分析建筑表皮材料精細(xì)化的設(shè)計(jì)

涂振勇

（貴州省建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司 貴州貴陽(yáng) 550001）

現(xiàn)階段，建筑表皮材料的應(yīng)用較為廣泛。建筑師利用多樣化表現(xiàn)手法，使用各類建筑表皮材料，來(lái)彰顯其對(duì)建筑的理解以及態(tài)度。從表皮系統(tǒng)狀態(tài)，能夠反映出設(shè)計(jì)人員的思想差異。通過(guò)不斷創(chuàng)新建筑表皮材料設(shè)計(jì)手法，合理運(yùn)用新型材料，實(shí)現(xiàn)建筑表皮，能夠提升建筑的表現(xiàn)力，使得建筑更加豐富。

1 建筑表皮材料性能分析

在室內(nèi)環(huán)境、建筑結(jié)構(gòu)、形態(tài)美學(xué)等方面，建筑表皮材料的應(yīng)用，發(fā)揮著積極的作用。建筑表皮作為實(shí)現(xiàn)建筑內(nèi)外部過(guò)渡要素，被稱為圍護(hù)結(jié)構(gòu)或者建筑立面，包括涵蓋外墻、門窗等和外界環(huán)境交接的建筑部分。受到太陽(yáng)光與風(fēng)速等的影響，建筑表皮會(huì)產(chǎn)生不同的變化，使得建筑室內(nèi)舒適度也受到不同程度的影響。

2 建筑表皮材料精細(xì)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 實(shí)現(xiàn)和空間特征的整體設(shè)計(jì)

建筑整體設(shè)計(jì)是在建筑表皮材料屬性的基礎(chǔ)上，比如在不同的氣候條件下，選用不同的墻體熱屬性或者遮陽(yáng)形式等，實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能，達(dá)到使用者的舒適度需求。設(shè)計(jì)人員了解材料的物理屬性，以達(dá)到設(shè)計(jì)效果。某建筑表皮設(shè)計(jì)，引入了自然采光技術(shù)。為控制建筑北向窗墻比，最大限度上引入自然光，從遮陽(yáng)和百葉系統(tǒng)入手，對(duì)建筑南向窗戶布置與大小進(jìn)行整體設(shè)計(jì)。通過(guò)日照模擬分析，綜合考慮建筑室內(nèi)功能布局與眩光影響等，進(jìn)行模擬計(jì)算，確定開(kāi)窗大小與遮窗百葉角度等。此設(shè)計(jì)將立面窗墻比給控制在＜0.25，通過(guò)自然采光設(shè)計(jì)，滿足進(jìn)深20m范圍內(nèi)的照明需求。

2.2 實(shí)現(xiàn)表皮性能和使用者需求的結(jié)合

開(kāi)展建筑表皮材料精細(xì)化設(shè)計(jì)，要從建筑使用者需求角度考慮，通過(guò)合理設(shè)計(jì)建筑表皮，來(lái)滿足使用者的需求。因?yàn)槭褂谜叩纳砼c工作等特征不同，對(duì)于建筑環(huán)境的舒適度要求也不容?；诖?，在設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到重質(zhì)高蓄熱材料和建筑使用者行為的矛盾性。從相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)能夠了解，對(duì)于夏熱冬冷的地區(qū)來(lái)說(shuō)，90%的建筑使用者在冬季對(duì)溫度處于6.85～13.60℃表示滿意，這和氣候與戶外活動(dòng)時(shí)間等，有著直接的聯(lián)系[1]。

