建筑的表皮·材料 word

建筑的表皮·材料
我并不需要高价或稀罕的材料。

因为任何一种材料只要正确运用就能够烁烁生辉,同时揭示出材料的真实特性。

——安藤忠雄1建筑表皮的概念
广义的说，建筑表皮是指人们通过触觉、视觉直接感受到的建筑表层，包括了外部和内部；狭义的说，建筑表皮是建筑的外表皮。

建筑表皮将建筑最外层独立的或与结构相融合的围护体系，以及包裹空间的致密结构比拟为具有一定内外交换功能、对内起保护作用、有弹性的皮肤。

建筑表皮
2建筑表皮的作用
建筑的首要任务是提供舒适的庇护所。

建筑表皮为室内空间提供必要的保护（家具，装修、私人财产、人），并且提供必要的私密性。

建筑表皮在审美和文化上，是人对建筑的首要印象；在城市环境中，则构成一个城市的视觉印象。

因此，建筑表皮比其他组成部分更加引人注目。

城市视觉印象
从空间上来讲，建筑表皮还是室内外空间的过渡。

室内外空间过渡
当今大部分的建筑表皮只是起到围护作用。

但是当代一些建筑理论认为，从仿生学的角度来看，建筑表皮应该和真正的人的皮肤一样，除了保护作用外，一样可以呼吸，可以根据外界环境自动变化，以适应变化的外部环境。

3建筑表皮的材料
除胶粘剂、添加剂或专用功能涂料外的其他建筑材料基本上都可以作为建筑的常用外表皮材料，所以建筑表皮材料可以参照建筑材料进行分类。

3.1天然材料
原始社会的建筑材料就是大自然中存在的土、草、苇、泥、竹、木、石材等一系列天然材料。

在人类文明的不同发源地：黄河流域、印度河流域、尼罗河流域和爱琴海地区，人类的祖先们就不约而同地采用了当地盛产的材料来构筑人类最初的住所。

但是，这些天然材料的应用方式一般也只是存在于古代，或者是当今不发达地区，又或者是生态材料研究的过程中。

而大多数的天然材料已经背离了其原有的使用方式，进入了工业化的历程。

3.1.1石材
欧洲有许多以石材为主要建筑材料的优秀建筑，经受了千百年来的风吹雨淋，至今依然屹立于世。

我们最为熟悉的古埃及金字塔、方尖碑、古希腊雅典卫城等都是石材建筑的代表作。

石材建筑代表作
如今，石材作为结构材料已经几乎绝迹，一般仅仅作为建筑内外表皮的装饰材料使用；但石材的天然特性和悠久的使用历史还是可以给建筑带来深厚凝重的文化感与历史感。

3.1.2木材
在中国和日本，几乎所有有价值的建筑物都以木材为主要的建筑材料。

像我们熟悉的中国的山西应县佛宫寺释迦塔、日本伊势神宫等等。

木材建筑代表作
木材可以给人亲切、自然地感受，无论是观感还是触觉均较好。

然而天然木材的特点决定了其耐候性较差、耐久年限较少、易损伤、易燃、维护保养较为复杂，因此直接将未经防腐处理的木材用于室外条件是不太适宜的。

工业革命后出现的复合木材——胶合板、密度板等等改进了木材的性能和其使用范围。

3.1.3其他
土胚、竹、泥、草、芦苇等建筑表皮材料在我国的很多地方民居中至今还在使用，如黄土高原上的窑洞民居、四川民居中的竹篾土墙、云南傣族地区的竹楼、还有很多地域农村的夯土墙等等。

