當代高技建筑的表皮設(shè)計研究

摘要：建筑表皮作為個體建筑與外界環(huán)境進行溝通的直接載體，表現(xiàn)了建筑內(nèi)在自然屬性和外在社會屬性。隨著科技的不斷進步，表皮的這兩種屬性被越來越多的運用在建筑的設(shè)計創(chuàng)作中。本文結(jié)合實例，歸納總結(jié)了高技派建筑通過表皮體現(xiàn)出來的文化、藝術(shù)、生態(tài)、和技術(shù)性，展示了表皮在當代高技建筑創(chuàng)作中運用的一些重要手段和技法，以期對建筑師設(shè)計創(chuàng)作有所啟迪。

關(guān)鍵詞：建筑表皮：建筑文化：藝術(shù)：生態(tài)：技術(shù)

中圖分類號：TU-023

文獻標識碼：A

文章編號：1008-0422(2009)05-0104-05

1 引言

以第二代機器美學(xué)——高技術(shù)美學(xué)為基礎(chǔ)的高技建筑，20世紀90年代以來，從單一的體現(xiàn)技術(shù)美，到現(xiàn)在更加注重建筑與自然環(huán)境、城市文脈、生態(tài)環(huán)保及人類的感情需要等高情感環(huán)節(jié)上。中國在高技方面的探索也在積極開展，且出現(xiàn)了一批較為典型的例子如鳥巢、水立方、CCTV大樓和北京三號航站樓等。雖然國內(nèi)對于高技建筑的研究很多，但多停留在回顧歷史而缺少總結(jié)歸納。本文以對建筑表皮的理解為切入點，總結(jié)歸納了高技派建筑通過表皮體現(xiàn)出來的文化、藝術(shù)、生態(tài)和技術(shù)性，展示了表皮在當代高技建筑創(chuàng)作中運用的一些重要手段和技法。

源自生物學(xué)概念的“表皮”，多用于描述有關(guān)有機體的組成部分——可以指皮膚(水果或者疏菜的)外皮、框架或者實心物體的外殼。所謂建筑表皮就是指建筑和建筑的外部空間直接接觸的界面，以及其展現(xiàn)出來的形象和構(gòu)成方式。建筑表皮的表述有兩種：“skin”和“sur-foce”。就理解而言，“skin”側(cè)重表現(xiàn)建筑的內(nèi)在自然屬性，如建筑技術(shù)和使用功能，而“sur-foce”更傾向于外向的社會屬性，如建筑的藝術(shù)表現(xiàn)和文化反映。

2 高技派建筑表皮的文化表現(xiàn)

2.1 歷史文脈主義傾向

高技派建筑最初反對歷史文脈主義，它們借助高科技這一“單一譯碼”創(chuàng)造出震撼人心的藝術(shù)形象，而不屑于對任何歷史產(chǎn)生聯(lián)想。然而當今審美觀軟化的趨勢使得這兩種對抗的融合成為必然，因為重視建筑歷史文脈的延續(xù)并非表示拋棄對高技術(shù)的追求，而是要人們體驗文化環(huán)境、歷史環(huán)境對生活在其中的人的影響，使人們的生活更為豐富，更富人情味，滿足當今社會人們對高情感的需要。于是，高技派建筑在尊重歷史文脈的基礎(chǔ)上繼續(xù)追求建筑的時代個性，從而使高技派建筑的個性情感得以表達。

諾曼·福斯特認為技術(shù)與場所并沒有必然的沖突：“歷史對他并非束縛而是需正視的挑戰(zhàn)。”因此他的建筑因與傳統(tǒng)文化結(jié)合而具有鮮明的特色。他設(shè)計的法國加里藝術(shù)中心座落于法國歷史名城尼斯城，修建在距神廟咫尺之遙的19世紀歌劇院的廢墟上，在如此濃郁的傳統(tǒng)文化氛圍中，如何處理好新舊建筑之間、建筑與城市之間的關(guān)系，使其融入到歷史性街區(qū)，便成為設(shè)計成功與否的關(guān)鍵。為了達到與原有的神廟相協(xié)調(diào)、對話的效果，前部開敞的柱廊由5根17m，高的纖細鋼柱支撐，顯得優(yōu)雅而勻，稱，外露的素混凝土柱與不同透明度的玻璃表皮組合在一起，給人一種若隱若現(xiàn)的感覺，與神廟的色彩、臺基和柱廊產(chǎn)生共鳴。在表皮材料選擇和空間關(guān)系上，建筑師大膽選用了最新穎、最現(xiàn)代的材料，采取最為簡潔的細部處理，使人又一次領(lǐng)略到現(xiàn)代建筑的真正風(fēng)采。

