環(huán)境設(shè)計新材料應(yīng)用研究

趙夢嬌+譚芳+王欣竹

摘要：隨著環(huán)境設(shè)計的發(fā)展，材料作為構(gòu)成建筑的要素之一，在環(huán)境設(shè)計中扮演著十分重要的角色?，F(xiàn)如今國內(nèi)對于環(huán)境設(shè)計的特殊構(gòu)造與新材料應(yīng)用的研究剛起步。文章通過對材料基本特性的研究，以材料的知覺特性以及人們對材料的知覺感受為研究對象，研究如何更好的在環(huán)境設(shè)計方面運用材料以獲得最佳的空間體驗效果，來滿足人們?nèi)找孀兓纳钚枰颓楦行枰?。通過研究新材料主要知覺特性，探索出常用的材料組合搭配與豐富的表現(xiàn)力，結(jié)合實例調(diào)研，再借助文獻挖掘出新材料的特征來營造更具人文精神的空間。

關(guān)鍵詞：特殊構(gòu)造；新材料；材料的知覺特性

1常用建筑材料

建筑材料在建筑設(shè)計中一直備受關(guān)注，人們一直在不遺余力地探索和拓寬著材料的種類和范圍，材料對空間無時無刻不在發(fā)揮則會巨大的影響和作用。

作為建構(gòu)的最基本要素，材料是一個時代的載體、即便是同一種材料，在不同時期也會有不同意義和表達方法。

1.1建材的分類

表1.1

材料分類方式 材料具體類型

物質(zhì)構(gòu)成 木材、磚材、石材、混凝土、金屬材料、玻璃材料、塑料、

陶瓷材料、涂料

建筑功能 承重材料、維護材料、裝飾材料

所在部位 墻體材料、飾面材料、門窗材料、屋面材料

材料來源 天然材料、人工材料、半天然半人工材料

具體形態(tài) 線材、管材、板材、塊材

1.2傳統(tǒng)材料與新材料結(jié)合

現(xiàn)如今建筑往往與現(xiàn)代的新材料結(jié)合一起出現(xiàn)。這種組合，既使傳統(tǒng)材料有了現(xiàn)代的勃勃生機，又使新材料與傳統(tǒng)材料互相彌補不足。

2新材料的效果與工藝制造

新型建材的性能和功用各不相同，生產(chǎn)新材料的原料及工藝方法也各不相同。新材料不但有天然材料，還有化學(xué)、金屬、非金屬等材料。在質(zhì)地、韌性、強度、保溫節(jié)能、裝飾等方面都具有優(yōu)良的特性，采用現(xiàn)代新型材料不但使建筑室內(nèi)的功能大大改善，也滿足了人們的審美需求；甚至有的新材料可以顯著地減輕建筑物自身的重量，推動了輕型建筑結(jié)構(gòu)和現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展。

2.1透明材料的運用

自20世紀(jì)80年代以來，玻璃窗構(gòu)成的建筑表皮逐漸擴大，甚至成為了建筑表皮的主體，由以往的封閉、隔絕走向了開放、交流。

2.1.1玻璃磚。玻璃具有透光、透視、隔音、隔熱、防火等特殊性能，不僅在門窗中得到廣泛應(yīng)用，同時，在需要提高采光度和裝飾效果的墻體、墻面裝飾項目中也常常被選用。

皮埃爾·夏洛是一位室內(nèi)與家具設(shè)計師，一生只設(shè)計了一座建筑——玻璃之家（圖2.1）。玻璃之家是為Dr.Dalsace及其家人設(shè)計的，兼有醫(yī)生的診所和居住空間混合功能的私人住宅。

圖2.1玻璃之家平面圖

對于玻璃磚的使用更多是因為對周圍環(huán)境因素的考慮，因為建筑的主立面位于一個庭院內(nèi)，要滿足大量的采光就需要大面的玻璃；同時，庭院卻只有十米見方，其他住戶的視線干擾是一個棘手的問題?；谶@種情況，夏洛選擇使用玻璃磚作為外墻材料，半透明的效果同時滿足了透光性與隱私性。白天，陽光透過玻璃磚照亮室內(nèi)，并且由于玻璃磚奇妙的折射作用，形成生動的光感；夜晚，大的探照燈從室外打向玻璃磚墻面，為室內(nèi)提供了溫暖柔和的光線，同時也保證了居住的私密性。

