生態(tài)建筑表皮設(shè)計(jì)探討

王廣勇

摘 要：對(duì)生態(tài)建筑表皮設(shè)計(jì)原則進(jìn)行闡釋，分析了生態(tài)建筑表皮設(shè)計(jì)的影響因素，最后提出生態(tài)建筑表皮設(shè)計(jì)建議。

關(guān)鍵詞：生態(tài)建筑；表皮；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TB 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.01.091

1 前言

生態(tài)建筑表皮設(shè)計(jì)要求以實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展來(lái)作為基本原則。其中低技術(shù)的應(yīng)用更有助于生態(tài)建筑表皮設(shè)計(jì)理念的實(shí)現(xiàn)，在建造過(guò)程中采用低技術(shù)能夠盡可能地保護(hù)自然環(huán)境，從而最大限度的把建筑融于自然；在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中主張利用最適宜的技術(shù)手段，從而達(dá)到生態(tài)性能滿足的目的。

2 生態(tài)建筑表皮設(shè)計(jì)原則

生態(tài)建筑表皮設(shè)計(jì)涉及面廣，牽扯因素比較多。因此在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中就需要進(jìn)行全盤考慮，要考慮到可行性，同時(shí)還要考慮對(duì)環(huán)境造成的影響。對(duì)于具體的原則主要有以下幾項(xiàng)。

2.1 實(shí)現(xiàn)功能原則

這是生態(tài)建筑表皮設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須以建筑的功能、建造的目標(biāo)為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。同時(shí)，由于設(shè)計(jì)者通常運(yùn)用多層表皮組合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)功能目標(biāo)，因此，設(shè)計(jì)者應(yīng)考慮整體功能最優(yōu)化問(wèn)題，對(duì)構(gòu)成多層表皮功能的不同構(gòu)件進(jìn)行科學(xué)協(xié)調(diào)處理，盡量協(xié)調(diào)好各構(gòu)件之間的矛盾關(guān)系，努力使得各構(gòu)件組合起來(lái)的功能能夠大于單個(gè)構(gòu)件功能的總和，在各個(gè)構(gòu)件系統(tǒng)能夠發(fā)揮出其最大功能同時(shí)還能夠做到相輔相成。

2.2 保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境原則

生態(tài)建筑表皮設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)建筑表皮設(shè)計(jì)最為典型的區(qū)別就在于，生態(tài)建筑表皮設(shè)計(jì)更加重視對(duì)自然環(huán)境的尊重與保護(hù)，正是因?yàn)檫@種意識(shí)才產(chǎn)生了生態(tài)建筑這樣一種新的建筑類型。具體在設(shè)計(jì)過(guò)程中就是要能夠正確處理好建筑同環(huán)境之間的關(guān)系。對(duì)于建筑的朝向、選址、氣候、地形等因素進(jìn)行充分考慮。對(duì)于可再生能源應(yīng)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(shí)候要盡量采用環(huán)保的、可循環(huán)使用的材料，在選擇技術(shù)的時(shí)候應(yīng)該選擇那些具有地域特色的技術(shù)。對(duì)于土地資源也應(yīng)該進(jìn)行合理的開發(fā)規(guī)劃，要進(jìn)一步節(jié)約用地。