这些建筑中很多表皮材料不仅仅具有围护功能、还具有承重功能，且其保温、隔热方面具有其符合地域气候的特点。

其他天然材料建筑
在新的经济技术条件下，这些材料也已经改变了其原有的使用模式，作为建筑表皮材料发挥着其独特的艺术魅力。

3.2烧土制品材料
早的人工材料秦砖汉瓦、玻陶制品等经过高温烧制的材料，可以说是与人类的文化、历史同步发展的最早的一种人工建筑材料。

下文仅对砖、玻璃等常用烧土制品进行介绍。

3.2.1砖
砖是最古老的建筑材料之一，最初作为结构材料出现的。

但由于砌体结构特性的限制以及建筑对于空间及形式的要求越来越高等原因，现在以砖及砌块为主体结构材料的建筑已经越来越少；然而以砖及砌块作为建筑内外饰面材料的建筑却出现了许多优秀的建筑佳品。

砖在建筑表皮结构中可以填充或双层皮的方式表现其围护功能。

同时，出于对传统砖墙效果的追求，还出现了酷似砖面效果但厚度较薄的面砖。

3.2.2玻璃
玻璃是一种通过加热硅石、石灰石和碱的混合物而形成的物质，其历史可以追溯到青铜器时代。

但自从罗马人发现了最原始的制作工艺，直到1691年德内霍对制作平板玻璃的工艺流程进行了重新的发现和改进，玻璃产业才得到了全面的充实和发展。

直到20世纪80年代，由于新型“浮法玻璃”工艺的发明，玻璃在才在建筑中的得以广泛使用。

现代建筑中，玻璃的作为表皮材料与作为框架的钢材和钢筋混凝土的紧密结合创造了玻璃幕墙这种新的表皮方式。

其中，现代建筑大师密斯・凡・德罗的许多作品就是以其独特的玻璃应用而闻名的。

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3.3混凝土材料
18世纪开始，以英国产业革命为契机，得到了长足的发展。

混凝土一般由水泥、砂子、石子等骨料和水构成，经过浇筑、养护、固化后形成坚硬的固体。

构成混凝土的原料成分、合成比例的差别会形成不同性质及感官效果的混凝土。

混凝土最早是以一种结构材料的形式出现的，其抗压性能好、可塑性强、较为适合大规模工业化预制。

早在公元前120年，罗马人就使用混凝土建造了跨度达43.6m的万神庙。

真正现代意义的混凝土是直到19世纪才出现的。

罗马万神庙
混凝土是一种内容丰富多彩的材料，它的形态和色彩可做无穷的变化，也可以表达某种特定的情感。

20世纪上半叶，钢筋混凝土开始大规模的在建筑中担任结构任务。

20世纪60年代，被广泛地运用于工业化预制建筑构件中。

在勒・柯布西耶、路易斯・康等现代建筑大师的影响下，混凝土逐渐从单纯的结构材料发展成为一种富有外在艺术表现力的功能齐全的建筑材料。

混凝土作为建筑表皮材料常常是以清水混凝土的方式出现，即在混凝土的表面未作任何抹灰、涂饰等外装饰由此来体现其自身真实、自然、质朴无华的视觉印象特点。

当然，由于混凝土本身的力学特性，我们常用的混凝土都是在其中加入了钢筋骨架而使其力学和艺术美学能够完美的结合。

3.4新型材料
20世纪40年代，随着二战的结束，由于科技进步，各专业之间信息联系的紧密，新材料层出不穷，各种新型材料都已经逐渐应用到建筑设计中，并深刻影响着建筑的艺术风格。

下文仅对金属及塑料等材料做出介绍。

3.4.1金属
欧、美、日等发达国家在金属墙面及屋面领域积累了丰富的经验，无论是金属板材的生产，还是墙体屋面的成套技术，均有多项严格的标准，这对于金属材料的运用和推广起到了良好的效果。

采用不同的金属面板及不同的构造处理方式的建筑墙、屋面系统，会给建筑的外在形式带来巨大的变化。

金属板材形式众多、色彩丰富、易于延展成型，能够表现处各种复杂的立体造型、纹理及质感的效果，以适应不同的建筑设计要求，易于表现现代建筑的精致和优雅。

各种金属板的使用会带来不同的视觉效果：平滑的铝板、不锈钢板能体现现代技术以及工艺美，铜板能达到现代感与历史感的，波纹板给建筑带来了丰富的细部，自然未处理的钢板则更容易留下自然和印记。

