金属建筑表皮与技术美学——以莲塘/香园围口岸联检大楼概念设计“同心结”为例

李书楠

（中机中联工程有限公司，重庆400039）

金属建筑表皮与技术美学
——以莲塘/香园围口岸联检大楼概念设计“同心结”为例

李书楠

（中机中联工程有限公司，重庆400039）

如今，金属已成为一种重要的表皮材料，引领着当下十分流行的表皮发展趋势。编织的表皮作为表皮创作手法之一，受到一些建筑师的喜爱。编织的表皮有着非常丰富的表现语言，在不同建筑师手中呈现出截然不同的视觉效果。EDA的建筑师在参与莲塘/香园围口岸联检大楼概念设计国际竞赛设计时运用到的编织形式的金属表皮，采用铜和锌两种材料，寓意“同心同德”，将建筑的表皮与技术美学融为一体，既达到了技术环保的要求，又给建筑增添了亮丽的色彩。

表皮结构衍生；材料技术；建筑节能；技术美学

1　项目背景介绍

2008年9月，香港特别行政区政府及深圳市人民政府联合公布在位于香港新界东北及深圳罗湖的莲塘/香园围兴建新口岸，以服务来往香港及深圳东部的跨界货运和客运交通。新口岸将会连接深圳东部过境通道，从而为深圳东部、惠州、粤东各市及邻近省份（如福建及江西）提供更有效率的跨界通道。

项目主要目的在于促进港深两地发展，改善港深东部口岸的整体运作效率，处理能力及服务质素，落实深圳市政府有关跨境车辆“东进东出”的交通规划原则。

评审委员会根据竞赛作品美感及创新意念、与周围环境协调、环保意念、功能发挥、效率及可建性等评审准则评出入围作品。经过两轮评审，最终在专业组中选出3件优胜作品、3件嘉许作品及4件入围作品。其中，来自香港，以“光影·流·岸”命名的作品方案获得了专业组第一名，而深圳市参数化建筑设计有限公司（EDA）的主创建筑师高洪波和其团队成员吴立东、蔡杭之、徐丙根、陈泽杰则凭借“同心结”的作品方案获得第二名（图1）。

图1　“同心结”方案鸟瞰图

2　“同心结”方案构思

2.1构思起源

这次大赛的主要目的在于缩减来往香港及深圳东部的时间，促进港深两地发展，新口岸的作用在于纽带。EDA建筑的设计构思，就是从“中国结”的概念开始的。中国结的连续性特征正与该项目的具体功能存在某些内在的联系（图2）。最终EDA建筑在众多方案中采取了以同心结作为设计的主题，即寓意深港两地同脉同心。

图2　中国结的编法

2.2表皮结构单元衍生及形体分析

该案项目位于深圳和香港的交界处，莲塘/香园围口岸联检大楼的建设用地有两块，西侧是香园围口岸，东侧是莲塘口岸，中间深圳河穿流而过，周边有部分住宅用地。整体建筑用地规划合理，分区明确，联检大楼功能齐全，周围还设有货检设施、配套政府办公设施、停车场及园林绿化等必要设施。道路系统完整流畅，交通便利。

EDA建筑的设计者对基地分析研究后发现深港双方基地成一定的夹角关系，正交柱网无法妥善处理平面布局关系，因此突破性地多引入一个向量；同时通过对条状薄片进行打结试验，发现在极限状态下，结形成的几何形体水平投影为正五边形，由此确定采用正五边形作为该项目的核心设计元素。

此次建筑表皮设计手法是在五边体中交叉叠加的特点基础上进行数字变换，形成立体编织的视觉效果（图3），与屋面呈一定角度的片状太阳能构件可以提高太阳能转换效率，建筑外墙材料采用绿色建材金色铜板和灰色钛锌板。由于此方案设计造型及外表皮相对复杂，因此整个设计运用了数字设计的手段，从概念创作到最终成图，一气呵成。

图3　形体分析

3　技术手段

3.1金属材料建筑表皮技术优势

金属表皮已经成为当下十分流行的趋势，铝合金、钛锌合金、铜等材料等在建筑设计上得到了广泛的应用。金属具有稳定的物理性能，正如金属具有延展性，能被弯曲、扭转以及变形，却不影响本身特性。同样金属表皮耐久且具有自洁性能，并且规模化车间的生产减少了现场施工量，易于加工，促进了生产效率提高。

