金屬建筑表皮與技術(shù)美學(xué)
——以蓮塘/香園圍口岸聯(lián)檢大樓概念設(shè)計(jì)“同心結(jié)”為例

李書楠

（中機(jī)中聯(lián)工程有限公司，重慶400039）

金屬建筑表皮與技術(shù)美學(xué)
——以蓮塘/香園圍口岸聯(lián)檢大樓概念設(shè)計(jì)“同心結(jié)”為例

李書楠

（中機(jī)中聯(lián)工程有限公司，重慶400039）

如今，金屬已成為一種重要的表皮材料，引領(lǐng)著當(dāng)下十分流行的表皮發(fā)展趨勢(shì)。編織的表皮作為表皮創(chuàng)作手法之一，受到一些建筑師的喜愛。編織的表皮有著非常豐富的表現(xiàn)語(yǔ)言，在不同建筑師手中呈現(xiàn)出截然不同的視覺效果。EDA的建筑師在參與蓮塘/香園圍口岸聯(lián)檢大樓概念設(shè)計(jì)國(guó)際競(jìng)賽設(shè)計(jì)時(shí)運(yùn)用到的編織形式的金屬表皮，采用銅和鋅兩種材料，寓意“同心同德”，將建筑的表皮與技術(shù)美學(xué)融為一體，既達(dá)到了技術(shù)環(huán)保的要求，又給建筑增添了亮麗的色彩。

表皮結(jié)構(gòu)衍生；材料技術(shù)；建筑節(jié)能；技術(shù)美學(xué)

1　項(xiàng)目背景介紹

2008年9月，香港特別行政區(qū)政府及深圳市人民政府聯(lián)合公布在位于香港新界東北及深圳羅湖的蓮塘/香園圍興建新口岸，以服務(wù)來(lái)往香港及深圳東部的跨界貨運(yùn)和客運(yùn)交通。新口岸將會(huì)連接深圳東部過(guò)境通道，從而為深圳東部、惠州、粵東各市及鄰近省份（如福建及江西）提供更有效率的跨界通道。

項(xiàng)目主要目的在于促進(jìn)港深兩地發(fā)展，改善港深東部口岸的整體運(yùn)作效率，處理能力及服務(wù)質(zhì)素，落實(shí)深圳市政府有關(guān)跨境車輛“東進(jìn)東出”的交通規(guī)劃原則。

評(píng)審委員會(huì)根據(jù)競(jìng)賽作品美感及創(chuàng)新意念、與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)、環(huán)保意念、功能發(fā)揮、效率及可建性等評(píng)審準(zhǔn)則評(píng)出入圍作品。經(jīng)過(guò)兩輪評(píng)審，最終在專業(yè)組中選出3件優(yōu)勝作品、3件嘉許作品及4件入圍作品。其中，來(lái)自香港，以“光影·流·岸”命名的作品方案獲得了專業(yè)組第一名，而深圳市參數(shù)化建筑設(shè)計(jì)有限公司（EDA）的主創(chuàng)建筑師高洪波和其團(tuán)隊(duì)成員吳立東、蔡杭之、徐丙根、陳澤杰則憑借“同心結(jié)”的作品方案獲得第二名（圖1）。

圖1　“同心結(jié)”方案鳥瞰圖

2　“同心結(jié)”方案構(gòu)思

2.1構(gòu)思起源

這次大賽的主要目的在于縮減來(lái)往香港及深圳東部的時(shí)間，促進(jìn)港深兩地發(fā)展，新口岸的作用在于紐帶。EDA建筑的設(shè)計(jì)構(gòu)思，就是從“中國(guó)結(jié)”的概念開始的。中國(guó)結(jié)的連續(xù)性特征正與該項(xiàng)目的具體功能存在某些內(nèi)在的聯(lián)系（圖2）。最終EDA建筑在眾多方案中采取了以同心結(jié)作為設(shè)計(jì)的主題，即寓意深港兩地同脈同心。