许多建筑师都以成熟地应用金属面板而闻名，日本建筑师伊东丰雄，2003年普利兹克建筑奖得主澳大利亚建筑师格轮・莫科特，美国建筑师弗兰克・欧・盖里，瑞士建筑师安奈特・基刚和麦克・古耶尔等都是应用金属材料的大师。

他们的许多作品因为金属板材墙屋面的设计处理尔显示出特殊的视觉效果。

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3.4.2塑料
塑料是以有机聚合物为主要成分，添加一定的其他材料，在一定温度和压力下通过不同的工艺塑造成一定形状，并能在常温下保持既定形状的高分子有机材料。

用于建筑外饰面的塑料以透明塑料居多，如PC、ETFE等。

4建筑表皮的演变
建筑表皮的演变往往是和建筑材料、建筑技术的发展紧密联系在一起的。

表皮的演变
4.1原始时期建筑表皮
在原始时期，建筑的产生起初是始于人们为抵抗恶劣的自然条件而引发的。

为了更有利于自己的生活，人们创造了一种非自然状态的场所，建筑表皮也由此产生。

当物质的要求基本满足的时候，审美的精神要求也在朴素的生长。

于是，人们按照自己的意愿装饰房屋，建筑表皮也第一次和审美需求结合起来。

在现在看来，这样一种简朴的行为无疑是朴素和本真的状态。

在1851年出版的《建筑四元素》中，森珀认为围栏和编成的栅栏是人类发明的最早的空间围护，那些用来作为原始建筑围护的编织而成的墙体应该被看作最初的建筑表皮。

原始时期的居住体形态除茅屋可以用这种理论解释外，洞穴式居住体本身也带有围护性质——三面由人工挖掘和一面山人工砌筑或围合的洞穴的四个面，也可以看作建筑表皮的最初形态。

建筑表皮的功能特性在建筑形成的原始初期就开始显露出来，它属于整个建筑结构的一部分。

原始时期的居住体在建造时的中心是使用功能，因此所有的结构和做法都是围绕这个中心展开。

之后伴随着生产力的进步，围栏和栅栏开始有艺术性的彩绘和雕刻等装饰元素引入，原始人类对于建筑外观的要求出现了。

这表明，早在原始时期，建筑表皮已经作为个单独的建筑范畴概念隐隐地出现了。

4.2古典主义建筑表皮
从原始社会到古典文明时期，基本上是以建筑技术发展为主的。

生产工具的同时改进，使得建造方式多种多样，给建筑表皮也带来了极大的改观。

但此时的建筑表皮仍然没有独立出来，它除了承担围护的功能之外，还同时肩负着承重的重任。

文艺复兴时期，阿尔伯蒂在其著作《论建筑》中提出了从属关系理论。

他通过身体和性别的特征来隐喻建筑，建立了二元对立的理论。

阿尔伯蒂将建筑表皮定义为结构表面一部分，并且掩盖着更内部的结构。

他认为，建筑首先是裸露地被建造出来的，而后才披上装饰的外衣。

表皮被他假定为有厚度的覆盖物，结构则是内在的支撑物。

结构不为装饰存在，有结构才能有装饰。

我们可以在文艺复兴时期各种风格的建筑中找到此种理论的佐证。

并且，在晚期哥特建筑、巴洛克和洛可可建筑中，这种表皮与结构的关系依然清晰可辨。

4.3现代主义建筑表皮
19世纪钢铁及其他材料的大规模应用，促进了全新的建筑形式的产生。

钢筋混凝土结构的承重特性，使得建筑表皮彻底从承重的功能中解放出来。

建筑表皮不再依赖于结构体系，成为个独立的建筑语汇，并且深深地影响着人们关于建筑的审美观念。

但是，早期的工业化社会价值取向被现代主义先知转译成了种种偏激的建筑理念。

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饰即罪恶”理论一经提出，千篇一律的建筑模式便大规模的在世界各地盛行开来。