金属本身的耐腐蚀、耐久性都较其他材料要强，以金属构建形成的建筑表皮甚至能够获得与建筑主体结构同步的生命周期。

预装配化施工，缩短施工周期。金属的材料性质决定了其可以在工厂中大规模加工生产，进而在工地进行组装，极其便于施工，能够大大的缩短施工周期，降低了人工成本。

现代技术不仅能让金属表皮能够创造新颖的外部形象外，而且又能起到保护与创新的双重作用。透过金属表皮，原有建筑透过金属表皮传达出历史的信息，视线又会被其所表现出的不确定性所吸引，传统与现代在轻薄的表皮上得到同时呈现。

3.2金属材料建筑表皮的节能与环保

莲塘/香园围口岸联检大楼概念设计是通过大量的节能设计计算的，例如辐射计算、对铜、锌板角度的模拟测试等，该设计力求符合当今低碳节能的设计潮流，达到一个绿色建筑应有的标准（图4）。

图4　热辐射分析

金属表皮的拆卸或重新安装比较方便，能回收循环再利用起到生态节能的作用。

环保在材料的应用上也尤为重要，金属表皮能够减少污染的产生，可以有效地过滤太阳辐射，并且能够配合自然通风、太阳能照明取热等节能技术（图5），保证了室内实现向外渗透地最大可能性。与此同时，金属材料的可重复利用性减少了材料的浪费，并且采用预处理技术减少二次污染。

金属材料是回收率最高的建筑材料，常用的金属制品废弃之后有75%可以回收再利用，而铜的回收率则达到了100%。另外，金属材料不会对环境造成污染，可谓是名副其实的绿色环保材料。

图5　屋面太阳能处理

4　技术美学

4.1新美学基础

20世纪以来，建筑表皮逐渐地从结构的束缚中解脱出来，在建筑师们的不断的尝试与创新中，通过运用新型的建造技术拓宽金属的材料形式并挖掘材料更深层次的表现潜力，形成金属材料多元化的建筑语言。如今，金属早已成为一种重要的表皮材料，引领着当下十分流行的表皮发展趋势。各种新型的合金、冲孔、板网、格栅或编织网形式的金属材料在幕墙及建筑屋面系统中得到广泛地应用。

我国对技术美学的研究不断地拓展和深化，在借鉴与吸收国外研究成果的基础上，探索一条符合中国当代技术美学理论与内容的体系。目前国内认为技术美是技术美学的最高范畴，它是技术活动和产品所表现的审美价值，是一种综合性的美。从构成来看，技术美主要内容是功能美，也包括形式美和艺术美。新美学的基础必须建构自己独特的观念及范畴体系，揭示其自身研究领域的审美规律。

4.2技术美学产生根源

目前国内技术美学研究大多是关于基本原理的研究，对技术美学思想史的研究还很少。并且，对西方技术美学思想产生、发展的介绍也只限于西方工业革命以后，如新艺术运动、包豪斯及工业设计的兴起、发展过程等等。其实，技术美的创造不只是大机器生产出现以后才有，技术作为人类改造自然的手段和方法，它不仅包括机械化工业技术，也包括工业革命之前的手工技术。因此，技术美的创造及其思想也不只是工业革命以后才出现的。正如竹内敏雄所指出的：“一般意义上的技术同人类历史一道自古以来就存在着，古代的手工艺也好，现代的工程技术也好，都包括在内。只是在它们之间，功能的效率相差悬殊，而只要随着那一种产品都符合各自的目的，并伴随着那种程度的美的效果。那么，在它的技术美的结构上就没有本质的差异。”

4.3技术美学发展趋势

现如今，建筑师越来越认识到技术对象的审美价值。他们试图在自己的美学理论中对此加以分析，扩大研究视野，为理论体系纳入新的内容。技术美学作为一门应用学科不能停留在形而上的抽象议论层次，而应具有强烈的实践性和可操作性，用于指导当代物质审美文化建设。

