建筑外表皮視覺樣板段的設計應用研究

謝敏奇

華南理工大學建筑設計研究院有限公司 廣東 廣州 510642

引言

在建筑外表皮的建造上，越來越多的項目采用了先行建造外表皮視覺樣板段的方式，來檢驗設計成果，把控施工細節，實現建造品質，在樣板段的設計及建造內容上，有著愈發細致的考量，外表皮視覺樣板段，逐漸成為把控建筑外表皮設計——建造品質中的極為重要一環。

1 建筑外表皮視覺樣板段的定義、組成與設計要點

1.1 定義——參建各方全流程的共同的溝通工具

當代建筑的外表皮呈現出復雜，綜合的發展趨勢，外表皮的組成，包括了玻璃幕墻、金屬幕墻、石材幕墻等多種材料，不一而足，表皮圍護空間、調節氣候、再現功能、反映理念甚至傳遞信息[1]，實現越來越多樣的功能。外表皮視覺樣板段，是一種結合項目本身所使用的立面、幕墻系統而針對性設計的，表達真實建成效果的1∶1實體建造模型。

圖1 MAD事務所所設計的“山水城市”造型外觀及其視覺樣板段

視覺樣板段能夠發揮多層次，多角色的作用。對于設計師，助力其工作從設計轉向建造，展示材料特性，外觀效果及建造細節，進行目標導向的設計調整；對于業主，可針對材料的選擇，建成效果與設計師通過實體樣板達成共識，減少后續的決策變化；對于施工方，建造視覺樣板段，可提前熟悉系統的建造流程，把控工藝細節、對施工工藝、資源分配、預算控制及人員安排等都實現提前的預控及有效組織，是一個全流程，參建各方的共同的工具，在當下有著越來越重要的作用。例如MAD事務所所設計的“山水城市”項目，為兩棟具有復雜雙曲面玻璃幕墻的超高層建筑。通過對復雜形體部位的截取與組合，形成了視覺樣板段，并將深化成果進行實際建造，后續進行了參建各方的評議驗收，保證了外觀效果的同時，一起發現系統設計問題并提前解決，保證了后期施工的實際效果，并通過了這個視覺樣板，建立了實際有效的溝通機制。

1.2 組成與設計驗證要點——貫穿項目設計—建設過程的建造樣板

基于對不同項目的研究及總結，筆者發現在實際工程中，視覺樣板段其基本包括以下幾個部分：材料小樣——材料大樣——節點試裝段——視覺樣板段。

材料小樣：在方案設計階段實施，尺度約為100～600mm，主要驗證要點為材料要素，其主要用于比選各表皮系統的材料種類，顏色、表面處理效果，肌理光澤等。幫助建筑師初步判斷及選取最符合設計意向的一些材料及表面質感，把控方案方向及設計效果。

材料大樣：在方案深化階段實施，尺度約為1000～3000mm，主要驗證要點為：①實體比例的材料要素，材料表面紋理、顏色、表面處理效果在等比例實物中的效果感受；②特殊工藝材料成型測試（如超大或異形玻璃面板）；③其他的材料表現要素，如有條件可考慮集成燈光等內容。

節點試驗段：在施工圖紙設計階段實施，尺度約為1000～3000mm，在這個階段，外表皮的意向選材已經確定，材料的組合以及組合的關系是驗證圖紙內容的重點，包括了材料組合方式的可行性、穩定性（如表皮結構形式，節點構造系統）以及材料組合后的實際設計效果（如造型角度，材料拼接、接縫，拼合效果等）。因此節點試驗段的主要內容是針對節點大樣進行1∶1或1∶2的方式進行實體建造，來實現上述目的。

視覺樣板段：在施工前期進行建造實施，建造尺度為實際建筑尺度，設計端的主要驗證要點為：①實際建成效果的提前檢驗，最終選定的各部分材料按圖紙建造，能夠對主體建筑的外表皮，有一個提前的、直觀的感受，其包括了如關鍵幕墻節點的構造細節，多層次幕墻表皮結構的效果（室內外視野是否相互影響）；近距離遠距離不同的細節呈現及視覺效果等；②檢驗外表皮的歷時性變化，一方面是效果的變化，如日——夜光影變化、春——夏光澤變化，檢驗建筑在不同時間段的視覺感受，另外一方面為考驗耐候性能，效果是否能夠經受水和灰的考驗[2]；③檢驗外表皮的與其他系統的集成及其對效果的影響，如泛光專業的燈具如何結合，對外觀影響，機電百葉風口的特殊設計，室內裝修效果的配合等。

