建筑結(jié)構(gòu)幕墻體系的技術(shù)美學(xué)表達(dá)及技術(shù)體系探究
——以中國科學(xué)院贛江創(chuàng)新研究院綜合樓幕墻體系為例

陳建武，栗 興，黎樹坤，李 波，來 瑞

（云南省建設(shè)投資控股集團(tuán)有限公司，云南 昆明 650217）

0 引言

建筑美學(xué)的外向顯現(xiàn)往往通過建筑物自身的物質(zhì)實(shí)體進(jìn)行表達(dá)，而建筑實(shí)體的構(gòu)成則是通過科學(xué)、準(zhǔn)確的技術(shù)手段進(jìn)行塑造。在對建筑的藝術(shù)性與技術(shù)性矛盾且統(tǒng)一的博弈中，一直未能定義最終的結(jié)論，最主要的緣由是建筑技術(shù)的發(fā)展實(shí)實(shí)在在推動(dòng)了建筑行業(yè)的發(fā)展。技術(shù)是造福人類的潛在能源，將技術(shù)實(shí)體化，作為其在建筑創(chuàng)作中工業(yè)性、科技性、極致性的美學(xué)表達(dá)，也是現(xiàn)代主義流派的重要體現(xiàn)。

1 技術(shù)美學(xué)主義

在當(dāng)代，技術(shù)作為建筑設(shè)計(jì)及發(fā)展的基礎(chǔ)動(dòng)能，人們不斷利用新材料、新工藝、新技術(shù)等使建筑發(fā)展一直處在新陳代謝的狀態(tài)。人們也在對建筑美學(xué)的審視中，逐漸完成從提倡古典美學(xué)到工業(yè)化、高技化、生態(tài)化的現(xiàn)代設(shè)計(jì)美學(xué)轉(zhuǎn)變。在傳統(tǒng)建筑美學(xué)意識中，尤其在歐式古典建筑中，建筑的外表皮需要通過施以濃重的粉飾、精美的雕琢、復(fù)雜至極的雕欄畫柱等工藝后，才能將其塑造為合格的建筑作品。而技術(shù)美學(xué)則更加推崇勻質(zhì)性、透明性、節(jié)能通風(fēng)性等現(xiàn)代設(shè)計(jì)元素。從因懼怕粗制的建筑施工痕跡與結(jié)構(gòu)層外露影響建筑美觀，而對結(jié)構(gòu)體系完全遮蔽，到逐步顯露建筑骨骼與血肉，使用更加精致純凈的材料與更富張力的色彩將其“曝光”，這既是技術(shù)美學(xué)對傳統(tǒng)裝飾主義美學(xué)的沖擊，也是技術(shù)升華的直接表現(xiàn)。

2 幕墻體系

幕墻體系的出現(xiàn)預(yù)示著建筑表皮革命已經(jīng)開始。玻璃幕墻具有透明性表皮、精密細(xì)致的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造、勻質(zhì)平衡的視覺表現(xiàn)，賦予建筑新的時(shí)代特征。而被傳統(tǒng)裝飾美學(xué)視作怪物的金屬，通過精密的技術(shù)加工，與玻璃結(jié)合成為更加清晰的建筑特征。幕墻體系最為顯著的美學(xué)表現(xiàn)為：協(xié)調(diào)比例、對立統(tǒng)一、勻質(zhì)節(jié)奏。玻璃的透明性及金屬的可塑精致性則是幕墻體系的本質(zhì)美學(xué)特征。

2.1 幕墻體系的美學(xué)表現(xiàn)形式

協(xié)調(diào)比例的設(shè)定是指在視覺上采用黃金分割比及平方根二矩形分割比，在玻璃幕墻分格的高寬比中采取協(xié)調(diào)分格，讓橫縱線條的穿插給人以視覺上的美感。

