張 靜 劉佳男 朱國(guó)婷

（1.3 廣東白云學(xué)院，建筑工程學(xué)院， 廣東 廣州 510450）

（2 華南理工大學(xué)，建筑學(xué)院， 廣東 廣州 510450）

作為建筑的內(nèi)外過(guò)渡介質(zhì)，建筑外表皮起到重要的作用。一方面為建筑構(gòu)件提供內(nèi)部保護(hù)，另一方面界定室內(nèi)空間同時(shí)對(duì)外表皮提供美學(xué)和文化功能。近年來(lái)建筑立面呈現(xiàn)表皮化和平面化趨勢(shì)，原本作為工業(yè)材料使用的各種金屬穿孔板等材料被大量的應(yīng)用在建筑表皮上，這類材料由金屬制成，具有一定規(guī)律的孔洞，能夠部分透光的表皮統(tǒng)稱為多孔金屬表皮。這種金屬材料用在建筑表皮上可以遮陽(yáng)、避雨等，同時(shí)可以保障室內(nèi)視線外向滲透，并且提供一定的安全保障。但是由于這種表皮缺少密閉的絕緣性能，不能形成建筑表皮單獨(dú)使用。

適用性源于一定的生物概念，主要是指生物結(jié)構(gòu)適合一定的功能，結(jié)構(gòu)與功能有對(duì)應(yīng)關(guān)系，該結(jié)構(gòu)和功能適用與一定的生態(tài)環(huán)境。氣候適用性運(yùn)用在建筑上是指建筑對(duì)所處環(huán)境氣候、自然環(huán)境做出的合理回應(yīng)。本文的濕熱地區(qū)主要限定在嶺南地區(qū)符合高溫濕熱氣候特征地區(qū)，我國(guó)大部分南方沿海地區(qū)屬于此氣候區(qū)，本文所列舉案例主要圍繞廣東地區(qū)。

1 國(guó)內(nèi)外金屬多孔表皮的研究

建筑表皮概念源自于西方，國(guó)外建筑表皮設(shè)計(jì)背后隱藏的設(shè)計(jì)思想和技術(shù)支撐，以及對(duì)特定功能、氣候的適用性在建筑表皮當(dāng)中的應(yīng)用值得我們學(xué)習(xí)。21 世紀(jì)以來(lái)越來(lái)越多建筑設(shè)計(jì)師開(kāi)始關(guān)注建筑表皮，在當(dāng)代建筑設(shè)計(jì)不分地域性的廣泛流行之中我們?nèi)匀话l(fā)現(xiàn)了部分建筑大師在除了形式美以外，基于功能使用、心理感知、氣候和地域等方面的適用性研究。例如赫爾佐格.德梅隆在設(shè)計(jì)的德?lián)P美術(shù)館外表皮使用了銅制金屬穿孔板表皮,利用表皮孔洞的變化實(shí)現(xiàn)了樹(shù)影的形象表現(xiàn)。M3 建筑事務(wù)所設(shè)計(jì)的布里斯班女子語(yǔ)法學(xué)校的創(chuàng)新學(xué)習(xí)中心整棟建筑充滿了厚重與輕盈的對(duì)比，建筑最外圍的“K”型柱子架構(gòu)了公共空間，提供了遮陽(yáng)作用。同時(shí)西立面外表皮覆蓋了具有鐳射摩爾效應(yīng)的外遮陽(yáng)表皮，采用本土藝術(shù)中常用圓形藝術(shù)元素，形成了不同的角度觀看呈現(xiàn)出不同的圓形立體圖形效果，體現(xiàn)出金屬外表皮對(duì)本土文化的應(yīng)對(duì)。庫(kù)哈斯在美國(guó)設(shè)計(jì)的西雅圖中央圖書(shū)館，其應(yīng)用的一種叫做okatech 金屬外表皮，過(guò)濾手段產(chǎn)生了柔和的光線,可以防止眩光。

國(guó)內(nèi)目前發(fā)表了很多文章來(lái)梳理西方建筑界關(guān)于表皮理論，提供了歷史基礎(chǔ)和分析角度?！侗砥さ臍v史視野》，《表皮，在解構(gòu)中覺(jué)醒》，同濟(jì)大學(xué)的劉少婷《金屬作為建筑表皮的表現(xiàn)力研究》，重慶大學(xué)甘立婭的《建筑外表皮材料藝術(shù)表現(xiàn)研究》等等眾多文章，分別從表皮的歷史、材料、構(gòu)造、色彩、質(zhì)感、光線、視覺(jué)體驗(yàn)、設(shè)計(jì)原理、生成環(huán)節(jié)、效果等論述建筑表皮材料語(yǔ)言。

