生態(tài)建筑材料在建筑表皮的應(yīng)用與人文影響

方藝真 賈佳一

【摘要】在建筑物的設(shè)計(jì)、建造、使用和維護(hù)保養(yǎng)的全過(guò)程中，都貫穿著建筑材料的運(yùn)用。建筑材料的質(zhì)量如何，直接影響著建筑物使用價(jià)值和美學(xué)價(jià)值的實(shí)現(xiàn)。研究不同種類建筑材料的自身性能，并以此為依據(jù)，選擇可以適應(yīng)建筑物自身特性、并能適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蜃兓膬?yōu)質(zhì)材料。

【關(guān)鍵詞】生態(tài)建筑材料；建筑表皮；應(yīng)用

引言：隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，城市里面的建筑物越來(lái)越多，建筑物的原材料選擇范圍也越來(lái)越廣。在經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速進(jìn)步的今天，人類的生產(chǎn)生活對(duì)于環(huán)境造成的影響在增強(qiáng)，人們也開(kāi)始逐步意識(shí)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要性。建筑物的表皮通常由特殊材料制成，這些材料中的很多屬于新型材料，它們?cè)诠?jié)約資源和保護(hù)環(huán)境方面發(fā)揮著日益重要的作用。

1.建筑表皮生態(tài)設(shè)計(jì)的必要性

自建筑產(chǎn)生以來(lái)。表皮就是建筑設(shè)計(jì)中不可避免的基本問(wèn)題之一。建筑表皮從視覺(jué)特征看無(wú)疑比建筑的其它組成部分更能引起人們的關(guān)注，是建筑及其設(shè)計(jì)者的“名片”。

1.1 建筑表皮概念和內(nèi)涵 建筑表皮（Building Skin）是一個(gè)借用來(lái)的詞匯，是想將建筑與生物作一個(gè)類比，外圍護(hù)是皮，結(jié)構(gòu)是骨，空間是靈魂?，F(xiàn)今建筑發(fā)展的過(guò)程中，一些建筑師提出建筑的圍護(hù)體系應(yīng)該像動(dòng)物的皮膚一樣起到保護(hù)、調(diào)解室內(nèi)溫度、排出室內(nèi)污濁空氣，適應(yīng)于外界環(huán)境改變的作用，成為一種可以“呼吸的皮膚”，人們用皮膚的功能來(lái)形象地描述了建筑表皮在當(dāng)代社會(huì)中功能的發(fā)展。 在建筑表皮中，可以反映出特定時(shí)期的氣候特征、地域文化、生活方式、建筑美學(xué)及科學(xué)技術(shù)等。城市中不同建筑表皮的組合，形成了城市風(fēng)貌的建筑特征，蘊(yùn)涵了人類文明的豐厚遺產(chǎn)。

1.2 建筑表皮生態(tài)設(shè)計(jì)理念 生態(tài)建筑使得室內(nèi)氣候環(huán)境非常有益于使用者的健康，提高了居住環(huán)境的舒適性。并且可以減少二氧化碳的排放量，改善全球氣候變暖問(wèn)題。更重要的是按照生態(tài)建筑的全壽命周期來(lái)計(jì)算，它遠(yuǎn)比普通建筑節(jié)能。這不僅有利于使用者，對(duì)于政府同樣如此。隨著全球能源價(jià)格上漲和能源短缺，生態(tài)建筑必將成為一種趨勢(shì)和必然。 建筑表皮生態(tài)設(shè)計(jì)策略密切體現(xiàn)著建筑的生態(tài)整合： 保溫、隔熱、遮陽(yáng)、自然通風(fēng)、自然采光、低能耗等。表皮設(shè)計(jì)從功能出發(fā)，表現(xiàn)出表皮形式隨從生態(tài)功能，從生態(tài)節(jié)能，太陽(yáng)能利用，人的舒適度等功能角度出發(fā)，使建筑表皮設(shè)計(jì)因生態(tài)功能而精彩，只有注重生態(tài)理念，建筑表皮才會(huì)具有本體意義。 國(guó)內(nèi)建筑師對(duì)“高技”表皮的研究和探索體現(xiàn)在他們?cè)O(shè)計(jì)或參與設(shè)計(jì)的形制新穎、功能科學(xué)的表皮較為普遍地出現(xiàn)在各式建筑之中，如生態(tài)表皮、凝聚地方人文特色的建筑表皮以及媒體表皮等被普遍應(yīng)用。這其中最具代表性的是北京2008年奧運(yùn)場(chǎng)館的表皮設(shè)計(jì)，給人以耳目一新的震撼和啟迪。

