磚在當代建筑中的建構(gòu)模式分析＊

馬秀英

（廣東白云學院建筑工程學院，廣東 廣州 510450）

1 概述

近幾年來，隨著城市的擴張、城市化進程的加快，建筑都是混凝土的方盒子。我國的城市化雖發(fā)展較晚，但同西方發(fā)達國家面臨一樣的問題，正如我國建筑師王澍所說，中國建筑傳統(tǒng)中唯一的建筑體系——景觀建筑體系，在對工業(yè)現(xiàn)代化、交通高速化和現(xiàn)代商業(yè)的一味追求下已經(jīng)完全崩潰。故開始實踐和探索如何利用傳統(tǒng)的建筑材料和構(gòu)筑方式體現(xiàn)地域文化、尊重當?shù)丨h(huán)境，創(chuàng)造溫情、特色而非冷漠、千篇一律的城市[1]。地域文化特色的設計概念和設計思維都需要建造得以實現(xiàn)，因此材料的選擇和建筑方式這一技術問題需要解決。磚作為一種古老的建筑材料，因其歷史悠久和天然質(zhì)感，磚砌建筑表現(xiàn)出敦厚、質(zhì)樸和溫情的藝術氣質(zhì)，常被建筑師作為體現(xiàn)地域文化創(chuàng)作構(gòu)思的最好材料。

2 影響磚砌建筑表現(xiàn)力因素

磚砌墻體主要由磚、黏結(jié)材料組成，黏結(jié)材料主要是指水泥砂漿、石灰砂漿、混合砂漿等。為了增加部分建筑墻體的整體穩(wěn)定性，會在墻體的灰縫中或砌塊的空隙中加拉結(jié)筋。磚的肌理、色彩、質(zhì)感和磚之間的組合模式、灰縫材料寬度和形狀、施工技術等，都直接影響建筑外墻的表現(xiàn)力。

2.1 材料本體特征

磚在墻體中占據(jù)了主要部分，因此磚的色彩、尺寸、紋理和光澤度直接決定墻體的整體視覺效果。磚的色彩主要是青色、紅色，少數(shù)地區(qū)因其黏土中元素成分不同也會有其他顏色。青磚主要出現(xiàn)在我國傳統(tǒng)建筑中，因青在陰陽五行的理論中屬水，紅色屬火，水代表了最高尚的美德[2]。按照五行相克的理論，水克火，故我國傳統(tǒng)建筑使用青磚而不用紅磚，這也符合匠人低調(diào)務實的特征。紅磚是在清末時期由西方傳入我國港口城市，故近代磚砌建筑多為紅磚建筑。磚的尺寸大小、紋理特點直接影響墻體的整體效果，如傳統(tǒng)青磚建筑尺寸扁而寬、較為光滑細膩，近代紅磚的尺寸厚而小、表面粗糙?？傮w來說，磚砌墻體給人以莊重厚實的安全感。

2.2 基本單元的組合模式

墻體是由磚按照不同的砌筑方式形成，為了減少制磚工序，加快制磚速度，通常磚的尺度是一個標準模塊，砌筑時磚按不同的排列組合方式造就不同的肌理效果，如傳統(tǒng)的砌墻方式有一順一丁、多順一丁、十字丁、全順或者全丁等。當代建筑中也有通過出挑、凹進、扭轉(zhuǎn)等各種編織方式形成不同的紋理效果。2010年，上海世博會案例聯(lián)合館就是采用不同的砌筑方式進行砌筑。該館由廠房改造而成，因其面積過大，采用5種不同的砌筑方式，如出挑、旋轉(zhuǎn)、丁磚順磚、魚骨交錯等，組成不同的圖案肌理，豐富整個墻面的光影效果。