“形式追随功能”，建筑设计由此转变成了以功能为中心，如“住宅就是居住的机器”，表达了工业社会的审美情趣是为利润而存在的机器，完全排斥了与功能无关的装饰。

于是建筑表皮呈现出了机器般的果露与清教徒般的表情，而这一切则被标榜为理性与科学的象征。

在柯布西耶看来，体量作为纯粹几何体块的创造是建筑艺术的基础，平面是建立二维体量的手段或生成元。

在二元对立的关系中，表皮仍然是处在从属的地位上。

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4.4后现代主义建筑表皮
20世纪50年代以后，现代建筑思潮的总趋势是朝多元论的方向发展。

此时，现代主义建筑追求建筑的单纯性、忠实性、准确性和功能性，被多元的无统一标准的建筑理论所取代。

这个时期被称为后现代主义理论时期。

后现代主义建筑理论是针对现代主义建筑理论发展起来的，表面上它全面否定了现代主义建筑的内容和形式，实际上它是以否定的方法提出质疑。

后现代主义以文丘里为代表，他在《建筑的矛盾性和复杂性》中，就针对密斯的“少就是多”的“皮包骨”式建筑理念提出批判。

在文丘里看来，“少使人厌烦”，“多才是多”。

因此，以文丘里为代表的后现代主义建筑重视建筑表皮内容的装饰性，大量运用古典的符号，以期表征建筑的意义。

后现代主义重视建筑表皮的更深层次原因在于，建筑风格是传达意义的关键，而建筑表皮则是建筑风格形成的载体。

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4.5当代生态化建筑表皮
自20世纪60年代起，有些关注建筑与气候之间关系的建筑师便开始尝试适应气候的建筑表皮设计方法。

例如，杨经文倡导并实践着“生物气候学”设计方法，针对炎热地区气候特点，提出“表先于里”的概念，认为建筑的表皮应该像一种“过滤装置”，而不仅仅是一个“密闭的表皮”。

近20年来，可持续发展观念逐渐深入人心，建筑表皮设计领域也出现了许多明显的变化。

有建筑师开始尝试使用天然材料，或由其加工而成的可自然降解、可循环使用的材料来建造建筑表皮，以节省不可再生的材料资源，并减少不可降解材料对环境的负面影响。

这种趋势在发达国家，特别是森林覆盖面积不断增加的欧洲及北美地区，已经形成潮流。

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二战以后，高技派建筑师将过去被挤压或隐藏在暗处的机械设备、构造节点等大胆地置于建筑表皮之外。

从此，建筑表皮有了厚度，不再仅仅是视线所及的界面，而成为了通过技术理性把握的介质，甚至成为了一种有机循环、具有生命运动意义的装置。

诺曼·福斯特（Norman Foster）、理查德·罗杰斯（Richard Rogers）、托马斯·赫尔佐格(Thomas Herzog)等一大批具有强烈生态意识的欧洲建筑师充分实践了上述特点。

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近10年来，新材料、新构造及新体系的研究层出不穷，人造材料的发展具有极大的潜力。

如ETFE膜的发展使得大跨度张拉膜结构的保温能力大大提高，半透明、光线充足的柔性外墙及屋顶构造已经变成了现实。

又如电控玻璃可以通过电压的变化改变辐射通过量，温控玻璃系统可以随着温度的上升由透明变为乳白。

应用ETFE的典型建筑
为了提高能源利用率，出现了建筑表皮与太阳能装置整合的思路。

也有学者提出将双层玻璃幕墙与主动式太阳能装置及热泵余热回收装置结合使用，以创造高效节能建筑表皮的思路。

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5实例分析
5.1Rue Des Suisses公寓
该建筑位于法国巴黎第14区。