圖2.2玻璃磚墻剖面圖

2.1.2U型玻璃。U型玻璃所構(gòu)成的墻體在純凈度方面比玻璃磚墻體要高，它不需要玻璃磚橫豎的鋼架結(jié)構(gòu)來承擔(dān)荷載，形成的表面幾何感更強，加之材料本身的半透明性，它在塑造安靜氣氛方面的表現(xiàn)力無疑是很強的。

StevenHoll利用光的半透明空間體驗效果，在阿特金斯藝術(shù)博物館上做出了卓越的時間，這些盒子立面完全用U型玻璃填充，呈現(xiàn)出極簡的幾何形態(tài)。而在夜晚，半透明的盒子發(fā)出柔和的白光，以一種極其優(yōu)雅的姿態(tài)詮釋了玻璃的美學(xué)意義。

2.2金屬材料的運用

金屬材料的發(fā)現(xiàn)是人類技術(shù)史上一顆耀眼的明星。在現(xiàn)代建筑中，金屬以耐腐、高雅、厚重、質(zhì)地等特點上贏得人們的青睞。如今金屬也作為外漏的框架呈現(xiàn)在人們面。

2.2.1鋼結(jié)構(gòu)。半透明的材料經(jīng)常與鋼結(jié)構(gòu)運用到一起，形成另一種視覺新體驗。1851年建成的“水晶宮”打破了室內(nèi)與室外的界限，是用鐵和玻璃打造建筑的里程碑。

以我國國家游泳中心——“水立方”為例，它是世界上最大的膜結(jié)構(gòu)工程，除地面之外，外表都采用了ETFE材料的膜結(jié)構(gòu)，它為室內(nèi)提供自然光從而節(jié)約了能源，藍色的表面出乎意料的柔軟但又很充實。而支撐這些薄膜的事堅實的鋼結(jié)構(gòu)，“水立方”的墻壁和天花板由1.2萬個承重節(jié)點連接起來的網(wǎng)狀鋼管組成，這些節(jié)點均勻地分擔(dān)著建筑的重量，使其堅固得足以經(jīng)受住北京最強的地震。

2.2.2外露鋼結(jié)構(gòu)。外露鋼結(jié)構(gòu)其結(jié)構(gòu)形式可以使內(nèi)部空間更加生動，當(dāng)然不是所有的外露結(jié)構(gòu)都必然負荷稱重和裝飾的雙重任務(wù)，暴露的方式、位置、結(jié)構(gòu)形式、構(gòu)件造型等都必須納入設(shè)計的范疇才能展示其魅力。

位于芝加哥的聯(lián)合航空公司機場中央大廳，使用了兩種截面的鋼材，即H型鋼和圓鋼管，H型鋼梁構(gòu)成了不規(guī)則形狀的門式框架，這些門式框架吧中央大廳的各個部分連接起來，圓鋼管以擦條和集柱的形式作為每一榀門式框架的柱。

2.2.3超高層建筑的特殊外墻結(jié)構(gòu)。超高層的形態(tài)是超高層建筑最明顯的特征，而這一形態(tài)主要是通過特殊的外墻結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的。由于超高層建筑的特殊性，單元式玻璃幕墻在當(dāng)今超高層的外圍護結(jié)構(gòu)中占據(jù)了重要的未知，同時超高層的幕墻對于建筑的形態(tài)有著重要的影響。20世紀(jì)末超高層建筑的外墻結(jié)構(gòu)，在技術(shù)上有了進一步的提高，出現(xiàn)了空氣羌、光電幕墻、雙層玻璃幕墻以及生態(tài)幕墻，在功能和舒適度是都有更深層次的提高，并向綠色環(huán)保、智能生態(tài)方向發(fā)展。

