从建筑表皮的发展史探析其价值与前景

从建筑表皮的发展史探析其价值与前景

金钢花

杭州中国美术学院风景建筑设计研究总院310012

摘要：近来，建筑表皮已成为建筑界广泛关注的焦点之一。建筑表皮设计或是建筑形象的亮点之一，或是建筑功能改良的重要因素，甚至是整个建筑的创意核心，这些都体现了建筑表皮设计的重要性。其实建筑表皮设计并不是近几年才涌现的新生事物，无论是古代宗教建筑的立面装饰处理，还是19世纪格罗皮乌斯的包豪斯大楼，又或者是现代扎哈哈迪德设计广东省歌剧院都属于建筑表皮设计。本文主要总结建筑表皮设计的发展历程，并基于当今具有表皮设计要素特点的着名建筑分析建筑表皮细部设计特征和以后的发展前景。

关键词：建筑表皮设计、生态建筑、环保材料

1、建筑表皮的定义与重要价值

所谓建筑表皮，广义而言是指人们通过触觉、视觉直接感受到的建筑表层，包括内部和外部。其概念与我们常说的建筑外观有一定区别。建筑外观是指人们在外部观察建筑时得到的视觉印象。建筑外观主要取决于建筑体型、建筑表皮以及建筑特殊构件的处理，以及相关的一些其他因素。也就是说，建筑表皮是决定建筑外观形象的主要因素之一。同时建筑表皮更多强调“面”的特色，可以被认为是建筑外表面的连续展开。

然而，建筑外观只是建筑表皮的一个方面的属性。建筑表皮同时还有其功能属性、技术属性以及空间界面属性。建筑外观是建筑处理的一个重要方面，而建筑表皮是建筑内外空间界面处的构件及其组合方式的统称。所以，两个概念的研究范围虽有所交叉，但本质上是有区别的。

1966年文丘里出版了《建筑的复杂性与矛盾性》，将建筑问题分解为空间问题与表皮问题，指出表皮具有无限丰富创造的可能。后现代主义更是把独立于空间之外的表皮的意义提升到第一性的重要性。与此同时，全球生态环境的恶化，表皮设计成为“生态”设计的重点，又因为新材料和新技术的不断进步，透光混凝土、PVC、PTFE、ETFE等的使用，带给建筑表皮更大的可能性。这些新型表皮材料以其简洁优美的外形，及其卓越的光学、力学、保温等特点，被建筑师们广泛喜爱，使现今建筑呈现自由，丰富，简洁，纯净，梦幻等各种多姿多彩的风格特征。

2、建筑表皮设计的发展史

自从人类在大约一万年前学会了建造房屋和城市。土，木，石在很长一段时间内作为建筑当仁不让的材料主角。材料的单调同时限制了建筑的外观和居住舒适性。

（1）玻璃在建筑中的使用和哥特式建筑的出现使建筑逐渐摆脱了厚重敦实的形象，呈现出灵动高耸的趋势。

公元4世纪初，罗马的玻璃制作技术得到长足发展，玻璃才开始在建筑中显现灵动身影。玻璃被用于建筑的窗户或门，这满足了人类在密闭空间内追求安全感的同时，还能和外界进行有效沟通的双重需求。在玻璃出现之前，人们只能在窗口使用牛羊角薄片或者羊皮纸。除此之外，中世纪欧洲最伟大的科学家集中涌现于哥特式教堂大兴土木的时代，在哥特式结构中，因为外部的柱子和拱扶垛取消了对厚墙的需要，所以窗户既多又大。最初的玻璃并不透明，色杂而斑驳，面积也不大。教堂内的彩色玻璃实际上是由一块块小面积的玻璃片拼接而成的。而后随着玻璃制作工艺的传承和发展，玻璃片的面积增大，色彩也经过了一个由昏暗到灿烂的演变过程。到了17世纪初，最早开始工业革命的英国成了玻璃制造的中心，玻璃的工业化生产使玻璃更加大量地用于建筑领域，并开始突破窗户的用限而变得多元化和大面积大体积化。