圖2　中國(guó)結(jié)的編法

2.2表皮結(jié)構(gòu)單元衍生及形體分析

該案項(xiàng)目位于深圳和香港的交界處，蓮塘/香園圍口岸聯(lián)檢大樓的建設(shè)用地有兩塊，西側(cè)是香園圍口岸，東側(cè)是蓮塘口岸，中間深圳河穿流而過(guò)，周邊有部分住宅用地。整體建筑用地規(guī)劃合理，分區(qū)明確，聯(lián)檢大樓功能齊全，周圍還設(shè)有貨檢設(shè)施、配套政府辦公設(shè)施、停車場(chǎng)及園林綠化等必要設(shè)施。道路系統(tǒng)完整流暢，交通便利。

EDA建筑的設(shè)計(jì)者對(duì)基地分析研究后發(fā)現(xiàn)深港雙方基地成一定的夾角關(guān)系，正交柱網(wǎng)無(wú)法妥善處理平面布局關(guān)系，因此突破性地多引入一個(gè)向量；同時(shí)通過(guò)對(duì)條狀薄片進(jìn)行打結(jié)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在極限狀態(tài)下，結(jié)形成的幾何形體水平投影為正五邊形，由此確定采用正五邊形作為該項(xiàng)目的核心設(shè)計(jì)元素。

此次建筑表皮設(shè)計(jì)手法是在五邊體中交叉疊加的特點(diǎn)基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)字變換，形成立體編織的視覺效果（圖3），與屋面呈一定角度的片狀太陽(yáng)能構(gòu)件可以提高太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率，建筑外墻材料采用綠色建材金色銅板和灰色鈦鋅板。由于此方案設(shè)計(jì)造型及外表皮相對(duì)復(fù)雜，因此整個(gè)設(shè)計(jì)運(yùn)用了數(shù)字設(shè)計(jì)的手段，從概念創(chuàng)作到最終成圖，一氣呵成。

圖3　形體分析

3　技術(shù)手段

3.1金屬材料建筑表皮技術(shù)優(yōu)勢(shì)

金屬表皮已經(jīng)成為當(dāng)下十分流行的趨勢(shì)，鋁合金、鈦鋅合金、銅等材料等在建筑設(shè)計(jì)上得到了廣泛的應(yīng)用。金屬具有穩(wěn)定的物理性能，正如金屬具有延展性，能被彎曲、扭轉(zhuǎn)以及變形，卻不影響本身特性。同樣金屬表皮耐久且具有自潔性能，并且規(guī)模化車間的生產(chǎn)減少了現(xiàn)場(chǎng)施工量，易于加工，促進(jìn)了生產(chǎn)效率提高。

金屬本身的耐腐蝕、耐久性都較其他材料要強(qiáng)，以金屬構(gòu)建形成的建筑表皮甚至能夠獲得與建筑主體結(jié)構(gòu)同步的生命周期。

預(yù)裝配化施工，縮短施工周期。金屬的材料性質(zhì)決定了其可以在工廠中大規(guī)模加工生產(chǎn)，進(jìn)而在工地進(jìn)行組裝，極其便于施工，能夠大大的縮短施工周期，降低了人工成本。

現(xiàn)代技術(shù)不僅能讓金屬表皮能夠創(chuàng)造新穎的外部形象外，而且又能起到保護(hù)與創(chuàng)新的雙重作用。透過(guò)金屬表皮，原有建筑透過(guò)金屬表皮傳達(dá)出歷史的信息，視線又會(huì)被其所表現(xiàn)出的不確定性所吸引，傳統(tǒng)與現(xiàn)代在輕薄的表皮上得到同時(shí)呈現(xiàn)。

3.2金屬材料建筑表皮的節(jié)能與環(huán)保

蓮塘/香園圍口岸聯(lián)檢大樓概念設(shè)計(jì)是通過(guò)大量的節(jié)能設(shè)計(jì)計(jì)算的，例如輻射計(jì)算、對(duì)銅、鋅板角度的模擬測(cè)試等，該設(shè)計(jì)力求符合當(dāng)今低碳節(jié)能的設(shè)計(jì)潮流，達(dá)到一個(gè)綠色建筑應(yīng)有的標(biāo)準(zhǔn)（圖4）。

