混凝土材料的建構(gòu)化在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

李彥君

（山西工程科技職業(yè)大學(xué)，山西 晉中 030619)

0 引言

建構(gòu)理論是基于建筑“本體”的理念，包含了材料、構(gòu)造、結(jié)構(gòu)以及細(xì)部等方面?；炷两?gòu)化設(shè)計(jì)非常關(guān)注建筑物的建造過程，能清晰地將建筑物的結(jié)構(gòu)特征顯示出來，同時(shí)能很好地將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)美感體現(xiàn)出來。建構(gòu)化設(shè)計(jì)在混凝土建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用能夠幫助設(shè)計(jì)人員實(shí)現(xiàn)對混凝土材料的認(rèn)知，豐富對混凝土建筑的建構(gòu)表現(xiàn)，很好地表達(dá)建筑設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)理念與構(gòu)想，規(guī)避建筑施工問題，提高建筑施工質(zhì)量與效果，是混凝土建筑設(shè)計(jì)的重要組成部分。

1 建構(gòu)理論發(fā)展概述

關(guān)于建構(gòu)的研究，最早見于弗蘭普頓將克勞德·佩羅所著的《古典柱式原理》，他認(rèn)為古典建筑的相對美和實(shí)在美之間的區(qū)別在于建筑物屬于非建構(gòu)或者建構(gòu)的差別，認(rèn)為建構(gòu)是一個(gè)模糊的概念，由于建構(gòu)涉及的內(nèi)容非常多且復(fù)雜，例如建構(gòu)的空間關(guān)系、建構(gòu)與非建構(gòu)的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造的關(guān)系等，將其稱為“詩意的建造”。而不同的研究學(xué)者，基于研究角度不同，提出了不同的觀點(diǎn)和看法?？枴W特弗利德·繆勒在《藝術(shù)考古學(xué)手冊》對建構(gòu)一詞的意義進(jìn)行了說明，指出人類的各種制造活動(dòng)都稱之為建構(gòu)，而建筑則是它們的最高代表。直接奠定了現(xiàn)代建構(gòu)理論基礎(chǔ)來源。卡爾·博迪舍在《希臘人的建構(gòu)》中提出，建筑應(yīng)該注重結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的相互連接關(guān)系，建筑構(gòu)件的核心形式和藝術(shù)形式均會(huì)受到結(jié)構(gòu)機(jī)制和受力關(guān)系影響。1995 年，建筑學(xué)家弗蘭普頓提出，建筑的本質(zhì)就是結(jié)構(gòu)的詩意表現(xiàn)，他將建構(gòu)看成一門藝術(shù)。賴特就基于建構(gòu)角度認(rèn)為混凝土是一種既不能夠唱歌，又不能夠講故事的材料，人們無法直接通過塑性材料來尋找到美學(xué)，因?yàn)檫@種塑性材料只是一種具備可塑性的混合物而已。他還提出混凝土的整體現(xiàn)澆建筑物很難得出令人信服的建構(gòu)形式，無法將構(gòu)件之間的關(guān)系清楚表達(dá)出來。但是，如果基于混凝土材料自身的特性和力學(xué)性能來說，混凝土具備很好的抗壓性能，它具備石材的堅(jiān)硬性和木材的抗拉性?，F(xiàn)代建構(gòu)理論則認(rèn)為建構(gòu)只是一個(gè)用來看待建筑的可視角度，不存在一個(gè)既定的形式標(biāo)準(zhǔn)[1]。

2 建構(gòu)本體下混凝土材料的表現(xiàn)

