半透明的金属建筑表皮

89第25卷 9/2007华 中 建 筑 孙 超 法 Sun Chaofa 作 者 邮 编 收稿日期 湖南理工学院土木建筑 系副教授 414000 2007 05 30 中图分类号 TU238+.1 文献码 A 文章编号 1003-739X（2007）09-0089-02 近十多年来，广泛应用于工业产生的各种金属 冲孔板、板网、格栅和编织网，在当代建筑表皮中找 到了新用途。这些带孔洞的半透明材料（简称为金属 孔板网）的过滤性或渗透性使得建筑表皮像人体皮肤 那样具有呼吸性，并产生新的视觉效果，透明亦不透 明、光亮亦暗淡、折射光亦透光、坚硬却柔软、宁静 而蕴含力量，表现出丰富、复杂和神秘的感觉，开启 了一种新的可能层面来定义表皮的随意性。 1 从不透明、透明到半透明的建筑表皮 柯布西耶曾宣称：建筑的历史也就是窗的发展 历史，这一点在建筑表皮上体现得更为明显，墙与窗 是构成建筑表皮的两个重要元素，形成了不透明和透 明两个视觉特性，或虚实关系。18世纪以前的建筑， 大多以石材、砖、木材为主要构筑材料，不透明的建 筑表皮占主要部分，建筑显得厚重和封闭。自从金属 和玻璃成为重要的建筑材料之后，建筑的厚实感不断 地被削弱，透明的玻璃窗构成的表皮逐渐扩大，甚至 成为了建筑表皮的主体，形成玻璃幕墙，墙与窗的关 系发生了根本的改变，由以往的封闭、隔绝走向了开 放、交流。 自20世纪80年代以来，建筑师在充分表达了不 透明材料与透明材料（如玻璃）的物质视觉特性之 后，转而注重表现那些介于透明与不透明之间的半透 明物质视觉特性。通过对玻璃表面的处理，如磨砂、 丝网印刷、雕刻或用多层玻璃的重叠；在建筑表皮的 外层叠加、悬挂各种孔板或编织网；直接利用半透明 的聚碳酸酯纤维板或薄膜作为建筑表皮等，我们得到 了介于不透明与透明之间的无数种半透明层次。半透 明的建筑表皮，使得自然光线得以柔和地进入室内， 避免强烈的光影对比，形成若隐若现的光影效果，烘 托出环境的飘逸感觉，具有神秘的气氛。如在哥特式 教堂中，穿过半透明的彩色玻璃窗花的光线弥漫于教 堂内，增强了宗教仪式的神秘气氛；中国传统的窗常 用纸裱糊，白天的自然光经过半透明纸窗形成柔和、 宜人的室内光环境，夜晚却是神奇光影的“屏幕”。 表皮的半透明性使室内外空间的视觉既有界限，又保 持着某种彼此若隐若现的、迷人的朦胧美，相对透明 表皮的完全暴露和不透明表皮的完全隔绝而言，具有 更大的可塑性和魅力。透明与不透明的明确界线已被 半透明的表皮所模糊了，仔细推敲墙与窗、虚与实的 比例关系，不再是建筑表皮设计的唯一中心，或许扑 朔迷离的光影更能反映当前快速变化的多元时代的特 征。柯布西耶所倡导的理念：“建筑是在阳光下对体 量的精湛、正确而卓越的艺术处理。”①在当今建筑造 型逐渐被去物质化（dematerialized）和虚拟层面不断增 ·国家留学基金资助项目（编号：22843151）· 半透明的金属建筑表皮 Translucent Metal Surface of Architecture 摘 要 透明的建筑表皮模糊了不透明与 透明表皮之间的界线，丰富了建筑表皮 的视觉效果。该文分析了半透明金属表 皮不断变化的视觉特征，探讨了半透明 金属表皮在过滤气候、创造复杂表皮、 装饰旧建筑表皮和塑造光效果等方面的 运用方法。 关键词 半透明 不透明 透明 金属 建筑表皮 Abstract Translucent surface o f a r c h i t e c t u r e b l u r s t h e border l ines between opaci ty and transparency, and improves the visual effect of architectural surface. The paper analyzes the changeful, visual characteristic of the translucent metal surface, and treats its application methods to filter climatic