圖2 視覺樣板段的分階段流程

另一部分的驗證要點與施工準備，施工展開的內容息息相關：①材料及施工工藝的掌握，通過視覺樣板段的施工，對未來施工的材料進行提前的熟悉，有助于了解相關的材料特性，以及相關材料在施工中需要注意的特點，保證后續的主體施工中的工程品質；②施工順序的調配，外表皮系統是一個復雜的建造系統，從基礎的結構層至面層，往往涉及多種不同工藝，不同特性材料的施工組合，在實際的操作中，采用怎么樣的施工方案，通過建造視覺樣板段的經驗，可實現提前制定，保證工序的有效推進；③通過參建各方對視覺樣板段效果的驗證及評議，建立起一個實現共識的建成質量標準，對品質進行提前預控。

2 視覺樣板段的重要意義及趨勢探究

2.1 設計的支撐依據

視覺樣板段提供了設計師在主體施工前對建成實體把控的一個工具，通過對具體材料以及具體材料組合的充分認知，能夠快速識別并針對設計不完善、不到位、效果不理想之處進行及時的調整及優化；另一方面，也是對既定的設計效果的一個提前驗證，保證從性能上，效果上，都能夠達到預定的設計效果及要求。

2.2 施工的前置參照

視覺樣板段是連接設計圖紙與施工的一道橋梁與溝通工具，作為在設計末期與施工前期起到串聯作用的實體，其對于施工方，在施工準備階段，起到了材料選板，各方共同確認工程品質的作用；另一方面，通過建造視覺樣板段，提前進行了針對施工的深化設計，提前摸清楚了工序及相關流程；同時在這個過程中，解決了各個分項的施工工藝，量標準、資源調配、工程效果預展及方案選擇等各環節，為工程項目順利進行提供切實可行的參考依據[3]，是工程重要的前置參照部分。

2.3 趨勢探究——提前化，全過程化，復合化

提前化——視覺樣板段前置。以往的視覺樣板段，都是在是主體施工單位進場后，由主體施工單位承擔建設，往往此時設計圖紙、工期、造價安排已經成為定局，后續的調整較為困難，現在的一個趨勢是將視覺樣板段提前制作，在主體施工單位進場之前，進行獨立的第三方制作，具有如下優勢。一方面，幫助業主及設計師，提前解決視覺效果問題，及時調整，保證建成效果滿足參建各方評價，包括例如：①材料色彩、質感、表面工藝問題的評判；②單元劃分大小、立體造型肌理細部設計等；③材料與構造系統的基本工法；另外一方面，幫助參建各方提前進行實施控制，保證建成品質及實施效果，包括例如：①提前形成施工招標提出較為明確、準確的相關招標的技術條件；②提前控制進行整體及分項的造價把控，特別是關鍵選材的價格預控措施；③協助業主樹立施工單位進場后的實施品質底線。

全過程化——持續利用。視覺樣板段通常的過程中都為一次性、單目的的使用，非工程部位的實體樣板通常在完成了驗收評議后，需要被拆除，以騰挪場地，一次性利用后拆除，不僅浪費大量的建筑施工材料，且產生建筑垃圾，污染環境。當下的工程實踐中，視覺樣板段的設計，應當考慮到后續利用的可能性，包括是工程中的一些施工方案試驗，其他材料的應用等，甚至是一些非外墻工程的應用，如精裝修室內的樣板，機電樣板，都可以實現在一個樣板段工程中進行設計及復合利用，以實現樣板段的最大價值，并且實現全過程的持續利用。

復合化——后續利用。形成后續利用的可能性及基礎：①施工單位進場后，可進行后續利用掛樣板；②完工后，可結合場地條件作為展品或科普基地，后續可以作為景觀及建筑設施，或者是保留有紀念意義的建筑價值內容。以香港M+博物館為例，M+博物館前置樣板段位于西九文化區苗圃公園中，項目建成后持續作為餐廳、咖啡廳對外開放，并承擔一定的城市功能。

3 結束語

綜上所述，視覺樣板段所起到的檢驗設計成果，把控施工細節，實現建造品質的作用在當下的實踐中，起著越來越明顯地作用，其作為設計——施工的溝通工具，未來必然在精細化設計與高品質的施工中被不斷地細化，充實相關的設計及內容，并發揮著越來越重要的作用。而其余的利用價值，在實踐中也將發揮著越來越廣的生命力。