以上海中心大廈為例，該案例實在同樣建筑體量上對建筑的幕墻進行了不同的設(shè)計嘗試，但無論幕墻的整體效果怎樣，幕墻的基本單元都是相同的構(gòu)建方式。上海中心大廈是業(yè)內(nèi)公認的高難度高標(biāo)準(zhǔn)工程，它的幕墻項目具有高、柔、扭、偏、空五大特點，之間的空腔成為一個溫度緩沖區(qū)，避免室內(nèi)直接和外界進行熱交換，祈禱冬暖夏涼的作用，采暖和制冷的能耗比單層幕墻降低50%左右。

從頂部看，上海塔的外形好似一個吉他撥片，隨著高度的升高，每層扭曲近1度。這種設(shè)計能夠延緩風(fēng)流。風(fēng)環(huán)繞建筑時會形成渦旋脫落效應(yīng)，導(dǎo)致摩天樓劇烈搖晃。對按比例縮小的模型進行風(fēng)洞測試后發(fā)現(xiàn)，這種外形設(shè)計能夠?qū)?cè)力減少24%，這對于經(jīng)常經(jīng)受臺風(fēng)考驗的上海建筑來說至關(guān)重要。

圖2.2.3平面支撐結(jié)構(gòu)布置圖

圖2.2.4支撐結(jié)構(gòu)剖面圖

3結(jié)語

材料是建筑與室內(nèi)設(shè)計的直接表現(xiàn)元素，是實現(xiàn)使用功能和裝飾效果的必要條件。能否將設(shè)計師的理念、風(fēng)格與設(shè)計的實用性有機結(jié)合，使設(shè)計成為美觀并且實用的作品無疑是設(shè)計承辦與否的重要評判標(biāo)準(zhǔn)。

人類是在發(fā)掘和認識材料構(gòu)造中提高設(shè)計的進取意識，材料、構(gòu)造提供了創(chuàng)造的豐富靈感。設(shè)計作品在不同材料、構(gòu)造的作用下體現(xiàn)出各個時代的文明程度和發(fā)展過程。從材料的發(fā)展及特性出發(fā)，以人為本，探尋新材料在設(shè)計中的美學(xué)因素及應(yīng)用價值，發(fā)掘能夠運用到環(huán)境設(shè)計中的新材料與特殊構(gòu)造，從而創(chuàng)造出形式更豐富、更具個性和時代特征的環(huán)境設(shè)計，產(chǎn)生新的感官體驗。

參考文獻

[1] 楊靜.建筑材料與人居環(huán)境[M].清華大學(xué)出版社,2001.

[2] 張錫.設(shè)計材料與加工工藝[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.

[3] 葛楠.建筑的透明性——玻璃在建筑中的表現(xiàn)形態(tài)探索[D]北京建筑設(shè)計研究院學(xué)位論文.

[4] 張愛蘭主編.中國大型建筑鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計與施工[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2007,05.

[5] 翟克勇.鋼構(gòu)建筑的建造表現(xiàn)研究[D].東南大學(xué)建筑學(xué)院碩士學(xué)位論文,2004.

摘要：隨著環(huán)境設(shè)計的發(fā)展，材料作為構(gòu)成建筑的要素之一，在環(huán)境設(shè)計中扮演著十分重要的角色?，F(xiàn)如今國內(nèi)對于環(huán)境設(shè)計的特殊構(gòu)造與新材料應(yīng)用的研究剛起步。文章通過對材料基本特性的研究，以材料的知覺特性以及人們對材料的知覺感受為研究對象，研究如何更好的在環(huán)境設(shè)計方面運用材料以獲得最佳的空間體驗效果，來滿足人們?nèi)找孀兓纳钚枰颓楦行枰Ｍㄟ^研究新材料主要知覺特性，探索出常用的材料組合搭配與豐富的表現(xiàn)力，結(jié)合實例調(diào)研，再借助文獻挖掘出新材料的特征來營造更具人文精神的空間。

關(guān)鍵詞：特殊構(gòu)造；新材料；材料的知覺特性

1常用建筑材料

建筑材料在建筑設(shè)計中一直備受關(guān)注，人們一直在不遺余力地探索和拓寬著材料的種類和范圍，材料對空間無時無刻不在發(fā)揮則會巨大的影響和作用。