2.2 對地域文化的重視

現(xiàn)代建筑的千篇一律使得人們重新認識到尊重自然和地域文化傳統(tǒng)的必要性。建筑是歷史的標本，是整體文化的體現(xiàn)和組成部分，當然也就必然受到地域文化的影響。起初表現(xiàn)新技術(shù)的“高技”建筑不屑與表達地方性文化的“地方性”建筑對話?，F(xiàn)代價值觀文化觀的加強，使得高技與地方文化不斷交融，高技建筑也就帶有了地域文化的情節(jié)。高技建筑從地方性文化中吸取經(jīng)驗與技術(shù)策略，將新技術(shù)與地域傳統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合，在反映高科技高技術(shù)的同時，又把反映地方性文化特色、與環(huán)境結(jié)合成為自己的另一目標。

R·皮亞諾建筑事務(wù)所設(shè)計的努美阿芝貝歐文化中心，建筑受到傳統(tǒng)形式的啟迪，采用現(xiàn)代技術(shù)制造，成功地紀念和詮釋了卡納克斯的美拉尼西亞文化。皮阿諾從當?shù)氐呐镂菔艿絾l(fā)，提煉出其精華所在——木肋結(jié)構(gòu)，進而采用現(xiàn)代技術(shù)表達出傳統(tǒng)的做法：文化中心每一根彎曲的木肋都與一條豎向結(jié)構(gòu)相連，木肋之間用不銹鋼構(gòu)件在水平和對角線方向加以連接，不銹鋼與木材交接得天衣無縫。文化中心是用來自世界各地的現(xiàn)代材料建造的，最終表達的仍是傳統(tǒng)文化，建成之后得到了人們特別是當?shù)鼐用竦恼J可，真正成為了表達鄉(xiāng)土精神的地景和緊密聯(lián)系現(xiàn)代與歷史、地方與世界的橋梁。

3 高技派建筑表皮的藝術(shù)表現(xiàn)

在進入信息時代以后，建筑作為技術(shù)與藝術(shù)的結(jié)合體，開始追求更加豐富的獨特性和獨創(chuàng)性。建筑表皮作為建筑的外在表現(xiàn)形式，更能體現(xiàn)一個建筑的藝術(shù)追求。

3.1 建筑構(gòu)件的表皮化

高技派多以夸張的形式，來突出科技是社會發(fā)展的動力，這種夸張并不僅僅表現(xiàn)在建筑的體量空間上面。建筑的設(shè)備、管道、以及樓梯間電梯間等建構(gòu)物，也被大膽地運用在建筑的外表面，成為建筑維護結(jié)構(gòu)的一部分即表皮，給人以視覺的震撼和藝術(shù)上的創(chuàng)新。建構(gòu)物的表皮化一方面豐富擴展了表皮的概念，一方面為建筑設(shè)計提供了更多的可變途徑。

法國巴黎蓬皮杜中心(1971到1977年由皮亞諾和羅杰斯設(shè)計)是高技派建筑外露結(jié)構(gòu)的典范。它把金屬接頭和金屬管道作為建筑的構(gòu)造表現(xiàn)在外觀上，玻璃電梯懸掛在建筑的外表皮上，整個建筑全部由金屬構(gòu)架和玻璃搭接，涂上鮮艷的色彩的管道被暴露在外面，建筑一經(jīng)建成就成為了巴黎的新標志。

洛伊德保險公司總部，在建筑中更加夸張地使用高科技特征，不斷暴露結(jié)構(gòu)，并且使用了不銹鋼、鋁和其他合金材料構(gòu)件，建筑表面參差凹凸地布滿管線和結(jié)構(gòu)件，所使用的金屬的色彩，閃閃發(fā)光，好象一個科學(xué)幻想建筑一樣，比“蓬皮杜文化中心”更加夸張和突出。