2.3 灰縫寬度

磚與磚之間的部分——灰縫，需要通過黏結(jié)材料連接才能保證墻面的穩(wěn)定性?；铱p的色彩、寬度以及位置、勾縫的形式都直接影響建筑外墻的視覺效果。李睿卿[3]以標準磚為例，將灰縫的寬度從5mm逐步增加到40mm。厚度較小時，磚的整體性加強，墻面以磚為整體；當灰縫寬度逐漸增加時，磚的整體被打破；當增加到與磚厚度相同時，磚與灰縫形成圖底關系?；铱p的勾縫常有平縫、凹縫、方縫、凸縫、三角縫及元寶縫等形式，勾縫形式不同，建筑外墻的陰影效果也不同。弗蘭克·勞埃德·賴特的草原風格磚砌建筑就是利用水平灰縫寬度較寬，并采用刮縫處理，讓垂直灰縫很窄，強調(diào)草原住宅的水平特征。如羅比住宅中使用的磚尺寸為295mm×100mm×42mm，砌筑時15mm水平灰縫和5mm的垂直灰縫，并采用雙色處理方式，水平方向填充奶油色的灰泥，而垂直方向則采用與磚塊相同的顏色。

2.4 設計及施工技術的發(fā)展

21世紀，計算機的普及和人工智能的發(fā)展為建筑設計和建造注入新的生命力。Rhino、Revit、Maya等設計軟件的使用拓寬了設計師的思路，能設計出非線性的形態(tài)和空間。3D打印、數(shù)控加工和智能建造等技術也讓這些方案得以實現(xiàn)。瑞士大學蘇黎世聯(lián)邦理工學院研究了一款“增強磚砌”的技術（見圖1），即利用智能機器輔助、電腦控制的手法進行施工。在希臘創(chuàng)建的一個酒廠外墻就是利用電腦輔助定點，將13 596塊磚按照設計圖紙一塊塊單獨砌筑，分別旋轉(zhuǎn)并傾斜，以創(chuàng)建整體的藝術圖案。

圖1 蘇黎世聯(lián)邦理工學院研究的“增強磚砌”技術

3 磚砌外墻表現(xiàn)形式及砌筑方式分析

3.1 磚在建筑中建構(gòu)角色的轉(zhuǎn)變

隨著建筑材料、構(gòu)造和施工技術的發(fā)展，磚砌墻體經(jīng)歷了從承重結(jié)構(gòu)體系到非承重圍護體系和表皮體系的轉(zhuǎn)變，磚也隨著墻體發(fā)生轉(zhuǎn)變。

磚最開始被人類用于建造房屋時，是作為建筑的主體承重材料，特別是羅馬時期的拱券技術淋漓盡致地展現(xiàn)了磚的承重特性。因磚的抗壓性能差，磚拱的跨度受限，直到鋼筋混凝土的出現(xiàn)才彌補了這一特點，磚也從承重體系中釋放出來變成了圍護體系，只需承受自身的重量。磚作為填充墻，可自由開洞，砌筑時不再拘泥于傳統(tǒng)的搭接關系。隨著結(jié)構(gòu)技術、制磚技術的提高和人們審美需求的變化，磚不用再承受自身的重量，同石材、玻璃一樣只需作為外墻上的表皮。磚從承重體系到圍護體系再到表皮體系，其力學性能不斷減弱，表現(xiàn)性能逐漸加強。

磚的建構(gòu)邏輯轉(zhuǎn)變也導致外墻的視覺效果發(fā)生改變，在承重體系中，磚的肌理圖案是規(guī)律的，即使有些變化，但整體還是規(guī)則圖形，在圍護體系和表皮體系中則表現(xiàn)出自由、無規(guī)律的形式。墻面形式也從二維平面變成三維立體。砌筑時，可通過透空、出挑和扭轉(zhuǎn)等方式創(chuàng)造藝術化墻面圖像。

3.2 透空砌筑

透空砌筑是指磚在砌筑時，磚與磚之間留有空隙，室內(nèi)外視線通透，同時利用空隙將光及風引入室內(nèi)，改善室內(nèi)的舒適度。墻體屬于非承重結(jié)構(gòu)，磚在墻體中可以隨意搭接，孔洞形式多樣，大大提高了設計師創(chuàng)作的靈活性，因此備受現(xiàn)代建筑師的喜愛。透空砌筑的孔洞大小、形狀和孔洞率，直接影響了室內(nèi)的光影效果和墻面的通透性，可采用均勻透空、漸變透空等方式創(chuàng)造通透多變的墻面肌理。由SUP Atelier和清華建筑學院共同設計的清華大學中央食堂，其外墻采用漸變透空的方式，將磚與磚之間的空隙從30mm逐漸加大至100mm，創(chuàng)造一個具有遮陽通風性能的外墻，讓其可持續(xù)發(fā)展理念得以實現(xiàn)。