作為建構(gòu)的最基本要素，材料是一個時代的載體、即便是同一種材料，在不同時期也會有不同意義和表達方法。

1.1建材的分類

表1.1

材料分類方式 材料具體類型

物質(zhì)構(gòu)成 木材、磚材、石材、混凝土、金屬材料、玻璃材料、塑料、

陶瓷材料、涂料

建筑功能 承重材料、維護材料、裝飾材料

所在部位 墻體材料、飾面材料、門窗材料、屋面材料

材料來源 天然材料、人工材料、半天然半人工材料

具體形態(tài) 線材、管材、板材、塊材

1.2傳統(tǒng)材料與新材料結(jié)合

現(xiàn)如今建筑往往與現(xiàn)代的新材料結(jié)合一起出現(xiàn)。這種組合，既使傳統(tǒng)材料有了現(xiàn)代的勃勃生機，又使新材料與傳統(tǒng)材料互相彌補不足。

2新材料的效果與工藝制造

新型建材的性能和功用各不相同，生產(chǎn)新材料的原料及工藝方法也各不相同。新材料不但有天然材料，還有化學(xué)、金屬、非金屬等材料。在質(zhì)地、韌性、強度、保溫節(jié)能、裝飾等方面都具有優(yōu)良的特性，采用現(xiàn)代新型材料不但使建筑室內(nèi)的功能大大改善，也滿足了人們的審美需求；甚至有的新材料可以顯著地減輕建筑物自身的重量，推動了輕型建筑結(jié)構(gòu)和現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展。

2.1透明材料的運用

自20世紀(jì)80年代以來，玻璃窗構(gòu)成的建筑表皮逐漸擴大，甚至成為了建筑表皮的主體，由以往的封閉、隔絕走向了開放、交流。

2.1.1玻璃磚。玻璃具有透光、透視、隔音、隔熱、防火等特殊性能，不僅在門窗中得到廣泛應(yīng)用，同時，在需要提高采光度和裝飾效果的墻體、墻面裝飾項目中也常常被選用。

皮埃爾·夏洛是一位室內(nèi)與家具設(shè)計師，一生只設(shè)計了一座建筑——玻璃之家（圖2.1）。玻璃之家是為Dr.Dalsace及其家人設(shè)計的，兼有醫(yī)生的診所和居住空間混合功能的私人住宅。

圖2.1玻璃之家平面圖

對于玻璃磚的使用更多是因為對周圍環(huán)境因素的考慮，因為建筑的主立面位于一個庭院內(nèi)，要滿足大量的采光就需要大面的玻璃；同時，庭院卻只有十米見方，其他住戶的視線干擾是一個棘手的問題?；谶@種情況，夏洛選擇使用玻璃磚作為外墻材料，半透明的效果同時滿足了透光性與隱私性。白天，陽光透過玻璃磚照亮室內(nèi)，并且由于玻璃磚奇妙的折射作用，形成生動的光感；夜晚，大的探照燈從室外打向玻璃磚墻面，為室內(nèi)提供了溫暖柔和的光線，同時也保證了居住的私密性。

圖2.2玻璃磚墻剖面圖

2.1.2U型玻璃。U型玻璃所構(gòu)成的墻體在純凈度方面比玻璃磚墻體要高，它不需要玻璃磚橫豎的鋼架結(jié)構(gòu)來承擔(dān)荷載，形成的表面幾何感更強，加之材料本身的半透明性，它在塑造安靜氣氛方面的表現(xiàn)力無疑是很強的。

StevenHoll利用光的半透明空間體驗效果，在阿特金斯藝術(shù)博物館上做出了卓越的時間，這些盒子立面完全用U型玻璃填充，呈現(xiàn)出極簡的幾何形態(tài)。而在夜晚，半透明的盒子發(fā)出柔和的白光，以一種極其優(yōu)雅的姿態(tài)詮釋了玻璃的美學(xué)意義。

2.2金屬材料的運用

金屬材料的發(fā)現(xiàn)是人類技術(shù)史上一顆耀眼的明星。在現(xiàn)代建筑中，金屬以耐腐、高雅、厚重、質(zhì)地等特點上贏得人們的青睞。如今金屬也作為外漏的框架呈現(xiàn)在人們面。