技术美学作为一门应用学科不能停留在形而上的抽象议论层次，而应具有强烈的实践性和可操作性，用于指导当代物质审美文化建设。技术美学对实践的介入主要通过设计活动来进行，它不仅为最佳而合理的设计观提供思想基础，也为设计活动提供理论指导。技术美学不只是美学自身的逻辑发展和延伸，更是人类实践过程中审美创造智慧的结晶和运用。

技术美学对实践的介入主要通过设计活动来进行。它不仅为最佳而合理的设计观提供思想基础，也为设计活动提供理论指导。技术美学不只是美学自身的逻辑发展和延伸，更是人类实践过程中审美创造智慧的结晶和运用。当代技术美学研究不应只是告诉人们什么是技术美，更重要的是使人们懂得怎样才能创造和实现技术美。

技术美学研究不仅要解决带有普遍意义的设计观念、方法等宏观问题，也应该关注设计实践中的具体问题，把技术美学的基本观点微观化、具体化，用于解决物质生产和生活领域审美创造中的许多复杂的问题。这样，技术美学才具有强大的生命力。

5　技术美学应用案例及总结

5.1半透明的金属表皮

现代建筑重要特征是技术在建筑艺术中的觉醒，注重发挥建筑结构和建筑材料的性能特点，不去掩饰它们，而是将其作为建筑造型的表现要素之一。建筑中的支撑结构与表皮的分离使表皮成为一个相对独立的膜结构，这种分层构造，为表皮材料提供了可能性，例如瑞士建筑师赫尔佐格及德梅隆在美国旧金山de Young Museum中铜穿孔板的使用。穿孔板的纹理重现了阳光下斑驳的树影意向，创造出诗意的建筑（图6）。

5.2承重的金属表皮

OMA为PRADA旧金山店设计的建筑表皮，采用横隔板结构，将钢骨架安装在与基础同标高的支撑结构上，使建筑结构更加牢固。不锈钢厚度为25mm，使之满足结构要求，并且在295mm宽交错栅格上打圆孔从而减轻自重并扩大建筑内外视野（图7）。这些圆孔由水柱切成，从栅格、孔的分布和大小中，能够反映出不锈钢板可以承受的来自侧向力的压力，在压力较小的区域可以只留下满足结构需求的材料。

5.3金属表皮对旧建筑的保护

Peripheriques建筑事务所设计改造了巴黎历史中心附近校园的一栋建筑。策略是在原有建筑框架概念的基础上进行改动，将原来的一个庭院改造为两个，其中一个用ETEE膜加以覆盖，十几种不同图案的穿孔铝板构成了外部表皮，用一个Z型的斜面引导着人流和视线的到达。改造后的建筑色彩丰富，在不同区域的颜色有助于空间方向感的定位（图8）。

图6　 de Young Museum

图7　旧金山店

图8　 Jussieu校园建筑

6　结语

从技术美学观放眼于如今整个建筑行业，审美设计创造和评价标准的指标化，可以使技术美学观点变得更为直接、具体和数量化，增强了实践上的可行性，同时也使技术美学进入了实证性研究，这些具有进一步探讨、推展的意义。目前国内个别研究者已着手这方面的初步探索。然而，它的实施是一项极为复杂的综合性工作，需要多方面的协调配合。另外，创造和评价审美指标也不是凝滞僵死的教条，而是绝对与相对、稳定与变化的统一，它将随时代、社会、人们生活方式的发展变化而不断更新。

［1］舒欣，邱宁.建筑表皮的双面性——形态与生态——以马德里当代艺术博物馆（Caixa Forum Madrid）为例［J］.中外建筑，2013（07）.

［2］梅静.建筑表皮中金属材料的表现手法解析［D］.重庆：重庆大学，2013.

［3］龚迪，袁啸，雷鸣.浅析绿色建筑体系与低碳经济［J］.环境科学与管理，2012（8）.

［4］王润霞.低能耗的绿色建筑［J］.天津大学学报（社会科学版），2010（3）.

责任编辑：孙苏

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

李书楠（1989-），男，吉林吉林人，本科，工程师，主要从事建筑设计工作。