3.3 出挑砌筑

出挑指的是在砌筑時根據(jù)設計需要將平面磚墻的某些部分挑出，因此墻體不受是否需要承重的影響。外墻的出挑效果主要受磚的出挑的形狀、深度及在墻體的整體分布情況影響，包含單塊出挑、特定出挑、疊澀出挑。單塊出挑最為常見的是在傳統(tǒng)的一順一丁砌筑中將丁磚挑出的方式。特定出挑是指按照設計需求將特定部分進行出挑形成平面圖案效果，如上海世博會第四展覽館中出挑砌筑所形成的圖像轉(zhuǎn)化表皮。疊澀指的是連續(xù)向外出挑的磚層，在建筑立面上形成向外凸出的元素。馬里奧·博塔設計的入口處就是采用疊澀砌筑的模式突出入口的引導性（見圖2）[4]。出挑砌筑形成的墻面凹凸質(zhì)感也是傳統(tǒng)建筑中最為常見的方法。

圖2 疊澀及埃夫里大教堂入口處

3.4 三維扭轉(zhuǎn)砌筑

三維指的是在二維的墻面上砌筑時局部沿著x、y、z某一軸扭轉(zhuǎn)或者凹凸形成動態(tài)的墻面，這種砌筑方式同透空砌筑一樣只是作為填充部分，而非承重構(gòu)件。扭轉(zhuǎn)的效果受旋轉(zhuǎn)的方位和角度影響，最終的效果也受施工技術的影響。在參數(shù)化設計及智能建造技術之前，扭轉(zhuǎn)砌筑只是單塊磚以某一軸按照同一角度旋轉(zhuǎn)，造就不同的陰影，豐富墻面的明暗度。博塔設計的埃夫里大教堂（見圖3），弧形的墻面上就采用3層順磚和1層棱角牙磚交錯砌筑的方式突出墻面的細節(jié)。后來隨著參數(shù)化設計及機器人建造施工技術的發(fā)展，設計師不再拘泥于簡單的二維立面，而是轉(zhuǎn)向復雜、立體、動態(tài)的三維形式。

圖3 棱角牙磚及埃夫里大教堂墻面細部

創(chuàng)盟工作室設計的綢墻是由廢棄紡織廠房改造而成，設計師為了遵從場地的情感，希望墻體能有織物般的柔軟質(zhì)感，因此保留了原有的框架結(jié)構(gòu)，外墻利用廉價的空心混凝土砌塊作為表皮。采用參數(shù)化設計指導砌塊三維扭轉(zhuǎn)的砌筑方式創(chuàng)造出綢緞的褶皺肌理，喚起人們對老紡織廠的記憶。正如設計師所說：“我們希望用新技術創(chuàng)造出與傳統(tǒng)有別的形式，讓傳統(tǒng)的空心混凝土砌塊煥發(fā)新的活力。[5]”綢墻并未采用機械手建造，而是人工砌磚。因其每個混凝土砌塊旋轉(zhuǎn)的角度不同，民工手工砌筑很難達到要求，因此設計師幾乎每天駐場指導，才較好地控制了效果（見圖4）。

圖4 綢墻

4 結(jié)語

磚作為最為常用的傳統(tǒng)建筑材料，伴隨人類的文明發(fā)展輝煌過，也落寞過。早在古羅馬時期，其力學性能和裝飾性能即得到充分展現(xiàn)，也在現(xiàn)代主義時期作為填充墻掩藏在面磚、石材和涂料等下面默默無聞。因地域文化的回歸、新技術的發(fā)展，人們又開始關注磚和磚的建構(gòu)文化。在新技術新理念的支持下，磚不只具有深厚的文化底蘊，也具備靈活多變的形式。本文通過案例分析，研究磚的3種砌筑方式（透空、出挑、三維扭轉(zhuǎn)），達到墻面肌理效果，其表現(xiàn)形式不亞于其他新材料。隨著計算機和智能建造技術的發(fā)展，磚的砌筑方式具有無窮的潛力，磚的表現(xiàn)也將被無限挖掘。