2.2.1鋼結(jié)構(gòu)。半透明的材料經(jīng)常與鋼結(jié)構(gòu)運用到一起，形成另一種視覺新體驗。1851年建成的“水晶宮”打破了室內(nèi)與室外的界限，是用鐵和玻璃打造建筑的里程碑。

以我國國家游泳中心——“水立方”為例，它是世界上最大的膜結(jié)構(gòu)工程，除地面之外，外表都采用了ETFE材料的膜結(jié)構(gòu)，它為室內(nèi)提供自然光從而節(jié)約了能源，藍色的表面出乎意料的柔軟但又很充實。而支撐這些薄膜的事堅實的鋼結(jié)構(gòu)，“水立方”的墻壁和天花板由1.2萬個承重節(jié)點連接起來的網(wǎng)狀鋼管組成，這些節(jié)點均勻地分擔(dān)著建筑的重量，使其堅固得足以經(jīng)受住北京最強的地震。

2.2.2外露鋼結(jié)構(gòu)。外露鋼結(jié)構(gòu)其結(jié)構(gòu)形式可以使內(nèi)部空間更加生動，當(dāng)然不是所有的外露結(jié)構(gòu)都必然負荷稱重和裝飾的雙重任務(wù)，暴露的方式、位置、結(jié)構(gòu)形式、構(gòu)件造型等都必須納入設(shè)計的范疇才能展示其魅力。

位于芝加哥的聯(lián)合航空公司機場中央大廳，使用了兩種截面的鋼材，即H型鋼和圓鋼管，H型鋼梁構(gòu)成了不規(guī)則形狀的門式框架，這些門式框架吧中央大廳的各個部分連接起來，圓鋼管以擦條和集柱的形式作為每一榀門式框架的柱。

2.2.3超高層建筑的特殊外墻結(jié)構(gòu)。超高層的形態(tài)是超高層建筑最明顯的特征，而這一形態(tài)主要是通過特殊的外墻結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的。由于超高層建筑的特殊性，單元式玻璃幕墻在當(dāng)今超高層的外圍護結(jié)構(gòu)中占據(jù)了重要的未知，同時超高層的幕墻對于建筑的形態(tài)有著重要的影響。20世紀(jì)末超高層建筑的外墻結(jié)構(gòu)，在技術(shù)上有了進一步的提高，出現(xiàn)了空氣羌、光電幕墻、雙層玻璃幕墻以及生態(tài)幕墻，在功能和舒適度是都有更深層次的提高，并向綠色環(huán)保、智能生態(tài)方向發(fā)展。

以上海中心大廈為例，該案例實在同樣建筑體量上對建筑的幕墻進行了不同的設(shè)計嘗試，但無論幕墻的整體效果怎樣，幕墻的基本單元都是相同的構(gòu)建方式。上海中心大廈是業(yè)內(nèi)公認的高難度高標(biāo)準(zhǔn)工程，它的幕墻項目具有高、柔、扭、偏、空五大特點，之間的空腔成為一個溫度緩沖區(qū)，避免室內(nèi)直接和外界進行熱交換，祈禱冬暖夏涼的作用，采暖和制冷的能耗比單層幕墻降低50%左右。

從頂部看，上海塔的外形好似一個吉他撥片，隨著高度的升高，每層扭曲近1度。這種設(shè)計能夠延緩風(fēng)流。風(fēng)環(huán)繞建筑時會形成渦旋脫落效應(yīng)，導(dǎo)致摩天樓劇烈搖晃。對按比例縮小的模型進行風(fēng)洞測試后發(fā)現(xiàn)，這種外形設(shè)計能夠?qū)?cè)力減少24%，這對于經(jīng)常經(jīng)受臺風(fēng)考驗的上海建筑來說至關(guān)重要。

圖2.2.3平面支撐結(jié)構(gòu)布置圖

圖2.2.4支撐結(jié)構(gòu)剖面圖

3結(jié)語

材料是建筑與室內(nèi)設(shè)計的直接表現(xiàn)元素，是實現(xiàn)使用功能和裝飾效果的必要條件。能否將設(shè)計師的理念、風(fēng)格與設(shè)計的實用性有機結(jié)合，使設(shè)計成為美觀并且實用的作品無疑是設(shè)計承辦與否的重要評判標(biāo)準(zhǔn)。

