可持续发展理念在建筑表皮设计中的应用

廖晶

广州市弘基市政建筑设计院有限公司常德分公司 湖南常德 415000

进入二十一世纪以后，建筑科技的发展浪潮极大地推动了建筑行业的发展进程，建筑外形从单一、呆板的模式化逐步向风格多变的多元化方向发展，城市建筑也被赋予了保存和彰显城市地域文化和人文风情的新功能；此外，受上世纪七十年代能源危机和环境危机影响[1]，可持续发展理念受到了广泛关注和认同，建筑设计行业受可持续发展理念影响，其设计模式逐步形成了以物质为基础，集合人文、历史等元素协调融合的可持续发展体系。通过分析大量建筑设计案例发现，大部分建筑设计方案中多以地域元素作为可持续发展的支撑点，因此，强调城市地域文化的传承和发展也成为评价建筑设计优劣的重要标准之一。

1 表皮设计发展现状

（1）建筑结构表皮的发展历程本质上就是当代经济文化发展的微观表现，工程技术的不断完善为建筑表皮的发展演变提供了坚实的物质和理论基础，极大地释放了工程技术对建筑表皮设计自由性和灵活性的约束；建筑表皮已不单单局限于其物理包裹功能，更多的“软功能”逐步被赋予到其设计方案和理念中；

（2）建筑结构表皮设计逐步向复杂化、层次化方向发展，力求表皮设计的复杂精妙一度成为表皮设计领域的主流之一。随着传媒及电子信息技术的高速发展，当前的建筑表皮设计主要集中于视觉传达和图像表现层面，受众群体对建筑表皮的兴趣主要集中在图像本身的美感及图像背后传达出的含义上；

（3）但是，基于视觉传达的表皮设计也存在一定的缺陷和不足，具体表现在以下几方面：第一，形式与技术存在脱节问题。建筑结构表皮体现出的建筑外形与建筑结构自身的使用功能无法匹配，在表皮设计过程中没有将建筑结构功能纳入到参考对象内；第二，形式与内涵存在脱节问题。在消费大众化这一背景下，表皮设计容易沦为简单的快餐文化，缺乏自身的内涵，偏离了以彰显人文风情为原则的基本理念[2-3]。

2 可持续发展融合的表皮设计理念

（1）归根结底，若想实现建筑表皮设计的价值回归，坚持可持续发展理念是必由之路。具体体现在以下两方面，第一，从技术措施出发，重视建筑表皮施工及使用阶段对当地可持续发展的影响；第二，从视觉传达和用户体验角度出发，突出建筑表皮的个性化和视觉效果。

（2）应该明确建筑表皮设计中的物质元素和人文元素并非相互对立，在表皮设计实践中应始终秉持发展的眼光看待物质元素与人文元素的变化趋势，从而建立良性的设计发展体系；

（3）着眼于建筑表皮整体，实现表皮设计的“艺技融合”，从而更好地推进建筑表皮设计理念的可持续发展。

3 表皮建构的路径

3.1 形技结合—关注地域物质环境可持续发展

（1）地域条件在一定周期内具有稳定的特点，为了彰显建筑表皮设计的地域特点，首先应遵循不同地域环境的差异性和独特性，力求建筑表皮设计与当地地域环境相适应；

（2）突出循环利用、节能降耗特点是建筑表皮设计实践中对可持续发展原则的集中体现，具体到表皮施工材料方面，应优先选用无污染、可循环利用的主材，在建筑材料选取过程中应坚持因地制宜的基本原则，尽量选用成熟、可靠的施工技术，提高工程施工的可靠性和经济性[4]。著名设计师赫尔佐格与德·默隆主持设计的多明莱斯葡萄酒厂地处纳帕山谷，由于山谷内全年日温差梯度较大，非常适合葡萄酒的酿制和存储；设计师充分利用这一优势，通过就地取材的方式，对酒厂建筑结构外墙表皮进行个性化设计，在满足建筑结构使用功能的前提下，还彰显了建筑外观的地域性特点。下图1为多明莱斯葡萄酒厂外观示意图。酒厂建筑外墙墙体主材为当地产的玄武岩，由于自然状态下的玄武岩粒径较小，无法直接依附于建筑结构表面，工程技术人员在玄武岩碎石表面增设了加强钢丝网；玄武岩碎石粒径由上至下依次增加，由于玄武岩比热容值较高，能够显著降低室内的温差梯度范围，从而起到保温隔热的功能。

图1 多明莱斯葡萄酒厂

3.2 形态重构—关注地域人文环境可持续发展

3.2.1 重构传统元素

（1）在满足建筑结构表皮的可持续发展原则的基础上，更应该关注其对地域文化的继承和宣传功能；与地域条件不同的是，受文化交融、人口流动、经济及社会发展等因素影响，地域文化在一定周期内的波动性较大，因此，为了满足地域文化的特点，在建筑表皮设计过程中绝不能照抄照搬既有方案，而是应及时更新设计理念，做好表皮外形的重塑[5-6]。