3.2 光與建筑表皮的藝術(shù)表現(xiàn)

建筑表皮受光特性主要有三種：反射、透射、混合反射和透射，正是有了這三種特性，表皮材料的本性才能得以展現(xiàn)。同樣，光能表現(xiàn)表皮材料的質(zhì)感：均勻漫反射光表現(xiàn)材料的凹凸變化：均勻漫反射光表現(xiàn)材料的色差和紋理變化。利用定向透射材料還能溝通不同的空間：利用定向漫透射創(chuàng)造朦朧境界；均勻漫透射使材料類似發(fā)光物。表皮材料組合、排列方式的改變能產(chǎn)生特殊效果，改變材料的形狀、厚度或表面質(zhì)感產(chǎn)生特殊的光效。

如塞維利亞世博會英國館，這是一個大的單體量結(jié)構(gòu)，根據(jù)建筑各面與太陽的關(guān)系，支撐著各種各樣應(yīng)對氣候條件的外表皮。東立面是建筑的焦點，設(shè)計了頗具動感的水墻，水墻有65m長、18m高，用屋頂太陽能集熱板產(chǎn)生動力驅(qū)動循環(huán)，建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，當水從玻璃表面潺潺流下產(chǎn)生美妙節(jié)奏的同時，創(chuàng)造了一個冷熱間的中介區(qū)，水通過降低玻璃表面的溫度來冷卻中介區(qū)，減少了進入建筑的輻射熱，同時水沫蒸發(fā)冷卻了周圍的空氣。

建筑的西墻在一天最熱的時候吸收陽光，堆積了可移動的水箱，提供了通常用石材提供的隔熱性能。北墻和南墻使用了另一種從傳統(tǒng)的外墻技術(shù)發(fā)展而來的新技術(shù)——和向帆相似的帶聚酯織物表面的PVC固事實上桅桿狀的彎曲鋼管上。帆布的第二層是變了角度的條形，進一步隔離南面射來的陽光。除了用太陽能驅(qū)動水泵外，所有這些技術(shù)都是被動式技術(shù)，不需要外加能量就能工作。這個建筑的綜合效果使室內(nèi)溫度降低了10℃。本地化的空調(diào)為這個自成系統(tǒng)并裝備有視聽設(shè)備的建筑提供了進一步的舒適性。

4 高技派建筑表皮的生態(tài)表現(xiàn)

一般來講，生態(tài)是指人與自然的關(guān)系，因此，生態(tài)建筑就應(yīng)該處理好人、建筑和自然三者之間的關(guān)系，它既要創(chuàng)造一個健康宜人的人工建筑環(huán)境，同時又要保護好人類賴以生存的自然環(huán)境。特定自然環(huán)境的外在因素包括了氣象氣候、水源水流、地形地貌和動物植物等等，在建筑中可表現(xiàn)為材質(zhì)材料、陽光日照、空氣通風(fēng)、形體空間等。

4.1 高技表皮的地方性傾向

從生態(tài)學(xué)的角度出發(fā)，提倡使用當?shù)氐奶烊辉牧?，注重廢棄物的循環(huán)再利用，無疑可以達到保護基地環(huán)境、避免生態(tài)系統(tǒng)退化這一目的。與現(xiàn)代鄉(xiāng)土主義建筑師不同。高技派建筑師多從鄉(xiāng)土建筑中吸取有益的元素，最終的目的是創(chuàng)造一個健康舒適的人工建筑微氣候，并在此前提下提倡高效和節(jié)約。

德國斯坦德堡住宅，采用當?shù)氐陌自剖鳛橹饕谋砥げ牧希示W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。建筑的正面是用鍍鋅鋼材搭建的，用鋼材搭建的網(wǎng)狀體每個單位可以單獨拆卸。石材墻面白天吸熱，晚上放熱，可有效地降低建筑能耗?？梢灶A(yù)見，在該建筑生命周期結(jié)束的那一天，用于表皮的石頭材料能實現(xiàn)其循環(huán)再生。