人類是在發(fā)掘和認識材料構(gòu)造中提高設(shè)計的進取意識，材料、構(gòu)造提供了創(chuàng)造的豐富靈感。設(shè)計作品在不同材料、構(gòu)造的作用下體現(xiàn)出各個時代的文明程度和發(fā)展過程。從材料的發(fā)展及特性出發(fā)，以人為本，探尋新材料在設(shè)計中的美學(xué)因素及應(yīng)用價值，發(fā)掘能夠運用到環(huán)境設(shè)計中的新材料與特殊構(gòu)造，從而創(chuàng)造出形式更豐富、更具個性和時代特征的環(huán)境設(shè)計，產(chǎn)生新的感官體驗。

參考文獻

[1] 楊靜.建筑材料與人居環(huán)境[M].清華大學(xué)出版社,2001.

[2] 張錫.設(shè)計材料與加工工藝[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.

[3] 葛楠.建筑的透明性——玻璃在建筑中的表現(xiàn)形態(tài)探索[D]北京建筑設(shè)計研究院學(xué)位論文.

[4] 張愛蘭主編.中國大型建筑鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計與施工[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2007,05.

[5] 翟克勇.鋼構(gòu)建筑的建造表現(xiàn)研究[D].東南大學(xué)建筑學(xué)院碩士學(xué)位論文,2004.

摘要：隨著環(huán)境設(shè)計的發(fā)展，材料作為構(gòu)成建筑的要素之一，在環(huán)境設(shè)計中扮演著十分重要的角色?，F(xiàn)如今國內(nèi)對于環(huán)境設(shè)計的特殊構(gòu)造與新材料應(yīng)用的研究剛起步。文章通過對材料基本特性的研究，以材料的知覺特性以及人們對材料的知覺感受為研究對象，研究如何更好的在環(huán)境設(shè)計方面運用材料以獲得最佳的空間體驗效果，來滿足人們?nèi)找孀兓纳钚枰颓楦行枰?。通過研究新材料主要知覺特性，探索出常用的材料組合搭配與豐富的表現(xiàn)力，結(jié)合實例調(diào)研，再借助文獻挖掘出新材料的特征來營造更具人文精神的空間。

關(guān)鍵詞：特殊構(gòu)造；新材料；材料的知覺特性

1常用建筑材料

建筑材料在建筑設(shè)計中一直備受關(guān)注，人們一直在不遺余力地探索和拓寬著材料的種類和范圍，材料對空間無時無刻不在發(fā)揮則會巨大的影響和作用。

作為建構(gòu)的最基本要素，材料是一個時代的載體、即便是同一種材料，在不同時期也會有不同意義和表達方法。

1.1建材的分類

表1.1

材料分類方式 材料具體類型

物質(zhì)構(gòu)成 木材、磚材、石材、混凝土、金屬材料、玻璃材料、塑料、

陶瓷材料、涂料

建筑功能 承重材料、維護材料、裝飾材料

所在部位 墻體材料、飾面材料、門窗材料、屋面材料

材料來源 天然材料、人工材料、半天然半人工材料

具體形態(tài) 線材、管材、板材、塊材

1.2傳統(tǒng)材料與新材料結(jié)合

現(xiàn)如今建筑往往與現(xiàn)代的新材料結(jié)合一起出現(xiàn)。這種組合，既使傳統(tǒng)材料有了現(xiàn)代的勃勃生機，又使新材料與傳統(tǒng)材料互相彌補不足。

2新材料的效果與工藝制造

新型建材的性能和功用各不相同，生產(chǎn)新材料的原料及工藝方法也各不相同。新材料不但有天然材料，還有化學(xué)、金屬、非金屬等材料。在質(zhì)地、韌性、強度、保溫節(jié)能、裝飾等方面都具有優(yōu)良的特性，采用現(xiàn)代新型材料不但使建筑室內(nèi)的功能大大改善，也滿足了人們的審美需求；甚至有的新材料可以顯著地減輕建筑物自身的重量，推動了輕型建筑結(jié)構(gòu)和現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展。