2 嶺南濕熱地區(qū)—廣東地區(qū)金屬多孔表皮案例分析

2.1 廣東地區(qū)對(duì)建筑表皮探索

嶺南地區(qū)對(duì)于建筑復(fù)合表皮的氣候適用性研究最早可以追溯到華南理工大學(xué)的夏昌世先生，在理論和實(shí)踐上都有深入的探索。根據(jù)朝向和太陽(yáng)高度角分析在窗戶外設(shè)置垂直與水平的遮陽(yáng)構(gòu)件，這樣的構(gòu)件既可以直接減少直射太陽(yáng)光進(jìn)入室內(nèi),又可保證室內(nèi)自然通風(fēng)采光。這些設(shè)計(jì)手法的應(yīng)用統(tǒng)稱為“夏氏遮陽(yáng)”，對(duì)現(xiàn)代嶺南建筑的發(fā)展產(chǎn)生了積極的影響。

金屬表皮在建筑中的利用近幾年才興起，國(guó)內(nèi)也有了很多建成案例，對(duì)這些案例進(jìn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)為建筑師提供更多的案例經(jīng)驗(yàn)。金屬多孔表皮符合濕熱地區(qū)氣候?qū)ㄖ@樣和通風(fēng)的需求，同時(shí)使室內(nèi)外視線不遮擋。金屬穿孔表皮在遮光50%的情況下，仍可以保持室內(nèi)看清楚室外的功能，而在相同的遮光條件下傳統(tǒng)百葉則大打折扣，完全阻擋了室內(nèi)外視線交流的需求。金屬材質(zhì)特性使得形成的遮陽(yáng)構(gòu)件在遮擋陽(yáng)光同時(shí)吸收太陽(yáng)輻射會(huì)升溫，沒(méi)有太陽(yáng)時(shí)候可以快速散熱，避免白天吸收過(guò)多熱量傳入室內(nèi)。因此金屬穿孔板的滲透性不會(huì)造成熱空氣在外墻空隙滯留，非常適合濕熱地區(qū)氣候?qū)φ陉?yáng)和通風(fēng)散熱的適用性要求。

2.2 廣州規(guī)劃城市展覽館

廣州規(guī)劃城市展覽館建筑表皮在功能使用與形象表達(dá)雙重考慮下，選取廣州最典型的城市街道圖為原型，抽象成為單元幾何圖形，除了傳達(dá)歷史信息，表皮還兼具遮陽(yáng)功效，使得建筑節(jié)能與建筑藝術(shù)完美結(jié)合。金屬多孔建筑表皮使用外掛鋁合金網(wǎng)槽板，形成均質(zhì)的單元組合遮陽(yáng)體系，建筑表皮以窗洞采用均等模數(shù)單元，自上而下，形成虛實(shí)對(duì)比構(gòu)成視覺(jué)上水波退暈的效果。

在多方案表皮對(duì)比下，最終確定不通過(guò)穿孔形式變化來(lái)組成不同的表面圖案，而是利用太陽(yáng)光線的反射來(lái)形成具有時(shí)間變化的肌理。該方案板材控制了板材種類，鋁板加工與安裝施工相對(duì)簡(jiǎn)單，整體造價(jià)降低很多，可實(shí)施性強(qiáng)。該設(shè)計(jì)解決了金屬穿孔板僅僅是使用在建筑外觀和圖形化設(shè)計(jì)，單一在板面上通過(guò)穿孔來(lái)形成平面圖案，使之更加符合濕熱地區(qū)遮陽(yáng)和通風(fēng)的氣候要求。這一設(shè)計(jì)過(guò)程為在多孔金屬表皮這個(gè)具體圖形化特征設(shè)計(jì)過(guò)程中更多結(jié)合了濕熱地區(qū)炎熱多雨的地域氣候、經(jīng)濟(jì)技術(shù)要求的適用性要求。

圖1 廣州城市展覽館

2.3 佛山青少年宮金屬多孔表皮案例

佛山青少年宮建筑立面形成的金屬表皮取自佛山剪紙的意向，通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助剪紙鏤空藝術(shù)可以在金屬板材上實(shí)現(xiàn)。在建筑主體上采用普通開(kāi)窗形式，控制窗墻面積比，，在不影響建筑內(nèi)部采光情況下，通過(guò)金屬穿孔鋁板的墻面包裹成內(nèi)凹窗形成立面上由密至疏、逐漸跌落的形式，實(shí)現(xiàn)了功能與形式的契合。為了滿足大型公共建筑大空間的通透效果，僅在中庭部分采用了整體玻璃百葉，增加通風(fēng)效果，緩解溫室效應(yīng)。

3 總結(jié)

通過(guò)金屬多孔表皮在濕熱地區(qū)的案例分析，比較多孔金屬材料作為遮陽(yáng)構(gòu)件“透”，作為附著構(gòu)件“薄”，作為高層遮陽(yáng)構(gòu)件“輕”等方面的研究，突顯了金屬多孔表皮在濕熱地區(qū)的適用特征。由于本建筑科學(xué)技術(shù)對(duì)目前研究不完備情況下，建筑表皮對(duì)氣候適應(yīng)性多停留在感性表現(xiàn)思維設(shè)計(jì)影響，通過(guò)本文論述希望建筑師可以關(guān)注多孔金屬表皮在適應(yīng)氣候的技術(shù)發(fā)展上的應(yīng)用。