圖4　熱輻射分析

金屬表皮的拆卸或重新安裝比較方便，能回收循環(huán)再利用起到生態(tài)節(jié)能的作用。

環(huán)保在材料的應(yīng)用上也尤為重要，金屬表皮能夠減少污染的產(chǎn)生，可以有效地過(guò)濾太陽(yáng)輻射，并且能夠配合自然通風(fēng)、太陽(yáng)能照明取熱等節(jié)能技術(shù)（圖5），保證了室內(nèi)實(shí)現(xiàn)向外滲透地最大可能性。與此同時(shí)，金屬材料的可重復(fù)利用性減少了材料的浪費(fèi)，并且采用預(yù)處理技術(shù)減少二次污染。

金屬材料是回收率最高的建筑材料，常用的金屬制品廢棄之后有75%可以回收再利用，而銅的回收率則達(dá)到了100%。另外，金屬材料不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，可謂是名副其實(shí)的綠色環(huán)保材料。

圖5　屋面太陽(yáng)能處理

4　技術(shù)美學(xué)

4.1新美學(xué)基礎(chǔ)

20世紀(jì)以來(lái)，建筑表皮逐漸地從結(jié)構(gòu)的束縛中解脫出來(lái)，在建筑師們的不斷的嘗試與創(chuàng)新中，通過(guò)運(yùn)用新型的建造技術(shù)拓寬金屬的材料形式并挖掘材料更深層次的表現(xiàn)潛力，形成金屬材料多元化的建筑語(yǔ)言。如今，金屬早已成為一種重要的表皮材料，引領(lǐng)著當(dāng)下十分流行的表皮發(fā)展趨勢(shì)。各種新型的合金、沖孔、板網(wǎng)、格柵或編織網(wǎng)形式的金屬材料在幕墻及建筑屋面系統(tǒng)中得到廣泛地應(yīng)用。

我國(guó)對(duì)技術(shù)美學(xué)的研究不斷地拓展和深化，在借鑒與吸收國(guó)外研究成果的基礎(chǔ)上，探索一條符合中國(guó)當(dāng)代技術(shù)美學(xué)理論與內(nèi)容的體系。目前國(guó)內(nèi)認(rèn)為技術(shù)美是技術(shù)美學(xué)的最高范疇，它是技術(shù)活動(dòng)和產(chǎn)品所表現(xiàn)的審美價(jià)值，是一種綜合性的美。從構(gòu)成來(lái)看，技術(shù)美主要內(nèi)容是功能美，也包括形式美和藝術(shù)美。新美學(xué)的基礎(chǔ)必須建構(gòu)自己獨(dú)特的觀念及范疇體系，揭示其自身研究領(lǐng)域的審美規(guī)律。

4.2技術(shù)美學(xué)產(chǎn)生根源

目前國(guó)內(nèi)技術(shù)美學(xué)研究大多是關(guān)于基本原理的研究，對(duì)技術(shù)美學(xué)思想史的研究還很少。并且，對(duì)西方技術(shù)美學(xué)思想產(chǎn)生、發(fā)展的介紹也只限于西方工業(yè)革命以后，如新藝術(shù)運(yùn)動(dòng)、包豪斯及工業(yè)設(shè)計(jì)的興起、發(fā)展過(guò)程等等。其實(shí)，技術(shù)美的創(chuàng)造不只是大機(jī)器生產(chǎn)出現(xiàn)以后才有，技術(shù)作為人類改造自然的手段和方法，它不僅包括機(jī)械化工業(yè)技術(shù)，也包括工業(yè)革命之前的手工技術(shù)。因此，技術(shù)美的創(chuàng)造及其思想也不只是工業(yè)革命以后才出現(xiàn)的。正如竹內(nèi)敏雄所指出的：“一般意義上的技術(shù)同人類歷史一道自古以來(lái)就存在著，古代的手工藝也好，現(xiàn)代的工程技術(shù)也好，都包括在內(nèi)。只是在它們之間，功能的效率相差懸殊，而只要隨著那一種產(chǎn)品都符合各自的目的，并伴隨著那種程度的美的效果。那么，在它的技術(shù)美的結(jié)構(gòu)上就沒有本質(zhì)的差異?！?/p>