2.3 彈性原則

彈性原則是一項(xiàng)非常重要的原則，從生態(tài)的概念來(lái)看，它并非是一成不變的。生態(tài)建筑的彈性具體地表現(xiàn)在對(duì)綠色節(jié)能設(shè)備和對(duì)生態(tài)建筑結(jié)構(gòu)的靈活把握上。堅(jiān)持彈性原則，這就要求我們?cè)趯?shí)際工作中，一是應(yīng)該充分考慮建筑的成長(zhǎng)性，具體表現(xiàn)為預(yù)留地基基礎(chǔ)、預(yù)留周邊發(fā)展環(huán)境以及預(yù)先考慮表皮的承重等。對(duì)這些方面都應(yīng)該進(jìn)行科學(xué)考察。二是應(yīng)該充分考慮建筑的可更新性，它主要指的是應(yīng)該選擇便于對(duì)建筑進(jìn)行保養(yǎng)、修葺、更新的表皮。選擇這樣的表皮也是出于實(shí)用性的考慮。三是應(yīng)該充分考慮建筑的耐久性。這點(diǎn)主要體現(xiàn)在建筑材料上，建筑材料的耐久性將會(huì)直接影響到整個(gè)表皮的性能。為了保證表皮的質(zhì)量就應(yīng)該選擇那些耐久性較強(qiáng)的建筑材料。

2.4 美學(xué)原則

建筑本身是要以美的形式表達(dá)出來(lái)的，生態(tài)建筑表皮設(shè)計(jì)本身也是一種藝術(shù)的體現(xiàn)。為了能夠體現(xiàn)出建筑的美就需要堅(jiān)持美學(xué)原則。這是建筑的高層次要求，建筑之所以保存下來(lái)，一大部分的原因源于它被認(rèn)為是藝術(shù)，它的美學(xué)價(jià)值超過(guò)了其實(shí)用功能。建筑物藝術(shù)之所以能夠得到升華就在于如此。在生態(tài)建筑表皮設(shè)計(jì)過(guò)程中堅(jiān)持美學(xué)原則就是要使得使用者精神愉悅，同時(shí)還應(yīng)該有助于建筑物情感的表達(dá)。這樣才能夠真正滿足實(shí)際要求。

2.5 合理建造原則

合理建造原則是人們?cè)趯?shí)際工作中摸索出來(lái)的一項(xiàng)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(shù)以及形式表達(dá)的真實(shí)性。同時(shí)，為了滿足實(shí)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(dá)出設(shè)計(jì)的構(gòu)思，真正表達(dá)出建筑的時(shí)代精神，把形式同建筑風(fēng)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(tài)建筑表皮設(shè)計(jì)的影響因素

在生態(tài)建筑表皮設(shè)計(jì)過(guò)程中，涉及面廣，其影響因素也是非常多。對(duì)這些影響因素就應(yīng)該進(jìn)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?qū)崿F(xiàn)科學(xué)有效地設(shè)計(jì)，這些影響因素具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。

3.1 材料

材料同建筑表皮設(shè)計(jì)之間也是有著密切聯(lián)系的，對(duì)其功能的實(shí)現(xiàn)發(fā)揮著關(guān)鍵作用。從當(dāng)前生態(tài)建筑表皮所使用的材料來(lái)看有傳統(tǒng)材料和非傳統(tǒng)材料，呈多樣性。其中傳統(tǒng)材料主要指的是木材、清水混凝土以及石材等；非傳統(tǒng)材料主要指的是直接采用太陽(yáng)能電池板作為建筑的表皮，對(duì)于這些不同形式的材料應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行科學(xué)分析。此外，不同材料之間的協(xié)調(diào)配合將直接影響到材料整體功能的發(fā)揮，為了充分發(fā)揮材料作用使得整體功能最優(yōu)，對(duì)于相關(guān)的建筑材料應(yīng)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(jìn)而實(shí)現(xiàn)自然采光、保溫隔熱等功能。

3.2 綠化

隨著時(shí)代的發(fā)展，人們環(huán)保意識(shí)的提高。綠化系統(tǒng)越來(lái)越多地被建筑設(shè)計(jì)所考慮，綠化系統(tǒng)所發(fā)揮的作用也越來(lái)越受到關(guān)注。垂直綠化是一項(xiàng)非常有效的措施，通過(guò)采用這樣一種措施，一方面是能夠美化環(huán)境、凈化空氣，另一方面就是能夠有效地遮擋陽(yáng)光直射，降低室內(nèi)溫度，節(jié)省能源損耗，同時(shí)起到降低噪音、抵擋風(fēng)沙的目的。