2.3 合理選用建筑表皮材料

在進(jìn)行建筑表皮材料精細(xì)化設(shè)計(jì)時(shí)，要合理選擇表皮材料?？紤]到氣候?qū)ㄖ砥げ牧?，有著直接的影響，比如溫度與濕度等，因此在選擇表皮材料時(shí)，要注重材料的保溫隔熱性能，就近選擇材料。以建筑外墻為例，墻體設(shè)計(jì)要達(dá)到保溫要求，設(shè)置保溫層。考慮到氣候條件的影響，在選擇表皮材料時(shí)，要從熱阻與蓄熱系數(shù)等指標(biāo)加以把控。當(dāng)前，復(fù)合材料、有機(jī)材料、無(wú)機(jī)材料被廣泛的應(yīng)用于墻體保溫棉。以有機(jī)材料為例，其性能如表1所示。在設(shè)計(jì)時(shí)，可從材料色彩與組成形態(tài)方面加以把控，以凸顯地域性特點(diǎn)。若建筑表皮中僅使用一種材料，來(lái)制作表皮飾面，難以準(zhǔn)確表達(dá)建筑表皮設(shè)計(jì)意愿，因此需要合理劃分表皮材料，避免單調(diào)，比如對(duì)于豎向和水平方向的飾面，采取差異劃分的手法，使得建筑具有獨(dú)特的立體效果。除此之外，還需要合理組合材料。在組合材料時(shí)，要控制材料間距。利用縫隙，來(lái)表達(dá)建筑。在設(shè)計(jì)表皮材料時(shí)，和窗進(jìn)行混淆，當(dāng)材料距離較小時(shí)，可以作為縫隙。若距離較大，則可發(fā)揮采光的作用。若使用玻璃作為貼面材料，在建筑表皮上交錯(cuò)，會(huì)使得縫隙具有不同的含義。在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，部分建筑使用的表皮材料顏色類似，部分顏色不同，還有的使用質(zhì)感不同的材料，通過(guò)拼接或者疊加組合。不同的搭配，能夠創(chuàng)造出建筑不同的特色，因此需要設(shè)計(jì)人員合理選擇，注重色彩搭配。

表1 有機(jī)材料性能分析表

2.4 注重建筑自身特點(diǎn)

在設(shè)計(jì)建筑表皮時(shí)，不僅需要考慮建筑建造與材料，還需要考慮建筑自身。從以下方面加以把控：①建筑個(gè)性。要確保建筑基本功能，再利用設(shè)計(jì)手法，來(lái)彰顯建筑個(gè)性。通常來(lái)說(shuō)，建筑個(gè)性與其功能之間，存在著緊密的關(guān)系，使其能夠和其它建筑區(qū)分開(kāi)來(lái)。②建筑風(fēng)格。按照建筑方式，設(shè)計(jì)建筑風(fēng)格，比如現(xiàn)代風(fēng)格與古典風(fēng)格等。③語(yǔ)言表達(dá)。通過(guò)建筑材料形態(tài)以及色彩等不同的屬性將建筑語(yǔ)言表達(dá)出來(lái)。建筑師可以對(duì)建筑形態(tài)進(jìn)行改變，比如改變量度，對(duì)建筑形態(tài)進(jìn)行扭曲以及旋轉(zhuǎn)還有虛實(shí)變化，從而使建筑能夠呈現(xiàn)出不同的色彩。同時(shí)還能結(jié)合使用不同的方法，來(lái)提升其語(yǔ)言表達(dá)的具體效果，確保建筑語(yǔ)言的與眾不同。總體來(lái)說(shuō)，進(jìn)行建筑表皮材料精細(xì)化設(shè)計(jì)，要從多角度出發(fā)，綜合分析，做好設(shè)計(jì)質(zhì)量的把控，不僅需要保證建筑功能得以發(fā)揮，還需要展現(xiàn)建筑的獨(dú)特性。

3 建筑表皮材料精細(xì)化設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)

3.1 應(yīng)用混凝土澆筑技術(shù)

實(shí)現(xiàn)建筑表皮，多采用混凝土澆筑技術(shù)，復(fù)制建筑模型。利用復(fù)制的模型，來(lái)美化建筑表皮。采取澆筑的方式，不僅能夠保證建筑表皮材料的光滑度，還可以實(shí)現(xiàn)成本節(jié)約。利用混凝土澆筑建筑表皮，來(lái)實(shí)現(xiàn)精細(xì)化設(shè)計(jì)，多應(yīng)用于建筑主體、建筑支架、支模表面等，能夠靈活施工。在設(shè)計(jì)時(shí)，要注重細(xì)節(jié)把控，充分利用施工縫，通過(guò)澆筑混凝土的方式，改變建筑表皮，形成肌理紋路，提升表皮的立體感[2]。需要注意的是，在精細(xì)化設(shè)計(jì)時(shí)，要做好支模方式與模具處理等的把控，確保設(shè)計(jì)的合理性。某裝配式建筑工程，采用的是裝配式建筑結(jié)構(gòu)，通過(guò)在建筑表皮上做文章，使得建筑表皮更加亮眼。在建筑外墻上，使用PC墻體設(shè)計(jì)，結(jié)合運(yùn)用著色與模具特殊設(shè)計(jì)，采取混凝土澆筑技術(shù)。折板型PC外墻，使用混凝土本色，實(shí)現(xiàn)和窗戶交錯(cuò)設(shè)計(jì)，使得建筑立面，能夠在陽(yáng)光下產(chǎn)生深淺變化，彰顯建筑表皮生動(dòng)的本色。除此之外，通過(guò)實(shí)現(xiàn)建筑PC外墻和綠植相互結(jié)合，利用PC+綠植型外墻，在立面上，設(shè)置洞口，由兩塊相同規(guī)格模塊組合而成，使得建筑如同方形綠色盒子一般漂浮在地上。例如圖1，其為建筑的景觀效果圖。