4.3技術(shù)美學(xué)發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)如今，建筑師越來(lái)越認(rèn)識(shí)到技術(shù)對(duì)象的審美價(jià)值。他們?cè)噲D在自己的美學(xué)理論中對(duì)此加以分析，擴(kuò)大研究視野，為理論體系納入新的內(nèi)容。技術(shù)美學(xué)作為一門應(yīng)用學(xué)科不能停留在形而上的抽象議論層次，而應(yīng)具有強(qiáng)烈的實(shí)踐性和可操作性，用于指導(dǎo)當(dāng)代物質(zhì)審美文化建設(shè)。

技術(shù)美學(xué)作為一門應(yīng)用學(xué)科不能停留在形而上的抽象議論層次，而應(yīng)具有強(qiáng)烈的實(shí)踐性和可操作性，用于指導(dǎo)當(dāng)代物質(zhì)審美文化建設(shè)。技術(shù)美學(xué)對(duì)實(shí)踐的介入主要通過(guò)設(shè)計(jì)活動(dòng)來(lái)進(jìn)行，它不僅為最佳而合理的設(shè)計(jì)觀提供思想基礎(chǔ)，也為設(shè)計(jì)活動(dòng)提供理論指導(dǎo)。技術(shù)美學(xué)不只是美學(xué)自身的邏輯發(fā)展和延伸，更是人類實(shí)踐過(guò)程中審美創(chuàng)造智慧的結(jié)晶和運(yùn)用。

技術(shù)美學(xué)對(duì)實(shí)踐的介入主要通過(guò)設(shè)計(jì)活動(dòng)來(lái)進(jìn)行。它不僅為最佳而合理的設(shè)計(jì)觀提供思想基礎(chǔ)，也為設(shè)計(jì)活動(dòng)提供理論指導(dǎo)。技術(shù)美學(xué)不只是美學(xué)自身的邏輯發(fā)展和延伸，更是人類實(shí)踐過(guò)程中審美創(chuàng)造智慧的結(jié)晶和運(yùn)用。當(dāng)代技術(shù)美學(xué)研究不應(yīng)只是告訴人們什么是技術(shù)美，更重要的是使人們懂得怎樣才能創(chuàng)造和實(shí)現(xiàn)技術(shù)美。

技術(shù)美學(xué)研究不僅要解決帶有普遍意義的設(shè)計(jì)觀念、方法等宏觀問(wèn)題，也應(yīng)該關(guān)注設(shè)計(jì)實(shí)踐中的具體問(wèn)題，把技術(shù)美學(xué)的基本觀點(diǎn)微觀化、具體化，用于解決物質(zhì)生產(chǎn)和生活領(lǐng)域?qū)徝绖?chuàng)造中的許多復(fù)雜的問(wèn)題。這樣，技術(shù)美學(xué)才具有強(qiáng)大的生命力。

5　技術(shù)美學(xué)應(yīng)用案例及總結(jié)

5.1半透明的金屬表皮

現(xiàn)代建筑重要特征是技術(shù)在建筑藝術(shù)中的覺醒，注重發(fā)揮建筑結(jié)構(gòu)和建筑材料的性能特點(diǎn)，不去掩飾它們，而是將其作為建筑造型的表現(xiàn)要素之一。建筑中的支撐結(jié)構(gòu)與表皮的分離使表皮成為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的膜結(jié)構(gòu)，這種分層構(gòu)造，為表皮材料提供了可能性，例如瑞士建筑師赫爾佐格及德梅隆在美國(guó)舊金山de Young Museum中銅穿孔板的使用。穿孔板的紋理重現(xiàn)了陽(yáng)光下斑駁的樹影意向，創(chuàng)造出詩(shī)意的建筑（圖6）。