2.1 材料

混凝土材料是由水泥和填充料共同組合的復(fù)合材料，混凝土材料與其他材料之間的差異在于其有著獨(dú)特的可塑性、力學(xué)特征以及經(jīng)濟(jì)效益。在建造過程中，因?yàn)槠浒胍簯B(tài)的特征，可以被建筑師們按照各自建設(shè)需求澆筑成所需要的樣式，充分激發(fā)建筑師的創(chuàng)造力與想象力，創(chuàng)造出有別于傳統(tǒng)建筑材料的藝術(shù)形式。作為飾面材料，它既可以展示石材的粗獷和硬朗，又可以表現(xiàn)建筑細(xì)膩的紋理和質(zhì)感，豐富建筑的表現(xiàn)力。隨著材料技術(shù)的高速發(fā)展，混凝土和其他材料的結(jié)合使用越來越普遍，為混凝土在建筑藝術(shù)中的表現(xiàn)力提供了無限可能。以混凝土作為建筑材料來研究建構(gòu)，對于現(xiàn)代建筑師們來說，無疑是一種巨大的挑戰(zhàn)，一定程度上質(zhì)疑了傳統(tǒng)建筑師們。雖然混凝土材料很早就被運(yùn)用到建筑中，但是，對于部分建筑師們來說，混凝土材料依舊屬于一種廉價(jià)的、粗壯的建筑材料，屬于難登大雅之堂的材料。

2.2 結(jié)構(gòu)

在建筑中，結(jié)構(gòu)在建筑設(shè)計(jì)中承擔(dān)著科學(xué)法則的約束，在建筑形式關(guān)系中，結(jié)構(gòu)能夠直接隱藏于建筑形式之中，也可以成為建筑形式的一部分，它可以將設(shè)計(jì)者的材料、形式等設(shè)計(jì)意圖體現(xiàn)出來，為塑造與表現(xiàn)建筑美學(xué)提供依據(jù)?；诮ㄖ钠鹪?，研究學(xué)者將其按照結(jié)構(gòu)分為“土方工程”、“屋面工程”兩種類型，也就是說建筑結(jié)構(gòu)分為了“實(shí)體結(jié)構(gòu)”和“桿系結(jié)構(gòu)”。其中，“實(shí)體結(jié)構(gòu)”主要指實(shí)心墻體，而“桿系結(jié)構(gòu)”主要指所有線性和桿狀結(jié)構(gòu)。對于混凝土來說，通過砌塊形式可以作為建筑的“實(shí)體結(jié)構(gòu)”；通過鋼筋混凝土可以作為建筑的“桿系結(jié)構(gòu)”。在現(xiàn)代建筑中，“桿系結(jié)構(gòu)”形式還可以與科學(xué)結(jié)合起來，形成新的、具備創(chuàng)造性的結(jié)構(gòu)形式。卡拉特拉瓦就曾基于運(yùn)動(dòng)學(xué)理論，認(rèn)為不同受力情況下的結(jié)構(gòu)存在不同受力情況，經(jīng)過在每個(gè)構(gòu)建的不同位置進(jìn)行受力設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)優(yōu)美的結(jié)構(gòu)形式往往來自于受力彎矩。例如，昂國機(jī)場鐵路客運(yùn)站，就是基于屋頂結(jié)構(gòu)來進(jìn)行設(shè)計(jì)的，這種設(shè)計(jì)美觀讓屋頂變得像飛鳥展翅一樣充滿了動(dòng)態(tài)的生機(jī)。

2.3 構(gòu)造

構(gòu)造主要指依靠不同材料和構(gòu)件通過搭接的方式形成的一種“構(gòu)造”。構(gòu)造是材料自身的方式。對于精細(xì)構(gòu)造來說，“構(gòu)造即細(xì)部”。一個(gè)建筑的細(xì)部構(gòu)造質(zhì)量直接決定著整個(gè)建筑的品質(zhì)。而不同的材料有著不同的構(gòu)造表現(xiàn)，建筑師們在設(shè)計(jì)過程中，需要基于建筑材料來實(shí)現(xiàn)構(gòu)造設(shè)計(jì)。對此，建筑師卡洛.斯卡帕就提出了將不同荷載構(gòu)建與支撐結(jié)構(gòu)組合起來，能夠?qū)χ螛?gòu)建的末端得到緩沖。他還認(rèn)為節(jié)點(diǎn)是構(gòu)造的凝聚，可以將整體劃分為部分，通過構(gòu)造形式表現(xiàn)出來。例如，維琴察集合住宅的柱梁就通過將水平鋼梁與混凝土柱頂部連接起來，提高了混凝土柱的抗壓性和鋼梁的抗拉性，直接將鋼質(zhì)連接的力學(xué)結(jié)構(gòu)邏輯關(guān)系表達(dá)了出來。