factors, create complicated surfaces, decorate surfaces of old buildings’ and shape light effects. Key Words Translucency, Opacity, Transparency, Metal, Architectural surface 图1 法国国家图馆 图2 巴塞罗那国际会议中心 图3 瓦任疯狂文艺之家 RESEARCH OF ARCHITECTURAL DESIGN 建筑设计研究 · 有 关 专 项 技 巧 · 第25卷 9 /200790 华 中 建 筑 强的进程中，似乎可更进一步描述为：建筑表皮是 对光的随意、朦胧而神秘的艺术处理。 2 不断变化的半透明金属表皮 现代建筑的表皮与支撑结构的分离已使表皮 成为一个相对独立的膜，并随着人们对舒适度越来 越高的要求和对生态环境的重视，以及附加在表皮 上的技术越来越多，其要求也越来越严格，建 筑表皮已分解成具有多种功能层构成的多层表皮， 以满足一系列有时相互矛盾的功能（通风、采光、 隔声、热隔绝、防火、安全和美学等）。正是得益 于建筑表皮的分层构造，使得运用不同材料（如不 防水的材料）作为建筑表皮的某一层成为可能，于 是各种可想得到的材料和构造方式均可用于表皮的 建造上，建筑师在选择材料与构造设计上获得了极 大的自由。20世纪90年代中期，法国建筑师多米尼 克·佩罗（Dominique Perrault）将金属编织网用于法 国国家图书馆的山墙外表皮上（图1），随后又将其 用于覆盖柏林室内赛车场和游泳馆，此后，半透明 的金属产品在建筑表皮上的应用便逐步受到关注。 半透明金属产品可分为孔板和编织网两大类。 孔板包括冲孔板、板网和格栅板等。冲孔板是利用 电脑数控冲床或微机控制激光打孔机在金属板材上 冲制各类孔洞形成；板网是通过对金属板材切拉而 成；金属格栅板可分为压制格栅板、压焊格栅板； 编织金属网是指用各种金属丝或缆线通过一定的编 织方法而形成。金属孔板网的物理性能稳定，特别 是由不锈钢、铝、铜等材料构成的金属孔板网，坚 固耐久，具有很好的防腐性能，自然雨水和强风可 对其起到清洁作用，维护费用低；另一方面，金属 孔板网很容易被拆卸或重新安装在其他建筑上，能 回收循环再利用，符合生态建筑的基本原则。 半透明的金属孔板网随着视觉和室内外环境的 变化将产生丰富多变的视觉效果，从远处看，由金 属孔板网构成的建筑表皮给人的感觉是不透明的， 随着人们走近，从某个角度看却是开敞、透明的， 变化不同的角度和位置，金属孔板网表皮时而是闭 合的，时而却是透明的。光影交替呈现在金属孔板 网上，晴天明亮、充满生气，阴天却暗淡、收敛； 白天，金属孔板网反射太阳光成为反光体，夜晚则 透射室内光线成为发光体，白天与晚上景色截然不 同。不断变化的半透明金属孔板网连结了实体墙与 玻璃，即不透明与透明的界线，模糊了人工环境与 自然环境的界线，弱化了沉重的墙体，丰富了透明 玻璃的层次，获得了既透明又不透明、既开敞又隔 断、既轻薄又坚固的丰富层次。 3 半透明金属表皮在建筑中的运用 3.1 过滤气候要素的生态表皮 过滤是半透明金属孔板网在工业生产应用中 最基本的性能，用于建筑表皮上，则能过滤太阳光 线、风和雨等自然气候要素，同时也能保证室内视 线向外渗透的最大可能性，提供一定的安全保障。 由于金属孔板网既能缺少密闭的隔绝性能，因此一 般不单独形成建筑表皮，常与其它表皮组合形成多 层的建筑表皮。金属孔板网既能有效地过滤太阳辐 射，又能使室内向外的视线不被太多遮挡，如金属 编织表皮在遮光50%的情况下，仍能保证由室内看 清室外环境的性能，而在同样条件下的传统百叶却 基本上是完全隔断了室内外视线的联系。金属孔板 网形成的遮阳构件在遮挡阳光的同时会因吸收太阳 辐射而升温，由于金属是低热质的材料，在没有太 阳辐射热时（如晚上）能够迅速冷却，避免白天所 吸收的热量过多地传入室内，同时由于金属孔板网 的渗透性，热空气也不会滞留于其附近。事实上， 重叠于玻璃幕墙外的金属孔板网与玻璃之间形成的 空气层在烟囱效应的作用下会自下而上地流动，带 走堆积在金属孔板网附近的热量，避免热量过多地 传入室内。