2.1透明材料的運用

自20世紀(jì)80年代以來，玻璃窗構(gòu)成的建筑表皮逐漸擴大，甚至成為了建筑表皮的主體，由以往的封閉、隔絕走向了開放、交流。

2.1.1玻璃磚。玻璃具有透光、透視、隔音、隔熱、防火等特殊性能，不僅在門窗中得到廣泛應(yīng)用，同時，在需要提高采光度和裝飾效果的墻體、墻面裝飾項目中也常常被選用。

皮埃爾·夏洛是一位室內(nèi)與家具設(shè)計師，一生只設(shè)計了一座建筑——玻璃之家（圖2.1）。玻璃之家是為Dr.Dalsace及其家人設(shè)計的，兼有醫(yī)生的診所和居住空間混合功能的私人住宅。

圖2.1玻璃之家平面圖

對于玻璃磚的使用更多是因為對周圍環(huán)境因素的考慮，因為建筑的主立面位于一個庭院內(nèi)，要滿足大量的采光就需要大面的玻璃；同時，庭院卻只有十米見方，其他住戶的視線干擾是一個棘手的問題?；谶@種情況，夏洛選擇使用玻璃磚作為外墻材料，半透明的效果同時滿足了透光性與隱私性。白天，陽光透過玻璃磚照亮室內(nèi)，并且由于玻璃磚奇妙的折射作用，形成生動的光感；夜晚，大的探照燈從室外打向玻璃磚墻面，為室內(nèi)提供了溫暖柔和的光線，同時也保證了居住的私密性。

圖2.2玻璃磚墻剖面圖

2.1.2U型玻璃。U型玻璃所構(gòu)成的墻體在純凈度方面比玻璃磚墻體要高，它不需要玻璃磚橫豎的鋼架結(jié)構(gòu)來承擔(dān)荷載，形成的表面幾何感更強，加之材料本身的半透明性，它在塑造安靜氣氛方面的表現(xiàn)力無疑是很強的。

StevenHoll利用光的半透明空間體驗效果，在阿特金斯藝術(shù)博物館上做出了卓越的時間，這些盒子立面完全用U型玻璃填充，呈現(xiàn)出極簡的幾何形態(tài)。而在夜晚，半透明的盒子發(fā)出柔和的白光，以一種極其優(yōu)雅的姿態(tài)詮釋了玻璃的美學(xué)意義。

2.2金屬材料的運用

金屬材料的發(fā)現(xiàn)是人類技術(shù)史上一顆耀眼的明星。在現(xiàn)代建筑中，金屬以耐腐、高雅、厚重、質(zhì)地等特點上贏得人們的青睞。如今金屬也作為外漏的框架呈現(xiàn)在人們面。

2.2.1鋼結(jié)構(gòu)。半透明的材料經(jīng)常與鋼結(jié)構(gòu)運用到一起，形成另一種視覺新體驗。1851年建成的“水晶宮”打破了室內(nèi)與室外的界限，是用鐵和玻璃打造建筑的里程碑。

以我國國家游泳中心——“水立方”為例，它是世界上最大的膜結(jié)構(gòu)工程，除地面之外，外表都采用了ETFE材料的膜結(jié)構(gòu)，它為室內(nèi)提供自然光從而節(jié)約了能源，藍色的表面出乎意料的柔軟但又很充實。而支撐這些薄膜的事堅實的鋼結(jié)構(gòu)，“水立方”的墻壁和天花板由1.2萬個承重節(jié)點連接起來的網(wǎng)狀鋼管組成，這些節(jié)點均勻地分擔(dān)著建筑的重量，使其堅固得足以經(jīng)受住北京最強的地震。

2.2.2外露鋼結(jié)構(gòu)。外露鋼結(jié)構(gòu)其結(jié)構(gòu)形式可以使內(nèi)部空間更加生動，當(dāng)然不是所有的外露結(jié)構(gòu)都必然負荷稱重和裝飾的雙重任務(wù)，暴露的方式、位置、結(jié)構(gòu)形式、構(gòu)件造型等都必須納入設(shè)計的范疇才能展示其魅力。