3 混凝土材料在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中的建構(gòu)化特征

3.1 結(jié)構(gòu)特征

隨著建筑施工技術(shù)的不斷升級(jí)和創(chuàng)新，人們對于建筑工程的要求也變得越來越高，不僅需要建筑具備實(shí)用性，而且還需要具備美觀性?；炷敛牧吓c同類型建筑材料相比，具備受力性能好、可塑性好、施工操作方便等優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于建筑工程的承重結(jié)構(gòu)中。混凝土材料在提升建筑自身的穩(wěn)定性能，實(shí)現(xiàn)不同建筑結(jié)構(gòu)的有效連接的同時(shí)，通過施工設(shè)計(jì)將結(jié)構(gòu)與審美有效結(jié)合在一起。在確保建筑結(jié)構(gòu)安全的同時(shí)達(dá)到審美效果，同時(shí)起到裝飾的目的。例如通過曲線模板進(jìn)行混凝土澆灌，然后通過施工技術(shù)和模板進(jìn)行不同形態(tài)的雕刻，不僅保證了混凝土的質(zhì)感，而且還體現(xiàn)出了混凝土的柔韌性，將混凝土的質(zhì)感和美感完美地呈現(xiàn)出來[2-3]。

3.2 質(zhì)感特征

混凝土作為一種展現(xiàn)真實(shí)感的材料，可以由不同模板的使用、不同組分材料的配比和選用，來塑造不同質(zhì)感的裝飾面。比如，室內(nèi)裝飾的混凝土材料使用的是細(xì)膩的骨料，這樣才會(huì)給人細(xì)致的視覺審美。室外裝飾的混凝土結(jié)構(gòu)通常會(huì)使用粗骨料進(jìn)行施工，這樣混凝土成型后的構(gòu)件就會(huì)有一種厚重質(zhì)感。同時(shí)，對已經(jīng)成型的混凝土表面進(jìn)行處理，可以實(shí)現(xiàn)各種紋理和觸感，豐富建筑的不同表現(xiàn)力。因此，對于混凝土材料來說，結(jié)合現(xiàn)代建筑裝飾結(jié)構(gòu)的需求，按照不同使用區(qū)域和使用功能來進(jìn)行質(zhì)感的控制，可以達(dá)到不用的藝術(shù)效果。

3.3 審美特征

混凝土材料在表達(dá)現(xiàn)代建筑的張力和情感上起著非常重要的作用，它既可以表現(xiàn)出厚重的質(zhì)感也可以有飄逸的造型。不同于其他材料的單一色調(diào)，混凝土材料通過與不同顏料添加劑的混合，可以變換成各色各樣的混凝土，用于建筑內(nèi)外承重墻中，極大地增加了建筑的跳躍力和感染力。此外，混凝土材料可以通過調(diào)整水泥和骨料不同用量的配比，調(diào)和出各種灰色系的混凝土，顏色由淺到深，層次分明，輔以混凝土本身的紋理與質(zhì)感，輕柔中帶著剛毅，表現(xiàn)不一樣的建筑魅力?；疑祷炷猎谌毡臼艿胶芏嘣O(shè)計(jì)師的喜愛，在建筑中被廣泛應(yīng)用。

4 混凝土材料的建構(gòu)化在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

4.1 新型混凝土的應(yīng)用

隨著科技的高速發(fā)展，各種混凝土新材料層出不窮，為建筑的發(fā)展提供了廣闊的平臺(tái)和獨(dú)特的藝術(shù)表現(xiàn)力。清水混凝土又稱“裝飾混凝土”，是利用混凝土成型后的表面效果直接作為飾面的混凝土，其表面質(zhì)感或粗糙或細(xì)膩，變化多樣。同時(shí)，摻加彩色、白色或灰色的顏料又賦予它豐富的色彩，是一種可以表達(dá)建筑不同情感，適用于各種不同文化、不同地區(qū)與環(huán)境的萬能材料。透光混凝土，將光學(xué)纖維以特定摻量與混凝土混合制成。在燈光的照射下，會(huì)呈現(xiàn)出夢幻的效果，賦予了建筑良好的藝術(shù)性。透光混凝土，同時(shí)會(huì)給人以輕快、通透的感覺，消除了以往混凝土厚重的質(zhì)感，為建筑師提供更多的表達(dá)建筑效果的可能性。噴射混凝土，一般用于建造薄壁結(jié)構(gòu)體系，以滿足建筑師對曲面造型的需求。彩色混凝土，通常用于建筑地內(nèi)、外墻面裝修，表達(dá)不一樣的色彩和文化魅力[4]。