4.2 高技表皮對環(huán)境的調(diào)整

當代高技建筑表皮依據(jù)環(huán)境可以進行自我調(diào)節(jié)，以此實現(xiàn)生態(tài)化、節(jié)能化。歐洲1996年簽署的《在建筑和城市規(guī)劃中應(yīng)用太陽能的歐洲憲章》中，曾對建筑界面做出過如下的陳述：建筑外墻對光、熱和空氣的穿透性以及墻體本身的通透程度必須是可調(diào)控的，即能夠根據(jù)當?shù)貧夂驐l件的變化做出相應(yīng)的調(diào)整。

由法國建筑師讓·努維爾設(shè)計的阿拉伯世界研究中心，其建筑表皮的設(shè)計就是利用照相機光圈可調(diào)原理。建筑的窗戶上裝入了根據(jù)陽光的強度可以調(diào)節(jié)進光量的裝置，建筑主立面上覆有隔柵，形成單元格式立面構(gòu)成，每一個單元格里都有清晰可見的，控制調(diào)節(jié)的電子線路板，充分體現(xiàn)出技術(shù)與藝術(shù)的完美結(jié)合。

4.3 帶有綠色外衣的表皮

據(jù)統(tǒng)計，照射在植物葉子上的太陽能約有60％消耗于水分蒸發(fā)，約30％透過植物體，2％用于光合作用，其余8％由葉表反射回去。對表皮而言，植被通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為生物能，葉片溫度并未改變多少，這是普通遮陽構(gòu)件所無法具備的優(yōu)點。因此穿有綠色外衣的高技建筑，在夏季能有效地阻止外表面溫度升高，從而降低屋頂下的室內(nèi)溫度。

北京奧運村的中國石化展示館，就是將綠色植被與建筑表皮有機地結(jié)合起來。在這個復(fù)合綠化表皮中，遮陽植物栽植在構(gòu)架上，構(gòu)架與墻面之間形成了良好的通風(fēng)問層，這種方式既可避免常見的爬墻遮陽植物對墻體的不利影響，還能有效地控制植物的生長周期。

建筑物通過建筑表皮與外界進行能量交換，所以建筑表皮是影響建筑能耗的重要因素，而建筑表皮提供了以最少能耗實現(xiàn)最佳熱舒適性的可能。高技建筑的表皮在其生態(tài)設(shè)計中起到了決定性的作用。

5 高技派建筑表皮的材料技術(shù)表現(xiàn)

高技派建筑習(xí)慣于對它們的外包裝——表皮賦予更多的內(nèi)涵，而表達這種內(nèi)涵的直接信息方式就是材料。高技派的建筑設(shè)計無論是使用復(fù)雜的技術(shù)還是一種正在興起的創(chuàng)新技術(shù)，無不在表皮上為體現(xiàn)建筑的內(nèi)涵尋找著解決的辦法和元素。而今天，材料的創(chuàng)新也表現(xiàn)了技術(shù)的革新，從最開始單一的石材木材到現(xiàn)在多元化的新型材料，不僅重新詮釋了建筑學(xué)，同時也詮釋著時代對于建筑的審美概念。

木材：賦予木材的表皮具有極好的保溫性能，一般需要在墻內(nèi)加一層隔離板。經(jīng)過專業(yè)技術(shù)處理過的木材能很好地避開伸縮縫和材料間隙問題，具有良好的防風(fēng)抗雨作用。通過使用特定添加劑的方式還能耐火防蛀防氧化，增加使用年限等。木材表皮也分為不同的類型：傳統(tǒng)的芬蘭式結(jié)構(gòu)和木框架結(jié)構(gòu)。在選用時要充分考慮到防火和防蛀，還要做好材料邊角的處理，如瑞士館(德國)——建筑物的空間是由瑞士的木料，以縱向(松木)和(落葉松木)相互交錯搭建而成；這些木片之間非常接近，幾乎重疊一起。建筑物墻面由緊繃的纜線和巨大的鋼絲彈簧構(gòu)成，沒有螺絲、鉚釘、連接器、鑿孔或者木膠。