3.3 規(guī)劃與實(shí)用性

在生態(tài)建筑表皮設(shè)計(jì)過(guò)程中規(guī)劃是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，規(guī)劃是否科學(xué)合理將會(huì)直接影響到生態(tài)建筑表皮的性能。一方面生態(tài)建筑表皮的設(shè)計(jì)不能夠影響并破壞到周邊的生態(tài)環(huán)境；另一方面對(duì)于建筑表皮形式美和實(shí)用性之間也要進(jìn)行正確處理，要以滿足實(shí)用性的前提，在此基礎(chǔ)上再追求形式美。

3.4 技術(shù)條件

技術(shù)條件是影響和限制生態(tài)建筑表皮設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要因素，技術(shù)條件好壞將會(huì)直接影響到整個(gè)生態(tài)建筑表皮的性能。低技術(shù)、高技術(shù)和適宜技術(shù)是三種不同的技術(shù)條件，在這三種技術(shù)條件下應(yīng)該采用相對(duì)應(yīng)的策略，這樣才能夠取得實(shí)效。從低技術(shù)條件來(lái)看，它主張?jiān)趥鹘y(tǒng)建筑構(gòu)造技術(shù)基礎(chǔ)上根據(jù)資源環(huán)境具體要求來(lái)改造重組再利用，強(qiáng)調(diào)就地取材，因地制宜地選擇技術(shù)等。從高技術(shù)條件來(lái)看，其典型特點(diǎn)是高成本、高效益以及技術(shù)導(dǎo)向性比較強(qiáng)，在實(shí)際施工中強(qiáng)調(diào)采用先進(jìn)的材料、較高的技術(shù)和管理水平。從適宜技術(shù)條件來(lái)看，這是一項(xiàng)能夠同當(dāng)?shù)刈匀?、?jīng)濟(jì)社會(huì)相對(duì)應(yīng)的技術(shù)條件，是能夠取得最佳綜合效益的技術(shù)體系。endprint

4 生態(tài)建筑表皮設(shè)計(jì)建議

4.1 對(duì)建筑形體的重塑

在實(shí)際工作中生態(tài)建筑表皮將能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)建筑形體的重塑，從當(dāng)前的實(shí)際情況來(lái)看，對(duì)建筑形體的重塑已經(jīng)成為生態(tài)建筑表皮設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

異形體型。異形體型通常是要受到建筑獨(dú)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(fēng)等要求，在工作中往往是要利用異型表皮形態(tài)來(lái)呈現(xiàn)出獨(dú)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(tài)，對(duì)于這樣一種形式也應(yīng)該引起重視。從坡屋面的設(shè)計(jì)來(lái)看，戴維·勞倫斯會(huì)議中心是個(gè)典型代表，其垂曲面的坡屋頂設(shè)計(jì)是出于自然通風(fēng)的考慮。

4.2 比例和穩(wěn)定

在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)生態(tài)建筑表皮的比例和穩(wěn)定性進(jìn)行深入分析有助于提升表皮性能。比例的設(shè)計(jì)將會(huì)直接影響到性能，進(jìn)而會(huì)影響到其穩(wěn)定性。

所謂比例，主要指的是建筑物整體和局部的比例關(guān)系。在生態(tài)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(guān)系布置才能夠使得其具有美的形式。此外，生態(tài)建筑表皮尺度實(shí)際上是關(guān)系到整個(gè)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(dāng)尺度等方面來(lái)看都是和圖書閱覽需求相適應(yīng)的 ，其中采光控光構(gòu)件可以分為大、中、小三個(gè)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(guó)柏林國(guó)會(huì)大廈是夸張尺度的代表，大廈中的遮陽(yáng)構(gòu)件同高大的玻璃穹頂相匹配，這樣巨大的尺度運(yùn)用更加彰顯了建筑的莊嚴(yán)與宏偉，散發(fā)著建筑物功能所帶來(lái)嚴(yán)肅的氣氛。