赫尔佐格与德默隆（Herzog & de Meuron）使用薄钢板，并在其表面钻出密度很高的小孔，使其更为透明。

将穿孔的钢板折弯成波形，获得了帘幕轻柔自然的形态。

从远处看，整栋建筑就像笼罩在一层薄薄的轻纱之后，很难有人想象这轻纱的飘逸和透明是通过钢板的不一样的加工工艺而获得的。

实景照片
5.2鹿野苑石刻博物馆一期
刘家琨在鹿野苑石刻博物馆一期中，为了达到让建筑整体像一块“冷峻的巨石”的效果，
建筑外部整体拟采用清水混凝土。

建筑师是在主动选择了建筑外表皮材料以后，再进行具体的构造设计的。

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鹿野苑石刻博物馆一期的墙体构造采用了一种内层砌筑、外层浇灌的混合拼装工艺。

这种方式的选择，是基于成都当地施工队伍的素质和施工效果来整体考虑的。

想以安藤忠雄清水混凝土的施工质量来要求当地的建筑施工队伍是非常不现实的，不仅质量难以保证，而且造价上也会超出许多。

于是外层模板用木板条，木材的肌理和模板的拼缝对精度的要求都比较低，同时可以获得粗旷的质感；内侧使用砖墙作为混凝土的模板，随着现浇混凝土的施工，逐渐向上砌筑，与墙体的混凝土部分同时完成，并且结合成一体。

这样，整个建筑的外墙取得了“岩石”一样的雕塑感，并很好地表达了清水混凝土墙体的艺术魅力。

5.3苏州文正学院图书馆
远望图书馆，看到的是一个白色、纯净的盒子建筑轻盈地飘浮在绿莹莹的水面上，从建筑立面形式的设计，到建筑材料的选择，再回归到建筑体型的简洁，都可以看到极少主义的身影。

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整个建筑实体的材料选择极少，只有白色涂料、玻璃与灰色的钢窗；而在建筑周边环境的塑造上也仅仅用了砖和木材。

特别是砖的应用上，王澍特别强调了设计的纯净，主要通过砖的纹理和色泽差异来表现表皮。

从道路侧墙到立面矮墙都一律采用同样的构造方式，为的是达到纯净到极少的视觉效果。

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5.4Debis总部大楼
建筑表皮做可开启式玻璃百叶设计：冬天百叶关闭，整个表皮兼作空气间层和内外部空间的一个缓冲空间；夏天打开相当于单层表皮以加强通风，同时可以兼做遮阳措施。

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5.5GSW总部大楼
该建筑的主体是内凹的高层板楼，由Sauerbruch Hutton事务所设计，建造在柏林Friedrihst区。