（2）框架结构的兴起促进了建筑表皮的独立。

到了19世纪的工业革命，随着建造技术的发展，新材料和新的生产方式为建筑表皮提供了新的发展机会，建筑表皮摆脱了承重结构功能的束缚.取得了革命性的进展。但是现代建筑设计理论更热心于建筑体量和空间的表现，建筑表皮只是作为体量和空间的附属品而存在。譬如现代建筑的柯布西耶给建筑师提出三项备忘录：体量、表皮和平面三个基本要素，尽管柯布西耶给表皮一定的重视，但认为表皮只是为体量服务。

19世纪晚期兴起的框架结构有着重要的意义，勒斯巴热和莫斯塔法在《表皮建筑学》中认为：“在建筑学中，框架结构的美学和功能的发展使得墙体被重新定义了。在去除附加装饰及承重功能之后，墙体变成了填充物，而像覆层、集装箱或者包装纸那样被悬挂在框架结构体之后、之间或者之前。

赖特在20世纪初创立的草原式风格住宅中已经充分表现了由框架结构带来的平面布置的自由以及相应的立面。而柯布也在他的斯坦因别墅（VillaStein）和年瑞士学生公寓（PavillonSuisse）等建筑中体现了建筑墙体的独立性。在这些建筑中，有的墙体既非承重亦非围护，而只是作为空间的界面存在；有的虽然用以维护体量，但是形式处理已经遵循自己的规则。

真正把建筑的围护体作为“表皮”（而非体积）进行表现的是密斯凡德罗。在密斯（MiesvanderRohe）1929年的巴塞罗那德国展馆中，空间自由流动，内外界限已经取消，承重功能由十字钢柱完成，而建筑表皮作为空间围护的角色已经模糊，又无需承重，由此获得了绝对的自由。

（3）后现代主义建筑师从符号学，语义学出发，进一步认为建筑可以有两层皮，里面的一层解决功能，外面的一层解决形式。

针对现代主义的建筑形式应如实反映内部功能的原则，文丘里在《建筑的复杂性及矛盾性》中提出的“二元理论”在建筑中的运用，使建筑师彻底摆脱了清规戒律，于是建筑表皮完全解放，可以自由的舞蹈了。可是后现代主义者虽然提出的理论是有道理的，但采取的建筑形式和拿出的实际作品却仍然处于一种探索，矛盾，徘徊甚至混沌冲突的非确定状态。虽然他们在建筑形式方面常常突破常规，他们的作品具有一定的启发性和批判性，但确实缺乏经典隽永的美感和令人赞同的理性思维。

（4）在经历了现代主义、后现代主义的思潮风格变迁之后，20世纪90年代，许多当代建筑师开始回归到建筑本体，把材料及其建构当作了设计的起点。

表皮的分层构造使各种想得到的材料和构造方式很容易被重盛在其它建筑表皮层上，建筑师在选择、表达材料与构造设计上获得了极大的自由.创造出丰富多彩的建筑表皮。此时建筑表皮的材质已经非常丰富：天然材料（土、草、苇、泥、竹、木、石材等在大自然存在的材料）；烧土制品材料（砖、玻璃、混凝土等）；新材料（金属、塑料、自愈合材料等）。而每一个建筑大师都有自己钟爱的材质：贝律铭喜爱玻璃与金属的光影之美，代表作有法国巴黎卢浮宫扩建工程和德国历史博物馆；安藤忠雄是清水混凝土的诗人，水之教堂，住吉的长屋，六甲集合住宅等清水混凝土建筑带有强烈的个人风格；路易斯•康是砖艺术的传承者，艾哈迈德巴德印度管理学院完全以砖为材料，巨大的承重砖墙拔地而起，由混凝土联系着的砖砌缓拱构成墙面的开洞——人们可以从这种独特的表现方法识别路易斯•康的建筑作品。越南建筑师武重义善用竹子作为建筑主材，在2015米兰世博会之越南馆，越南岘港的纳缦豪华度假村等建筑中，竹子精湛的使用手法让人惊叹赞赏。在这个科技工业急速发展，观念前所未有开放的时代，表皮建筑呈现出一种不断推陈出新，百家争鸣的繁荣状态。