圖1 PC+綠植型外墻景觀效果圖

3.2 引用磚砌技術(shù)

在進(jìn)行建筑表皮設(shè)計(jì)時(shí)，為實(shí)現(xiàn)表皮效果，引用磚砌技術(shù)，有著積極的作用。對(duì)于建筑物來(lái)說(shuō)，利用磚作為建筑表皮材料，砌筑建筑表面，能夠展現(xiàn)建筑的獨(dú)特性。近年來(lái)，磚墻應(yīng)用功能逐漸轉(zhuǎn)變，被廣泛的應(yīng)用于藝術(shù)建筑設(shè)計(jì)中，形成具有特色的表皮景觀。設(shè)計(jì)人員利用磚墻作為材料，實(shí)現(xiàn)建筑表皮設(shè)計(jì)，能夠表現(xiàn)出建筑集合形式感，體現(xiàn)強(qiáng)烈的地域特色與個(gè)人風(fēng)格[3]。譬如：某藝術(shù)建筑改造工程中，利用紅色磚塊，作為設(shè)計(jì)基本元素，配合使用清水混凝土與青磚等，使用清水混凝土保護(hù)劑，作為外墻保護(hù)，修色修復(fù)，保持建筑原本的色彩，將建筑外墻面，形成保護(hù)層。總體來(lái)說(shuō)，利用磚墻，來(lái)建設(shè)建筑表皮。在設(shè)計(jì)時(shí)，要注重美學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，結(jié)合運(yùn)用各類材料，營(yíng)造具有文化特色的建筑表皮，展現(xiàn)建筑師對(duì)建筑的個(gè)人看法。

3.3 利用干掛幕墻技術(shù)

開(kāi)展建筑表皮精細(xì)化設(shè)計(jì)，可利用干掛幕墻，實(shí)現(xiàn)建筑表皮設(shè)計(jì)。這需要建筑師能夠?qū)仓c砌筑等工藝，有著明晰的認(rèn)識(shí)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)，準(zhǔn)確控制建筑表皮細(xì)部相關(guān)構(gòu)造，使得建筑表皮能夠突破常規(guī)，展現(xiàn)建筑表皮材料的肌理[4]。干掛幕墻的引入，需要建筑師做好幕墻相關(guān)構(gòu)造手段的把握。干掛幕墻突破了龍骨架與材料、連接構(gòu)件等的原有關(guān)系，重新表達(dá)建筑構(gòu)造層面。譬如：某建筑表皮采取干掛幕墻手法，將金屬構(gòu)件與石材等展現(xiàn)出來(lái)，作為建筑表皮的裝飾。將金屬構(gòu)件，給卡在石材外，經(jīng)過(guò)陽(yáng)光照射后，呈現(xiàn)出閃閃的效果，使得建筑整體的裝飾效果得以提升。

4 結(jié)束語(yǔ)

總體來(lái)說(shuō)，開(kāi)展建筑表皮材料精細(xì)化設(shè)計(jì)，要基于表皮材料肌理，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要點(diǎn)，采取混凝土澆筑技術(shù)與幕墻形式等，來(lái)實(shí)現(xiàn)建筑表皮設(shè)計(jì)效果。值得一提的是，除了做好設(shè)計(jì)效果的把控外，還需要加強(qiáng)施工質(zhì)量的把控，確保達(dá)到建筑表皮設(shè)計(jì)效果。

[1]陳 翔，柯凌琦.建筑表皮材料的精細(xì)化設(shè)計(jì)[J].華中建筑，2013，31（01）：9～12.

[2]劉智斌.建筑表皮材料精細(xì)化的設(shè)計(jì)措施 [J].建筑設(shè)計(jì)管理，2014，31（12）：49～51.

[3]潘明率，郭佳.基于氣候的建筑表皮設(shè)計(jì)研究——以京滬兩地為例[J].華中建筑，2015，33（06）：51～54.

[4]宋曄皓，王嘉亮，露西亞·卡爾達(dá)斯，朱 寧，林正豪.節(jié)能與舒適表皮材料的建筑性能表現(xiàn)及其設(shè)計(jì)應(yīng)用[J].時(shí)代建筑，2014（03）：77～81.