（2）从建筑学基本理论出发，建筑结构外形设计的本质是对当地地域条件及人文风情的集中显现。建筑结构表皮作为文化宣传的“窗口”，通过对建筑表皮的外形、色彩、纹理及图素等内容的调整，使受众者能够第一时间感受到其中蕴含的地域特点及人文风情；随着工程技术的发展，大量新工艺、新材料被广泛应用到表皮施工中，其对当地的地域文化及人文风情的表现能力也得到了极大地优化。

（3）英国 John Lewis 百货商店及影城项目的建筑表皮充分体现了当地的纺织工业文化，已然成为当地支柱产业的一张绚丽“名片”，下图2为英国 John Lewis 百货商店及影城表皮实景图。建筑表皮的图案设计灵感源自于斯特莱印度人纺织的半透明沙丽以及John Lewis 出厂的纺织物图例，该表皮形式借助现代材料和施工工艺打造出人工做旧风格，能够勾起受众群体对传统建筑表皮的记忆。

图2 John Lewis百货商店及影城

3.2.2 显现场所精神

（1）日本著名设计师安藤忠雄曾谈及：“我所热衷的不是‘数寄屋’实际的形式本身，而是其精神与感情内涵，正是‘数寄屋’的精神，对促进日本传统建筑的演变和发展起到了重要作用”。

（2）既有表皮形式的组合和重塑是建筑表皮设计的常用方式，在表皮设计过程中，除了采取以上基本方法外，还应着重发挥建筑表皮的情景功能，能够让受众者对建筑表皮的外观产生共鸣，有助于推进地域文化的传承和发展[7]。

（3）隈研吾主持设计的“Z58”项目，详见下图3所示，该项目表皮采用等间距布设玻璃墙体的方式，以突出建筑表皮的层次感和错落感，玻璃墙体上加以花槽点缀，使表皮整体不至于呆板。采用不锈钢制成的花槽能够映衬出道路两侧的梧桐树，建筑表皮与周边道路交相辉映、相互融合，体现出了浓郁的老上海风情。与传统建筑表皮设计理念不同的是，“Z58”项目的建筑表皮设计手法突出了表皮对周围环境的识别和传递功能，通过镜面成像和反射，破除了建筑与周围环境死板的二元分布模式，极大地增强了周围环境与建筑结构的融合性和协调性。

图3 Z58不锈钢花槽的玻璃外墙面

3.3 形技意合一地域物质与人文环境协同可持续发展

（1）建筑表皮发挥着地域环境与人文风情之间的协调可持续发展纽带功能，是现代施工工艺同传统文化相互“对话”的有效途径之一。其中，伦佐·皮亚诺主持设计的芝贝欧文化中心的表皮形式就是现代施工工艺对传统文化解析的集中表现。下图4为芝贝欧文化中心整体效果图。

（2）芝贝欧文化中心表皮采用双层形式，通过内外两层设计方法以增强表皮对当地环境的适应能力，内外两层表皮结构分别由正交肋板和弯曲肋板组成，设计灵感来源于当地的肋架编织工艺，使用耐久性更高的镀锌钢板代替棕榈苗，编织内外层之间的弧形肋架，为了加强弧形肋架的结构强度，在肋架间增设横向加劲锚固钢板；肋架结构主材在外部环境的长期作用下，其表面将逐步褪变为铜灰色，能够更好地与当地自然环境相协调，此外，肋架间的孔隙能够形成局部空气循环体系，一定程度上抵抗了沿岸海风的侵扰，建筑外墙周围通过布置大量的百叶窗以动态调整局部风力和风向，有助于加速局部空气流通效率，从而控制热带地区因长时间暴晒造成的高温[8]。

（3）皮亚诺在芝贝欧文化中心设计项目中充分迎合了当地的自然环境特点，通过使用大量现代化施工技术和新材料，突出了建筑表皮节能降耗、低碳可持续的特点，依靠建筑表皮的重塑，集中表现了新喀里多尼亚本土文化的过去和未来。

图4 芝贝欧文化中心

4 结语

我国著名建筑师王澍在谈及荣获“Holcim ”可持续建筑大奖的“五散房”项目时，就明确提出：“若想突出现代建筑结构的中国传统文化气息，就绝不能将建筑局限在房屋施工本身，应强调建筑与周围环境、地域的融合；此外，在现代建筑施工过程中，可以尝试推广夯土技术、混凝土预制等具有中国传统特色的施工工艺”[9-10]。基于以上论述，在建筑表皮设计中，大可以借鉴引用，在强调建筑表皮同当地地域条件和人文风情协调融合的基础上，提出创造性的表皮构型理念，从而达到建筑表皮设计的可持续发展目的。