5.2承重的金屬表皮

OMA為PRADA舊金山店設(shè)計(jì)的建筑表皮，采用橫隔板結(jié)構(gòu)，將鋼骨架安裝在與基礎(chǔ)同標(biāo)高的支撐結(jié)構(gòu)上，使建筑結(jié)構(gòu)更加牢固。不銹鋼厚度為25mm，使之滿足結(jié)構(gòu)要求，并且在295mm寬交錯(cuò)柵格上打圓孔從而減輕自重并擴(kuò)大建筑內(nèi)外視野（圖7）。這些圓孔由水柱切成，從柵格、孔的分布和大小中，能夠反映出不銹鋼板可以承受的來(lái)自側(cè)向力的壓力，在壓力較小的區(qū)域可以只留下滿足結(jié)構(gòu)需求的材料。

5.3金屬表皮對(duì)舊建筑的保護(hù)

Peripheriques建筑事務(wù)所設(shè)計(jì)改造了巴黎歷史中心附近校園的一棟建筑。策略是在原有建筑框架概念的基礎(chǔ)上進(jìn)行改動(dòng)，將原來(lái)的一個(gè)庭院改造為兩個(gè)，其中一個(gè)用ETEE膜加以覆蓋，十幾種不同圖案的穿孔鋁板構(gòu)成了外部表皮，用一個(gè)Z型的斜面引導(dǎo)著人流和視線的到達(dá)。改造后的建筑色彩豐富，在不同區(qū)域的顏色有助于空間方向感的定位（圖8）。

圖6　 de Young Museum

圖7　舊金山店

圖8　 Jussieu校園建筑

6　結(jié)語(yǔ)

從技術(shù)美學(xué)觀放眼于如今整個(gè)建筑行業(yè)，審美設(shè)計(jì)創(chuàng)造和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)化，可以使技術(shù)美學(xué)觀點(diǎn)變得更為直接、具體和數(shù)量化，增強(qiáng)了實(shí)踐上的可行性，同時(shí)也使技術(shù)美學(xué)進(jìn)入了實(shí)證性研究，這些具有進(jìn)一步探討、推展的意義。目前國(guó)內(nèi)個(gè)別研究者已著手這方面的初步探索。然而，它的實(shí)施是一項(xiàng)極為復(fù)雜的綜合性工作，需要多方面的協(xié)調(diào)配合。另外，創(chuàng)造和評(píng)價(jià)審美指標(biāo)也不是凝滯僵死的教條，而是絕對(duì)與相對(duì)、穩(wěn)定與變化的統(tǒng)一，它將隨時(shí)代、社會(huì)、人們生活方式的發(fā)展變化而不斷更新。

［1］舒欣，邱寧.建筑表皮的雙面性——形態(tài)與生態(tài)——以馬德里當(dāng)代藝術(shù)博物館（Caixa Forum Madrid）為例［J］.中外建筑，2013（07）.

［2］梅靜.建筑表皮中金屬材料的表現(xiàn)手法解析［D］.重慶：重慶大學(xué)，2013.

［3］龔迪，袁嘯，雷鳴.淺析綠色建筑體系與低碳經(jīng)濟(jì)［J］.環(huán)境科學(xué)與管理，2012（8）.

［4］王潤(rùn)霞.低能耗的綠色建筑［J］.天津大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2010（3）.

責(zé)任編輯：孫蘇

Metal Architectural Surfaceand TechnologicalAesthetics

Nowadays，metal has become an important epiderm ismaterial，leading the prevailing development trend of building epiderm is.The woven ones，asoneof surface creationmethods，are favored by a numberof architects.Thewoven epidermiseshave abundantexpressing languagesand can producequite differentvisualeffectsby differentarchitects.During the competition for Liantang/Heung Yuen Waiboundary control pointpassenger term inal building，the EDA architects apply copperand zinc as thematerial for the building's epidermis，signifying"Togetheras One"，a Chinese saying.The designmixes the epidermiswith technicalaesthetics in the architecture，whichmeets the technical requirementsofenvironmentalprotection，butalso addsa brightcolor to thearchitecture.

epidermalstructure derivation；materials technology；energy saving；technologicalaesthetics

TU209

A

1671-9107（2015）01-0031-03

10.3969/j.issn.1671-9107.2015.01.031

2014-11-10

李書楠（1989-），男，吉林吉林人，本科，工程師，主要從事建筑設(shè)計(jì)工作。