石材：高技派建筑中最常出現(xiàn)的石材主要有花崗巖、斑巖、砂糖狀大理石以及石灰石。最常用的安裝方式是直接粘合或干掛。粘合的優(yōu)點是去除了一些安裝步驟，使得工序簡單化；干掛的優(yōu)點就是通風(fēng)性能要好很多。如多米諾斯酒莊漠國)：墻體是以石頭堆砌而成，并搭以不銹鋼網(wǎng)狀骨架。

磚墻：將這種材料用做外立面在技術(shù)上要達到特定的生產(chǎn)要求。磚瓦類的產(chǎn)品不僅堅固，還有很強的抗氧化，抗腐蝕，耐火等特點，可以根據(jù)外表面處理及安裝的不同而表現(xiàn)不同的風(fēng)格。通風(fēng)性能良好的表皮體系使用較多，一般是榫合或金屬元件固定的方式安裝。如羅第人民銀行(意大利)，使用的是哈芬槽埋件施工方式，鋼絲材料的金屬薄片在建筑頂部用特定的連接裝置安裝而成，用磚制的嵌板構(gòu)成的框架通過卷軸支撐著那些薄片，這樣不會太顯眼。

綠色表皮：任何一類的植物，樹木、草坪、灌木、攀緣植物等都可以作為建筑材料。這類建筑的成果主要體現(xiàn)了節(jié)能和生態(tài)技術(shù)，可以結(jié)合表皮的生態(tài)技術(shù)一起研究。

水泥：具有很好的可塑性，而且輕巧，可以做出不同的造型。通過添加不同的材料，能生產(chǎn)出不同類型的水泥制品：如添加不同種類的纖維元素，可以生成可循環(huán)使用的生態(tài)水泥材料：可做成不同規(guī)格不同色彩的水泥板：用GRC構(gòu)成的鑲板等。如Tod's表參道(日本)：建筑的外表皮是用厚300mm的水泥制成的岔形支撐以及鑲嵌其中的玻璃窗構(gòu)成的。伊東豐雄充分運用了樹枝結(jié)構(gòu)的合理性，展示了力量分流的理論。

金屬：金屬材料大大豐富了建筑表皮的外部裝飾。在市場上也可以找到各種類型的金屬板，絕大部分使用的材料是鋁制及鍍鋅的鋼料，當然還有不銹鋼、銅和鋅料的。金屬嵌板也可以分為兩種，即單層和多層的。單層嵌板的優(yōu)點是輕巧、不滲水、在遇到火災(zāi)的時候不會散發(fā)有毒的氣體，但是存在冷凝和熱能傳遞的問題。雙層嵌板的優(yōu)點是不易變形，可以組合成多種形式。如墨爾本聯(lián)邦廣場(澳大利亞)，建筑的表面不是傳統(tǒng)模式的平面及重復(fù)式的，三種材料的使用，即澳大利亞石，鋅制板材及玻璃。

玻璃：玻璃，一種可以消除建筑內(nèi)外差別的材質(zhì)。我們的工業(yè)已經(jīng)發(fā)達到可以制造出分層的玻璃，而這種玻璃又具備良好的密封性、可以抵抗氣體侵蝕、有效調(diào)節(jié)空氣的性能。當然在建筑上大面積地開洞使用玻璃還必須視內(nèi)部環(huán)境的分析結(jié)果而定。

此外還有一些新型表皮的表達，如光生伏打技術(shù)運用在建筑立面上，塑料以及一些混合材料的流行等等，這里就不做過多的介紹了。

6 結(jié)語

新的技術(shù)及多樣化的審美文化，注定了高技建筑的創(chuàng)作會越來越多元化。作為表達內(nèi)在自然屬性和外在社會屬性的建筑表皮，成為了當代高技建筑創(chuàng)作有效策略之一，在此過程中表皮的理論也得到了進一步的完善和發(fā)展。我國的高技建筑創(chuàng)作雖然還在初級階段，但是通過不段的摸索和學(xué)習(xí)，可以預(yù)見未來，中國建筑師必定會創(chuàng)作出豐富多彩的高技建筑以適應(yīng)這個多元化的時代。

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