位于芝加哥的聯(lián)合航空公司機場中央大廳，使用了兩種截面的鋼材，即H型鋼和圓鋼管，H型鋼梁構(gòu)成了不規(guī)則形狀的門式框架，這些門式框架吧中央大廳的各個部分連接起來，圓鋼管以擦條和集柱的形式作為每一榀門式框架的柱。

2.2.3超高層建筑的特殊外墻結(jié)構(gòu)。超高層的形態(tài)是超高層建筑最明顯的特征，而這一形態(tài)主要是通過特殊的外墻結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的。由于超高層建筑的特殊性，單元式玻璃幕墻在當(dāng)今超高層的外圍護結(jié)構(gòu)中占據(jù)了重要的未知，同時超高層的幕墻對于建筑的形態(tài)有著重要的影響。20世紀(jì)末超高層建筑的外墻結(jié)構(gòu)，在技術(shù)上有了進一步的提高，出現(xiàn)了空氣羌、光電幕墻、雙層玻璃幕墻以及生態(tài)幕墻，在功能和舒適度是都有更深層次的提高，并向綠色環(huán)保、智能生態(tài)方向發(fā)展。

以上海中心大廈為例，該案例實在同樣建筑體量上對建筑的幕墻進行了不同的設(shè)計嘗試，但無論幕墻的整體效果怎樣，幕墻的基本單元都是相同的構(gòu)建方式。上海中心大廈是業(yè)內(nèi)公認的高難度高標(biāo)準(zhǔn)工程，它的幕墻項目具有高、柔、扭、偏、空五大特點，之間的空腔成為一個溫度緩沖區(qū)，避免室內(nèi)直接和外界進行熱交換，祈禱冬暖夏涼的作用，采暖和制冷的能耗比單層幕墻降低50%左右。

從頂部看，上海塔的外形好似一個吉他撥片，隨著高度的升高，每層扭曲近1度。這種設(shè)計能夠延緩風(fēng)流。風(fēng)環(huán)繞建筑時會形成渦旋脫落效應(yīng)，導(dǎo)致摩天樓劇烈搖晃。對按比例縮小的模型進行風(fēng)洞測試后發(fā)現(xiàn)，這種外形設(shè)計能夠?qū)?cè)力減少24%，這對于經(jīng)常經(jīng)受臺風(fēng)考驗的上海建筑來說至關(guān)重要。

圖2.2.3平面支撐結(jié)構(gòu)布置圖

圖2.2.4支撐結(jié)構(gòu)剖面圖

3結(jié)語

材料是建筑與室內(nèi)設(shè)計的直接表現(xiàn)元素，是實現(xiàn)使用功能和裝飾效果的必要條件。能否將設(shè)計師的理念、風(fēng)格與設(shè)計的實用性有機結(jié)合，使設(shè)計成為美觀并且實用的作品無疑是設(shè)計承辦與否的重要評判標(biāo)準(zhǔn)。

人類是在發(fā)掘和認識材料構(gòu)造中提高設(shè)計的進取意識，材料、構(gòu)造提供了創(chuàng)造的豐富靈感。設(shè)計作品在不同材料、構(gòu)造的作用下體現(xiàn)出各個時代的文明程度和發(fā)展過程。從材料的發(fā)展及特性出發(fā)，以人為本，探尋新材料在設(shè)計中的美學(xué)因素及應(yīng)用價值，發(fā)掘能夠運用到環(huán)境設(shè)計中的新材料與特殊構(gòu)造，從而創(chuàng)造出形式更豐富、更具個性和時代特征的環(huán)境設(shè)計，產(chǎn)生新的感官體驗。

參考文獻

[1] 楊靜.建筑材料與人居環(huán)境[M].清華大學(xué)出版社,2001.

[2] 張錫.設(shè)計材料與加工工藝[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.

[3] 葛楠.建筑的透明性——玻璃在建筑中的表現(xiàn)形態(tài)探索[D]北京建筑設(shè)計研究院學(xué)位論文.

[4] 張愛蘭主編.中國大型建筑鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計與施工[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2007,05.

[5] 翟克勇.鋼構(gòu)建筑的建造表現(xiàn)研究[D].東南大學(xué)建筑學(xué)院碩士學(xué)位論文,2004.