對立統(tǒng)一的設(shè)定是指玻璃的隱性特征與金屬結(jié)構(gòu)的顯性特征對立統(tǒng)一，材料肌理，線條粗細(xì)、高低、平曲、比例的變化均對美學(xué)的沖擊性展露無遺。

勻質(zhì)節(jié)奏的設(shè)定是指從點(diǎn)線面的勻質(zhì)設(shè)定，將基本幾何單元進(jìn)行有序的排列組合，呈現(xiàn)規(guī)律性的遞增或遞減狀態(tài)，使整個(gè)立面被賦予和諧的節(jié)奏。

2.2 中國科學(xué)院贛江創(chuàng)新研究院綜合樓幕墻體系設(shè)定

2.2.1 項(xiàng)目概況

中國科學(xué)院贛江創(chuàng)新研究院地處江西省贛州市贛縣的西北部儲(chǔ)潭鎮(zhèn)儲(chǔ)潭村區(qū)域。項(xiàng)目規(guī)劃用地1 132畝，建筑面積約20萬m2。該項(xiàng)目為中國科學(xué)院在江西省設(shè)立的第一個(gè)院屬事業(yè)單位，同時(shí)也是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)稀土學(xué)院的校區(qū)所在，工程定位及規(guī)模均有極高的發(fā)展定位。其中綜合樓在整個(gè)核心區(qū)規(guī)劃中屬于標(biāo)志性建筑群代表。

綜合樓地上建筑面積18 089.60m2，地上共6層（含4層屋頂平面交通連接層），地下局部1層。由3棟樓組成，并通過室外大平臺進(jìn)行連接。其中設(shè)有電影院、多功能圖書中心、健身文體中心及江景平臺等主要核心功能區(qū)（見圖1）。

圖1 中國科學(xué)院贛江創(chuàng)新研究院模型鳥瞰

2.2.2 綜合樓幕墻體系

綜合樓幕墻由7種幕墻系統(tǒng)組成。

1）豎明橫隱玻璃幕墻 豎明橫隱玻璃幕墻為框架式玻璃幕墻系統(tǒng)，幕墻骨架采用鋁合金框龍骨結(jié)構(gòu)，預(yù)置埋件形式，幕墻豎龍骨采用斷橋鋁合金型材，玻璃面板選用Low-E雙鋼化中空玻璃。

2）鋁板幕墻 鋁板幕墻為框架式金屬板材幕墻系統(tǒng)。面板采用氟碳噴涂鋁單板，預(yù)置埋件形式，鋁單板通過鋁合金專用角碼與主、次龍骨連接。

3）穿孔鋁板幕墻 穿孔鋁板幕墻為開放式框架金屬板材幕墻系統(tǒng)。面板采用氟碳噴涂穿孔鋁單板，預(yù)置埋件形式，穿孔鋁單板通過鋁合金副框與主、次龍骨連接。

4）鋁合金格柵幕墻 鋁合金格柵幕墻為框架式金屬板材格柵幕墻系統(tǒng)。鋁格柵采用氟碳噴涂鋁方管，預(yù)置埋件形式，幕墻豎龍骨采用鋁合金型材，角鋼與豎龍骨采用螺栓連接，與預(yù)埋件焊接固定。

5）玻璃欄板 該系統(tǒng)由玻璃欄板立柱鍍鋅鋼板焊接成型，外罩氟碳噴涂鋁合金型材，面板采用夾膠彩釉鋼化玻璃，預(yù)置埋件形式，欄板扶手采用氟碳噴涂鋁合金型材。

6）GRC幕墻 該系統(tǒng)為開放式框架GRC幕墻。面板采用GRC掛板，預(yù)置埋件形式，通過不銹鋼螺栓將GRC掛板和三維可調(diào)節(jié)鋁合金掛件組連接固定，再通過不銹鋼螺栓將GRC板塊與橫龍骨固定。