至于是否能达到类似于双层玻璃所构成 的烟囱效应，有待于进一步研究和测试。西班牙建 筑师约瑟·路易·马泰奥在巴塞罗那国际会议中心 的南面和西面的玻璃层外部装置了重叠开孔密度不 同的冲孔板，构成良好的遮阳效果。冲孔板与玻璃 面有不同的倾斜度，形成起伏的表皮层，在地中海 不断变化的云彩下显得生机勃勃（图2）。 3.2 创造形状复杂的超级表皮 金属编织网的柔软性、组装的灵活性和拼接的 无限性，使得创造复杂的建筑形体、双曲表皮面或 “非欧几里得”图形变得容易。法国北部里尔市的 瓦任疯狂文艺之家（Maison folie wazemmes）是一个 未来派的建筑式样，作为城郊旧纺织厂改造项目， 荷兰鹿特丹先锋事务所NOX用金属编织网以计算机 生成的非欧几里得复杂图形覆盖在其原有建筑表皮 上，波浪起伏的半透明金属网随着视线、光线角度 的变化而产生了丰富的视觉效果。正如项目负责人 拉斯·斯伯伊布里克建筑师（Lars Spuybroek）所 说：“这个生机勃勃的、全息的衣服，既不隐藏后 面的黑盒子又因半透明而产生细微的波纹闪光，体 现了生命与艺术的跳动。”②（图3） 3.3 装饰旧建筑的表皮 城市旧建筑物的更新改造成为人们日益关注 的课题，对旧建筑的大量拆除不是解决问题的唯一 图4 法国文化与交流部办公楼 图5 法国文化与交流部办公楼局部 图6 瑞士2002国家博览会比尔展示 区三座塔（来源：Philip Jodidio. Architecture Now 3. Cologne: Taschen. 2004） 方法，寻找轻质、易安装且对原有建筑损坏较少的 材料来包裹旧建筑是一种值得探索的方向。显然， 轻质的金属孔板网很容易满足这些要求，同时还起 到既保护又创新的双重作用。透过半透明的金属孔 板网，我们既能察觉或感受到其后的传统建筑风 韵，又会被金属孔板网所表现出的视觉不定性所吸 引，传统与现代在这轻薄的表皮上同时展现。法国 文化与交流部办公楼是由两个表皮性质完全不同的 建筑组成，一个为1919年完成的以石砌为主的古典 建筑，以不透明的表皮为主；另一个为1960年完成 的以玻璃为主的现代建筑，以透明的表皮为主。法 国建筑师佛朗西斯·索勒和弗雷德里克·德鲁沃 （francis soler et Frederic Druot）运用半透明的金属 网将二者包裹在一起，调和不透明与透明二者间的 两极对立性，银色的金属网在阳光下产生不断变幻 的光影，给该街区带来跳动的元素，从另一角度来 看，用金属网包裹这样一幢法国文化部的建筑，似 乎隐喻对法国文化传统的保护意图（图4~5）。 3.4 塑造光的表皮 透明表皮明确地展示室内灯光下的一切，不 透明表皮隐藏一切，半透明的金属孔板网在过滤光 线的同时，似乎还留住了部分的光线，形成投影， 呈现影子的运动，成为光的载体和光的塑造者。随 着金属孔板网的孔隙率变化和光线角度的改变，室 内外光线的渗透量也将随之变化，在晚上，可以塑 造出金属孔板网形状的发光体。奥地利建筑师库 柏·西梅布芬（Coop Himmelb（l）au）为瑞士2002 国家博览会设计的比尔展示区中象征权力的三座高 塔，其扭曲、变异的形体是运用镀锌板网构成的， 在夜晚，灯光从建筑内部透射出来形成了三个生动 活泼，但又神秘的发光塔，建筑内部的情况和活动 也若隐若现地映射出来了，当博览会结束后，这些 材料又可完全回收再利用（图6）。 ■ 注 释 （1） 勒·柯布西埃. 走向新建筑. 吴景祥 译. 北京: 中国建筑工业出版社, 1980：75。 （2） Philip Jodidio. Architecture Now 2. Cologne: Taschen， 2004：388。 参考文献 1 Philip Jodidio. Architecture Now 3. Cologne : Taschen , 2004. 2 Christian Schittich. En Detail Enveloppes（Concepts Peaux Matér iaux）. Berlin: Birkhauser, 2003...