2.建筑材料的選擇

材料的選擇，是建筑物建造過(guò)程中的重要一環(huán)，影響著建筑物設(shè)計(jì)方案的選擇和建筑規(guī)劃。建筑材料的選擇與生態(tài)環(huán)境之間有著復(fù)雜的聯(lián)系，這種聯(lián)系是潛在的，不易被人們發(fā)現(xiàn)。 例如，如果建筑物的設(shè)計(jì)者選擇了化學(xué)含量高、化學(xué)污染強(qiáng)的建筑材料，那么建筑材料的收集、加工、運(yùn)送和具體的應(yīng)用過(guò)程都會(huì)給環(huán)境造成很大的損害；相反，如果建筑物的設(shè)計(jì)者選擇的是木材等源自天然，并可以回收使用的材料，則建筑過(guò)程對(duì)于周邊環(huán)境的影響就相對(duì)較小?？梢?jiàn)，在進(jìn)行建筑材料的選擇時(shí)必須慎重，最大限度地降低建筑材料從產(chǎn)生到廢棄的全過(guò)程對(duì)環(huán)境的損害程度。具體來(lái)說(shuō)，建筑材料的選擇應(yīng)當(dāng)遵循以下原則： 首先，技術(shù)人員在進(jìn)行工程規(guī)劃時(shí)，要盡量節(jié)約建筑材料，控制建筑物的規(guī)模，能節(jié)省材料的地方盡量節(jié)省材料，不要做多余的建筑規(guī)劃。要盡量運(yùn)用現(xiàn)存的建筑材料，回收利用可以循環(huán)的材料，降低建筑物的使用和維護(hù)成本，增加建筑物的自身利用價(jià)值。在選擇材料時(shí)，還要考慮到材料自身與建筑物的契合程度，提高材料的適應(yīng)性，延長(zhǎng)使用周期。要多利用可以循環(huán)或者可以被分解的材料。 其次，技術(shù)人員要充分考慮不同建筑材料之間的組合關(guān)系，確保這些材料之間彼此適應(yīng)，達(dá)到最佳的整體效果。對(duì)于建筑物的每一個(gè)組成部分來(lái)說(shuō)， 原材料的使用期限取決于材料本身的耐用性能和材料與其他部分的配合程度。只有將各部分的建筑材料視為一個(gè)整體，才能提高材料利用的生態(tài)化水平。 再次，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到材料回收應(yīng)用的重要意義，注意選擇那些可以循環(huán)應(yīng)用的建筑材料。地球上的資源是非常有限的，如果在建筑工程中不注意材料的循環(huán)使用，就會(huì)浪費(fèi)大量的資源，提高工程的整體成本。因此，設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)因地制宜，根據(jù)施工地點(diǎn)的氣候、水源、土壤等條件來(lái)選取生態(tài)化程度高的材料，盡量不選取那些輻射強(qiáng)、化學(xué)成分多的建筑材料，避免對(duì)當(dāng)?shù)氐乃春屯寥涝斐晌廴尽?/p>