7）石材幕墻 該系統(tǒng)為開放式框架石材幕墻。面板采用厚花崗巖，預(yù)置埋件形式。

3 幕墻系統(tǒng)在建筑中的美學(xué)呈現(xiàn)

3.1 美學(xué)表達(dá)

通過7種幕墻組合形成綜合樓立面幕墻體系。其中運(yùn)用玻璃、金屬、GRC以及石材等材料。金屬不再僅用于框架構(gòu)件上，金屬鋁板為整個(gè)立面體系提供了更加豐富的材料肌理與不同層次的質(zhì)感，與玻璃的透明感形成對立統(tǒng)一的整體，純凈透明又復(fù)雜精密，異性材料之間的連接碰撞在質(zhì)感和色彩上都產(chǎn)生了強(qiáng)烈的韻律感。

3.1.1 材質(zhì)表達(dá)

綜合樓所使用的玻璃、金屬、GRC及石材等材料具有不同的屬性，材料的質(zhì)感、肌理、顏色屬于截然不同的分類。但通過預(yù)設(shè)的比例分割，利用玻璃的透明性與金屬的科技性，再結(jié)合石材的穩(wěn)定性特質(zhì)，讓整個(gè)立面充滿了韻律變化，透明玻璃后顯露出建筑的“骨骼”與“血管”，精美的金屬構(gòu)件所組成的框架體系與金屬鋁板獨(dú)有的科技感相得益彰。綜合樓2層以上立面大面積鋪設(shè)金屬鋁板網(wǎng)，從網(wǎng)格孔洞中隱約顯現(xiàn)第2層立面的材質(zhì)表達(dá)，無論是玻璃體系、混凝土構(gòu)造體系還是鏤空區(qū)域都得以協(xié)調(diào)統(tǒng)一，半透狀態(tài)凸顯技術(shù)美學(xué)的精致與細(xì)節(jié)，同時(shí)也彰顯東方美學(xué)所追求的“有”與“無”，“隱”與“透”的哲學(xué)思考（見圖 2）。

圖2 綜合樓幕墻體系節(jié)點(diǎn)實(shí)景

3.1.2 色彩表達(dá)

在整個(gè)綜合樓幕墻系統(tǒng)的色彩處理上，利用色彩構(gòu)成原理，以白色穿孔鋁板幕墻體系和玻璃幕墻體系為主色調(diào)，輔以灰色鋁百葉幕墻、淺灰色GRC線條、混凝土掛板以及灰色石材幕墻系統(tǒng)的局部色彩變化。利用材質(zhì)自有顏色，以中性色及冷色調(diào)為主要基調(diào)，效果明快而又不缺乏調(diào)和感。

3.1.3 技術(shù)表達(dá)

玻璃與金屬的結(jié)合是技術(shù)美學(xué)的代表手段。這種明晰且精密的美學(xué)形象特征也在綜合樓的幕墻系統(tǒng)中得以體現(xiàn)?？蚣苁截Q明橫隱玻璃幕墻系統(tǒng)采用鋁合金框龍骨結(jié)構(gòu)作為其骨骼體系，Low-E雙鋼化中空玻璃的使用大幅提升了建筑隔熱性并具有良好的透光性。由于玻璃在生成過程中鍍有金屬銀膜，能更好地反射遠(yuǎn)紅外線，同時(shí)可阻擋室內(nèi)熱能的流失，因此有很好的節(jié)能效果。這也正是勒·柯布西耶提出的關(guān)于玻璃幕墻“正確的呼吸”和“中和的墻面”的技術(shù)方案。

3.1.4 形態(tài)表達(dá)