穩(wěn)定性。穩(wěn)定性是表皮的基本性能，同時(shí)也是形式美的重要法則。在形式上，通常人們認(rèn)為上輕下重、上小下大的物體，才是具有穩(wěn)定感的，可是從當(dāng)前情況看，現(xiàn)代建筑中以框架結(jié)構(gòu)承重已成為主流，表皮往往只是承受自身的重量。這實(shí)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(xiàn)上中下輕的表皮形式。同時(shí)，生態(tài)建筑表皮是否穩(wěn)定主要是由生態(tài)建筑表皮構(gòu)件決定的。

4.3 對(duì)稱和均衡

對(duì)稱和均衡是重要的形式美法則，實(shí)現(xiàn)建筑生態(tài)表皮的對(duì)稱和均衡是進(jìn)一步設(shè)計(jì)的重要目標(biāo)。生態(tài)建筑表皮設(shè)計(jì)中的對(duì)稱和均衡主要受構(gòu)成表皮的各種功能構(gòu)件和連接構(gòu)件的對(duì)稱性和均衡性的影響。這些構(gòu)件的對(duì)稱和均衡主要是表現(xiàn)在兩個(gè)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(shè)計(jì)成對(duì)稱形狀。另外一方面就是此類構(gòu)建往往是在滿足其功能和固定連接的基礎(chǔ)上從而進(jìn)一步對(duì)其形式來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。

單種構(gòu)件以工業(yè)化生產(chǎn)為主，能夠從本質(zhì)上滿足人們對(duì)表皮的勻質(zhì)性追求，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)表皮的對(duì)稱與均衡。在工作中應(yīng)該看到生態(tài)建筑表皮中有部分構(gòu)件是并不連續(xù)的布滿表皮的，對(duì)于這類構(gòu)件而言同樣應(yīng)該以一定方式從而實(shí)現(xiàn)表皮的對(duì)稱與均衡?？偟膩?lái)看，生態(tài)建筑表皮設(shè)計(jì)過(guò)程中，各種構(gòu)件都是可以采用對(duì)稱的分布方式的。比如遮陽(yáng)板、反光板等都可以實(shí)現(xiàn)。

4.4 對(duì)比和調(diào)和

在生態(tài)建筑表皮外層采用材料既不透明同時(shí)也不是格柵類的時(shí)候，往往需要對(duì)同一層面上的材料來(lái)作對(duì)比調(diào)和處理。首先是要看輕重材料。不同材料的視覺(jué)輕重及形式對(duì)比主要是要各種材料從形式上來(lái)進(jìn)行調(diào)和。其次是要看色彩的對(duì)比調(diào)和。應(yīng)該看到在生態(tài)建筑表皮中，不同構(gòu)建或者是不同材料往往是具有不同色彩的，當(dāng)這些不同色彩的材料或者是構(gòu)件并置的時(shí)候往往就會(huì)產(chǎn)生對(duì)比。色彩或明或暗，或炫麗或素雅，因此對(duì)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(duì)比調(diào)和。生態(tài)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(shí)候往往就會(huì)形成強(qiáng)烈對(duì)比。

5 結(jié)語(yǔ)

在技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，各種新型材料和節(jié)能技術(shù)也將會(huì)不斷出現(xiàn)，這樣就會(huì)使得生態(tài)建筑表皮的形式構(gòu)建和空間設(shè)計(jì)變得越來(lái)越豐富。建筑師發(fā)揮的余地也將會(huì)更為廣泛，自我調(diào)節(jié)、多層表皮也將會(huì)成為未來(lái)發(fā)展的方向，對(duì)于表皮如何表現(xiàn)則是由使用者來(lái)控制，本土化特征也將表現(xiàn)得更為明顯。

參考文獻(xiàn)

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