3.建筑材料在建筑表皮中的生態(tài)運(yùn)用

建筑施工活動(dòng)，利用能源資源將建筑材料轉(zhuǎn)化成具體的建筑物，再通過(guò)對(duì)建筑物的加工，使這些建筑材料有機(jī)結(jié)合，共同發(fā)揮作用。建筑活動(dòng)中原材料選取、加工制作和最后廢棄或循環(huán)利用的各個(gè)環(huán)節(jié)，都需要消耗特定數(shù)量的能源資源。在建造建筑物表皮時(shí)，要注意建筑材料的生態(tài)化應(yīng)用，用最少的材料建造出經(jīng)濟(jì)效益和使用價(jià)值最高的建筑物表皮，充分體現(xiàn)建筑領(lǐng)域的生態(tài)化原則。 石塊和磚塊等建筑原料都可以直接取材于自然界：石塊可以從地表以下挖掘出來(lái)，磚塊可以從土地中挖掘出來(lái)?；炷敛牧系难诱剐院茫螤钭兓?，可以被塑造成各種形狀，并能跨越較長(zhǎng)的建筑物距離。木材原料是一種可再生的建筑原料，它可以吸收水分，是熱量的不良導(dǎo)體，因此可以將熱量積蓄在建筑物內(nèi)部，具有很多獨(dú)特的生態(tài)優(yōu)勢(shì)，加工起來(lái)較為方便，且重量較輕。金屬材料的密度、強(qiáng)度和熔點(diǎn)都較高，以承受較大的建筑物壓力，可以被塑造成各種形狀，表面有美麗的光澤，并有一定的磁性。玻璃可以吸收來(lái)自建筑物外部的輻射，質(zhì)地堅(jiān)硬，耐久性好，可以抗住高壓，并能抵擋很多污染性強(qiáng)的化學(xué)物質(zhì)。 建筑物自身是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)是有生命周期的。所謂建筑物的周期， 所謂建筑物的周期，指的是建筑物與外界的物質(zhì)交換周期，以及能量循環(huán)周期。從廣義上講，建筑物的周期，不僅是指整個(gè)建筑物從建成投入使用到最終結(jié)束使用的過(guò)程，還應(yīng)當(dāng)包括為下一個(gè)生命周期所做的一系列準(zhǔn)備活動(dòng)。為了保護(hù)建筑物所在地的環(huán)境，避免破壞建筑物所在地的生態(tài)體系，我們提倡建筑物表皮的設(shè)計(jì)者選取當(dāng)?shù)氐奶烊徊牧献鳛榻ㄖ锉砥げ牧希⒆⒅馗倪M(jìn)原材料的回收再利用技術(shù)，使得建筑物的表皮設(shè)計(jì)符合生態(tài)理念和環(huán)保理念。另外，符合生態(tài)理念的建筑物表皮設(shè)計(jì)，不應(yīng)當(dāng)局限于單純的建筑物設(shè)計(jì)， 還要將視野擴(kuò)展到建筑以外的其他學(xué)科領(lǐng)域，充分借鑒其他相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)成果。例如，綠色植物的光合作用可以促進(jìn)建筑物表皮上的熱量傳遞，在探討如何加快建筑物表皮上的熱傳遞時(shí)，就應(yīng)當(dāng)借鑒生物學(xué)上關(guān)于植物光合作用的相關(guān)科技成果。

4.結(jié)語(yǔ)

建筑的表皮是構(gòu)成建筑的重要組成部分之一。它對(duì)內(nèi)圍合成建筑的空間，同時(shí)又是城市環(huán)境空間的界面載體。建筑表皮不斷適應(yīng)生產(chǎn)生活活動(dòng)的需要發(fā)生著功能與樣式的變革，又能起到連接建筑物與城市整體空間環(huán)境的作用?，F(xiàn)代的建筑理念，不僅關(guān)注建筑物的基本功能和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，更側(cè)重關(guān)注建筑物的材料選擇與建筑物可以產(chǎn)生的生態(tài)效益之間的關(guān)系。建筑物表皮的材料運(yùn)用。

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