（5）进入20世纪后期以来，全世界逐渐将对人类居住环境的可持续发展的重心放在“绿色”上来。

绿色环保材料有四种不同程度的要求：（a）基本型，是指基本满足国家标准中对于绿色环保建材的使用性能与对人体无害材料的要求。（b）节能型，是指制造工艺采用低能耗的制造方式，例如，使用免烧低温来合成建材，以减低热量损失，提高热能的使用效率。（c）循环型。循环性是指大量的将尾矿废渣和污泥等初次废弃物得到重新使用，在新兴技术工艺的配合下，达到循环利用的目的。像日本很早利用下水道的污泥来制造生态环保的水泥，利用垃圾焚烧后产生的少渣来生产陶瓷质绿色建筑材料等，使产品的回收利用率达到了80%以上。（d）健康型。健康型是一种比较时髦的建筑材料。是指产品设计中以改善人们的生活环境的质量为前提，以提高生活质量，产品对人体有益的非接触性物质，这种材料具有防霉抗菌除臭调温隔热消磁调湿防静电射线，并产生负离子的功能的材料。

基于新需求和新的生产技术，这些年井喷式出现的新材料中，出现了许多性能和表现力都颇为优越的表皮材料。比如超性能岩板，如岩石一般坚硬，5级耐污、零吸水零渗透，无毒无害无辐射。明混凝土建造的墙面可以让光线穿过，营造出美轮美奂的发光效果。树脂板是采用高性能树脂，在热融过程中加入轻纺、属、纸、植物、树叶等独特材料制作而成，而重量则是玻璃的一半，质地坚韧，可塑性，抵抗化学腐蚀，具有高透光率，可在现场割加工。树脂板更独特的一点，可以循环使用。它内里的各式图纹结构，赋予了板材极具艺术与自然的气息。以及各种附加了不同性能的玻璃表皮材质（如：热弯玻璃/超白玻璃/彩色玻璃/压花玻璃/随温变色玻璃带光伏电池的层压玻璃。），各种金属材质的表皮（如波纹板/金属穿孔板/耐候板、铜板）等等。使用了这些新型建材的表皮建筑不仅拥有简洁优美的外形，更有卓越的光学、力学、保温等方面的优势。如形象简洁深入人心的北京水立方使用了ETFE材料，如马蹄莲花一遍洁净的首尔Dior旗舰店使用的是GRC材料，拥有像鱼鳞一样外立面的里斯本水族馆使用的是仿陶瓷材料……

在美观耐用的基础上，研发人员甚至开始赋予建筑表皮材料以类似人类皮肤的某些性能：天然，自愈，呼吸，调节温湿度等等。譬如经过特殊加工的夯土、草、苇、泥、竹、木、石材，比原始的材料性能更优越，却仍保留了可自然降解、可循环使用的天然本性。还有可自我修复的混凝土：由荷兰代尔夫特研发，不仅仅是修复外观美学的损坏，因为当混凝土生长的过程中产生裂缝，水就会流入，随之腐蚀内部加固钢筋。以及人造树叶：由JulianMelchiorri设计，用蚕丝纤维的稳定性，可以将植物中提取的叶绿体，嵌入蚕丝蛋白中，自主呼吸的树叶。发光水泥：墨西哥科研人员研制出可以在夜间发光的水泥，而且这样的“光路”无需用电，节能环保等等。这些建材虽然还没大量投入使用，有些甚至还在研发阶段，但是在不久的将来，经过了建筑师们不断的实践和尝试，一定会在建筑领域焕发出灿烂的光芒。

3、因此，从表皮建筑的发展史中我们可以看出，新材料、科技技术的发展，使建筑表皮呈现多种形式、多元化、智能化等。建筑表皮从最开始单纯围护作用到现在越来越多的功能，建筑表皮在建筑设计中的重要性不断提高。笔者认为随着国内生态观念的发展，生态建筑的兴起，建筑表皮的设计对于生态建筑的建造具有重大借鉴意义，必将成为今后国内建筑设计的重点之一。

参考文献：

[1]段晓宇.结合气候的多孔性金属表皮研究〔J〕.广州：华南理工大学，2011.6.

[2]林炳怀.绿色建材及其可持续发展[J].产业透视，2003（12）

[3]刘万锋.对绿色节能建材的探讨[J].中国建材科技，2006，（2）