4.2 與其他建筑材料結(jié)合應(yīng)用

混凝土材料的可協(xié)調(diào)性很強(qiáng)，可以直接與玻璃材料、木材、金屬材料、磚石以及其他新型建筑材料結(jié)合起來使用，達(dá)到意想不到的建筑表現(xiàn)力。在建筑設(shè)計(jì)中，通常會(huì)按照藝術(shù)表現(xiàn)和使用性能來選擇混凝土材料和與其搭配的其他建筑材料。玻璃與混凝土相結(jié)合，玻璃的通透性與混凝土的封閉性會(huì)形成強(qiáng)烈的粗糙與平滑的質(zhì)感對比和虛實(shí)的變換，上海保利大劇院就是兩者結(jié)合的典型代表。木材與混凝土相結(jié)合，木材溫暖的質(zhì)感與豐富的紋理與混凝土的厚重與冷峻成為對比，增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的承重能力的同時(shí)，又帶來了不一樣的視覺感受。金屬材料與混凝土相結(jié)合，金屬材料帶來的科技感與輕盈感與混凝土的粗線條紋理和質(zhì)感成為對比，又會(huì)形成獨(dú)特的審美表現(xiàn)。在建筑設(shè)計(jì)施工中，如何設(shè)計(jì)使用混凝土材料與其他建筑材料給人帶來不同的視覺感受，還需要加強(qiáng)混凝土材料和其他建筑材料的細(xì)節(jié)處理，才能確保混凝土提升建筑使用性能的目的，同時(shí)提高建筑審美效果。

4.3 混凝土材料再利用的藝術(shù)表現(xiàn)

可持續(xù)發(fā)展是當(dāng)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主旋律。對于廢棄混凝土的循環(huán)再利用，一直是混凝土材料研究領(lǐng)域的熱門。二十世紀(jì)末期，對廢棄混凝土的循環(huán)再利用，世界各個(gè)國家主要集中于利用工廠將混凝土廢料進(jìn)行分離，然后作為骨料重新澆筑到道路橋梁和房屋建筑等工程中。但是，拆除混凝土建筑會(huì)產(chǎn)生一定的環(huán)境污染而且成本相對較高。目前，西方發(fā)達(dá)國家已經(jīng)開始將廢舊混凝土建筑進(jìn)行改造，通過添加化學(xué)外加劑等方式來提升廢舊混凝土的再利用效果，此種方式不僅提高了廢舊混凝土結(jié)構(gòu)的防水性能，而且還提高了廢舊混凝土結(jié)構(gòu)的抗腐蝕性能。在不影響建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的前提下，利用廢棄老舊的混凝土材料，通過再利用技術(shù)可以提升建筑物的藝術(shù)審美效果，讓建筑物呈現(xiàn)出很強(qiáng)的質(zhì)感，衍生出新的藝術(shù)表現(xiàn)力，是混凝土建構(gòu)的新方向[5]。

5 結(jié)束語

建筑的根本在于建造。隨著建筑形式的多元化表現(xiàn)導(dǎo)致建筑開始喪失本體表現(xiàn)力，逐漸演變?yōu)榧榷ㄎ幕母接埂；炷恋目伤苄钥梢允蛊淠芡喾N建筑材料配合使用，這樣不僅可以提升建筑結(jié)構(gòu)的使用性能，而且還能夠提高建筑結(jié)構(gòu)的審美效果，讓建筑物看起來非常有質(zhì)感，滿足人們對建筑的高品質(zhì)追求。因此，做好混凝土材料的建構(gòu)化研究非常重要。