原有建筑所保留的塔楼可追溯到1961年，现成为建筑综合体的一个附属部分。

主体建筑的地面抬起，将建筑与街道隔开。

外立面满贴深灰色的瓷砖。

一个椭圆的建筑体量被作为标志物建在裙楼的楼顶。

方位示意实景照片
建筑整体上最具有视觉冲击的部分，是新建高层西面带有红色和橘色遮阳百叶的表皮，它与东面的表皮一起构成了该建筑低能耗概念必不可少的一部分。

实景照片
为了达到隔热隔音的效果，精心设计了小进深的平面和双层表皮结构，实现了空调设备的零安装及对阳光最大限度的利用。

新楼标准层平面
双层幕墙构造示意
新鲜空气通过东面进入每一层楼。

外部覆盖着百叶的双层窗表皮，可通过叶片的旋转角
度控制室内通风。

对流通风分析
风屋顶在建筑顶部开启，像伞一样保护着对流表皮不收雨水的侵袭，并引导风的流动。

受屋顶形状的影响，西风（主导风向）被直接引导至对流表皮的上部边缘。

屋顶的外形加速了风的流动，并增加了表皮内的空气负压，有助于烟囱效应的产生。

当风从建筑纵向方向吹来时，安装在风屋顶上称作“风翼”的构件所产生的漩涡会将气流分散开，从而避免表皮内产生过大的气压。

风屋顶剖面
建筑的顶棚直接暴露，利用高热容量的钢筋混凝土承重结构吸收热量，调节内部气候。

在夏季，高质材料的热惰性被用来吸收热量，以保持白天建筑内部的凉爽；而夜晚则依靠穿堂风带走其积蓄的热量。

在冬季，重质混凝土吸收并蓄积白天室内暖气辐射散发的热量，以保持室内温度的稳定，降低采暖能耗。

热分析
实景照片
5.6代尔夫特科技大学图书馆
为避免与周边重要的1960年代混凝土建筑物产生视觉上的冲突，建筑师使图书馆与原有地形融为一体。

建筑的楔形体量插入到草坪表皮之下，钢筋混凝土框架结构的倾斜屋顶下形成了享受阳光的公共空间。

图书馆的主要通道，是沿漏斗状圆锥体的缓坡。

种植植被的绿色屋顶，由一系列纤细的圆柱支撑。

逐渐升起的立面采用双层玻璃幕墙，从三个方向环绕着图书馆。

青翠屋顶的玻璃采光顶，使自然光线能够照射到室内中央大厅。

由于采用地源热泵装置，大大减少了其他高技装置的使用。

混凝土面板的蓄热能力以及植被层对雨水的蒸发作用都加强了降温效果，双层玻璃幕墙同样也有助于自然通风及室内降温。

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5.7汉诺威世博会日本馆
展厅的主结构由回收纸张制成的栅格骨架构成，末端墙体采用绳索连接的纸质蜂巢结构，屋顶表皮由五层的防火、防水顶棚纸膜构成。

为了达到足够的防火要求，建筑监督委员会要求纸屋顶膜覆盖一层PVC。

在木质格栅的部分，透明表皮是唯一的覆盖膜。

展馆室内沐浴着透过表皮照射进来的温和阳光。

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5.8Hinzert档案中心
该建筑是为了纪念二战期间的恐怖经历而建造的。

具有表现力的氧化刚外表皮既是承重结构，又作为建筑的立面。

在朝向原集中营方向的一段，是大型的玻璃结构形成的开口，其上印有囚犯木板房的历史照片。

建筑表皮是由1160块三角形钢板组成的，这些钢板通过电脑数字控制方法被切割成不同大小。

其中，12个大型的构件在工厂里预制完成，随后在现场焊接组装。

单独板体之间的角度是通过特殊的方法计算的，它要保证构件能够提供必要的结构高度与刚度。

焊接之后，对钢表面进行喷砂处理和均匀氧化，随后的热石蜡处理使得表面获得额外的进深和特有的光泽感。

支承结构与钢制结构之间是互不传热的。

大部分墙体的内部与外表皮是不连续的构件，从而创造出辅助空间。

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5.9多恩比恩的住宅
这座位于奥地利多恩比恩的住宅，初次看来像一个紧闭的壳体，将室内生活隐藏起来。

穿孔并铆接的平滑不锈钢薄板，沿着街面和屋顶向上布置。

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5.10海尔布隆的行政办公楼
德国Sudwestmetall组织总部公园般的周围环境，映衬在建筑表面和屋顶的不锈钢网格中。

其76m长，18.5m宽的建筑轮廓，会随着光线的改变而呈现出或朦胧或清晰的效果。

建筑两个长向表面均为玻璃里面并缩进不同的宽度，形成连续的走廊式空间。

特殊的金属表皮由0.4mm厚、50mm宽的不锈钢平带，在类似织布机的特制机器上编织成线状带。

这些金属网格由玻璃钢格栅支承。

沿纵向与横向网格板的连接处，手工编织的金属条覆层给人以天衣无缝地印象。

建筑的长形玻璃表面，置于抬升的底层和屋顶之间，展现了同样的清晰感。

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6结语
现代建筑形式的千变万化离不开表皮材料的支持,充分认识材料的表达语言对建筑表皮的设计有着重要的推动作用。

相对于其它的建筑概念而言,表皮材料语言显得十分模糊不清。