從平面上看，綜合樓主要由3個(gè)功能區(qū)組成，通過室外的大平臺及連廊使其既相互獨(dú)立又相互連接。最外層是利用玻璃幕墻體系、金屬鋁板幕墻體系以及石材幕墻體系順勢旋轉(zhuǎn)覆蓋于三大功能區(qū)之外，圍合形成類橢圓形的建筑“聚落群”。3種對立統(tǒng)一的幕墻體系將原本離散的平面空間聚合其中，將對稱、韻律、漸變、平衡、特異等立面要素通過特定設(shè)計(jì)節(jié)奏使其趨于平衡狀態(tài)。秩序與變換從來都不是完全對立的兩個(gè)極端，現(xiàn)代技術(shù)美學(xué)所營造的幕墻體系恰好說明了這一點(diǎn)。

3.2 地域性特征

現(xiàn)代地域性建筑更注重與時(shí)代精神和主流審美融合，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新且富有可持續(xù)的生命力。提煉地域性材料以技術(shù)手段進(jìn)行精加工后，也可讓現(xiàn)代的地域性建筑具有時(shí)代感和先進(jìn)性。綜合樓作為中國科學(xué)院贛江創(chuàng)新研究院的地標(biāo)性建筑，在滿足時(shí)代性與科技性的前提下，將贛州客家文化融入其中?？图椅幕凶顬楠?dú)特的建筑形式是被譽(yù)為“東方古羅馬城堡”的客家土圍樓?？图彝羾鷺谴嬖趩苇h(huán)與多環(huán)兩種建筑形式。利用泥土為基材夯筑，木質(zhì)材料制成閉環(huán)型連廊的土樓，其中心區(qū)域均為客家家族的祠堂院落，以祠堂為中心點(diǎn)向外擴(kuò)散，依次設(shè)置祖堂和圍合連廊，最外環(huán)則被劃分為居住場所。絕大多數(shù)通廊式土圍樓所劃分的住房區(qū)域基本均等，每戶建筑面積約10m2，且所有戶室共用廊道及樓梯空間。這種“圍”與“院落”的概念在綜合樓的設(shè)計(jì)理念中得以延續(xù)升華，利用立面系統(tǒng)圍合于3座主要功能區(qū)將院落聚合其中。客家人數(shù)千年的“天、地、人”三方結(jié)合的意識形態(tài)在新時(shí)代、新的建筑中以新的技術(shù)手法得以傳承。

4 結(jié)語

幕墻體系作為現(xiàn)代科技高速發(fā)展、材料迭代更新的時(shí)代產(chǎn)物，表達(dá)出技術(shù)美學(xué)的核心思想。利用科技發(fā)展帶來的新興建筑技術(shù)手段可實(shí)現(xiàn)建筑美學(xué)藝術(shù)化的表達(dá)。建筑技術(shù)不僅物理層面的實(shí)施手段，更可用作表達(dá)精神層面的美學(xué)表達(dá)。建筑幕墻體系作為建筑外表皮，既作為圍合結(jié)構(gòu)，又是人類使用新材料、新技術(shù)最適宜的載體。在技術(shù)主導(dǎo)逐漸成為建筑審美主流價(jià)值的今天，人們更愿意接受有血有肉且能滿足功能所需的新形態(tài)建筑。中國科學(xué)院贛江創(chuàng)新研究院綜合樓案例充分說明幕墻體系在建筑美學(xué)形態(tài)中所展現(xiàn)出的協(xié)調(diào)比例、對立統(tǒng)一、勻質(zhì)節(jié)奏三大特性。從材質(zhì)、色彩、技術(shù)及形態(tài)上利用幕墻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)語言傳達(dá)技術(shù)美學(xué)，在滿足時(shí)代性與科技性的前提下，將贛州客家土圍樓設(shè)計(jì)語言傳承其中，使現(xiàn)代設(shè)計(jì)語言與傳統(tǒng)地域性文化結(jié)合共融。

當(dāng)下，我們不僅要充分了解幕墻系統(tǒng)的各項(xiàng)特性及技藝手法，更應(yīng)該思考如何更合理地利用技術(shù)手段彰顯建筑美學(xué)，如何利用理性的技術(shù)邏輯完成感性的建筑美學(xué)升華。