢固連接；然而典雅風格的建筑常常通過豐富的線腳收分和節點變化來彰顯設計的整體氣派，這與石材自身屬性和構造安裝方式是相矛盾的。較為普遍的處理手段是，通過采用GRC等玻纖混凝土材料噴真石漆的方式來替代天然石材，但天然石材的耐久性和自然態很難模仿，再加上石材線條的輪廓感更能凸顯建筑的莊嚴氣質，在本項目中我們毅然選擇石材去表達哪怕極其細微的線腳，正因為這樣的決定，迫使我們在設計控制上對以下方面做了深入的研究和探討。

3.3.1 線腳層次。線腳進退尺度的把控要充分結合幕墻構造節點進行推敲；過小尺寸的進退無法高效的拼裝和施工且增加了幕墻造價成本，尺寸超大的外挑讓建筑過于粗放且安全性無法保障。設計是要考慮模數化，裝配式的設計原則，標準化的尺寸變化，避免過多的現場裁切工作量；線腳收進或出挑尺度建議按相同數值變化或呈規律性遞減、遞增；石材拼接的外立面要將防水膠縫（6mm）的尺寸考慮在整體設計中；建筑線腳最好整體交圈，方便石材立面收口和裁切石材尺寸統一。

3.3.2 分縫細節。分縫是幕墻設計的關鍵環節，這里不討論密封拼接石材背后做防水層的情況。分縫的整體原則：膠縫細、直、連貫，對于建筑立面的分割效果來看，均勻，舒朗是保證效果的最佳方案。本項目對比了黑、透明（白）、灰色膠的勾縫效果，最后選擇了黑縫，它更能體現建筑材質的分割構成邏輯。立面的橫向分縫：考慮層高等分分縫，但在立面分縫設計的過程中要結合園林專業圖紙對室內外的處理大樣，處理接地部分要做好石材高度的預留。豎向分縫：對于三段式的建筑而言，上下部分豎縫整體貫通；橫向線腳的豎縫與墻身主體豎縫拉齊；錯縫的關系處理是設計的難點。處理豎縫的一般原則，還是要追求整體效果，對于局部的瑕疵要能夠容忍，在處理上也要有所取舍，但對于主要的展示面要給予最大的優先級。在搭建方案模型時一定要將分縫關系在模型上準確表達做好設計控制。

3.3.3 拼接邏輯。

3.3.3.1 石材整個立面的紋理做法：統一成型，分段密拼。整面的豎向格柵紋理和浮雕工藝立面，考慮到運輸、安裝和效果往往采用這種拼接方式。

3.3.3.2 天然的石材原料存在必然的不穩定性，通過合理的石材上墻編排讓整個立面紋理均勻，色澤統一。

3.3.3.3 多方案對比陰角、陽角的石材拼接方式。比如45°切角合拼，直角長邊收口等。

3.3.3.4 對于交接復雜部位的簡單化處理，拼接越多膠縫越多，整個拼接的關系越混亂。

3.3.3.5 在主體基調上，增加變化和特色，強調典雅而豐富的立面設計。

3.4 細部推敲

建筑通過體量、構圖關系塑造氣場，通過細節刻畫表達雋永與內涵。往往細節的處理透射出奇思妙想，讓人意味悠長。粵港澳大灣區院士交流中心項目在處理細節方面耗費了很多精力，也在細節處理的過程中走了不少彎路，處理不當的位置甚至出現了拆除重做的情況。

3.4.1 變形縫。主樓部分形體太長，聯系部分薄弱，結構要求在兩翼部分設置結構伸縮縫化整為零。常規的外立面變形縫索用國標圖集，產品成熟防水性能好，但在外立面處理上成為難點。本項目從中國木建筑的榫卯技術中尋找思路，將兩塊相鄰的30mm石材沿厚度方向對開拼接，兩個15mm的端部開槽拼合完整，施工階段水平安裝時錯開60mm，作為變形預留空間也與外側立面分縫對應；石材內側通過鋁合金內襯板做防水，同時采用變形縫構造；內側結構完全斷開。這樣的處理即保證了變形縫的實際功能也不破壞外立面的設計效果。

3.4.2 交接部位。這里提及的交接部位主要是指不同材料之間、不同線條之間、高低錯位情況下和內外過渡的“灰空間”天花收口的處理。這些部位往往關系錯雜，整體的設計原則要界面清晰，過渡平順。但對于材質的鮮明對比，大實大虛的關系碰撞還是要在體量上進行推敲，避免在平面上的直接碰撞，打破立面的完整感。

3.4.3 特殊構造的做法。粵港澳大灣區院士交流中心項目在門樓設計中遇到了難題，因為門樓的主體結構是四根立柱，屋檐大出挑的設計給結構增加了很大負荷，而在此基礎上，業主希望堅持我們原初設計門樓鑿井天花和斗拱構件都要用石材，這給結構設計提出了更高要求。結構設計師按石材方案反復測算都不能確保其構造的安全性，在反復的爭取確認后，我們明確了放棄采用天然石材的想法。經過多輪方案比較，我們選擇了發泡陶瓷這種新材料替代石材，發泡陶瓷具有質量輕，耐火、防水和耐久性好等特點。新材料的運用為項目最后的整體完成度做出了不小貢獻[3]。

4 結束語

通過粵港澳大灣區院士交流中心項目的切身實踐，完整的經歷了一次高標準石材立面設計的流程，回顧設計過程，從選材、定板到板材到場的核驗；從工藝做法、拼接方式到施工組織；從形體設計、比例控制到細節推敲；都充分體現了建筑師對材料深刻認知的意義。高品質的建筑歸根結底是建材在形體上的完美演繹，是建筑師對每個細節的精準把控。