（上海和盛天成投资有限公司 上海 200135）
【摘 要】建筑外立面设计是建筑设计工作中重要的环节。当前幕墙外立面已经广泛地应用在建筑项目中，和普通窗墙外立面有所不同，建筑幕墙设计更加自由灵活，被设计者看作是具有丰富表现力的建筑外表皮。合理的运用不同表现力的幕墙间相互作用，对建筑外立面设计建构的最终效果有重要影响。
【关键词】外立面（表皮）设计；幕墙表现力；相互作用；设计建构
【中图分类号】TU206 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2017）08-0045-04
1.引言
随着建筑技术的发展，幕墙系统（也称之为建筑的外表皮系统）让建筑的表皮和结构骨架分离开来，建筑外观的表现方式获得了很大的自由度，就像《涌现：从混沌到有序》一书中所写“当杰克把一粒种子种到地里时，一颗美丽的蔓藤出现了，慢慢地变为一颗成熟的巨大葡萄树”[1]的一样，不同材质幕墙被广泛地使用在不同功能及规模的项目中，极大丰富了建筑外立面设计效果，成为建筑师进行外立面设计创作的最主要手段。外幕墙的表现力主要取决于两个方面：a、幕墙的自身表现力特性；b、设计者对不同表现力幕墙元素的组织建构，即相互关系的使用。根据经验，单独一种幕墙立面设计效果主要依赖幕墙的自身表现力特性，而绝大部分建筑立面的功能和效果需要不同种类幕墙来共同完成，因此需要研究不同外立面幕墙元素之间的设计建构方法。目前外幕墙根据材质大体上可以分为玻璃、金属、陶板、石材及木材等几大类，本文选取使用范围最广的玻璃和金属幕墙元素作为对象。通过对已经完成过得项目设计进行思考，希望得出一些有益的设计方法。
2.玻璃幕墙外立面表现力分析
2.1 变化的通透特性
玻璃幕墙优良的通透性特点具有其它材料无法替代的表现力，这种通透性效果是通过玻璃对阳光的吸收、反射和透射取值不同产生的。三者关系为“透射+反射+吸收=100%（阳光入射光通量）”，随着取值的不断变化，玻璃可以在相同环境下表现出变化丰富的通透效果。通常反射率高，透射率低，玻璃通透性越弱，整体性越强，类似于镜面的效果，内外界限就更加清晰，非常适合建筑外形轮廓特征明显的建筑，如超高层建筑（图2.1）。如果反射率低，透射率高，则玻璃通透性高，整体轮廓会越弱，会显示出晶莹剔透的水晶般效果，十分适合造就精致、高贵、简洁的现代主义风格建筑（图2.2）。
图2.1 (网络下载图片)
图2.2 (网络下载图片)
2.2 翻转的图底特性
玻璃幕墙作为透明的元素，其表现力会根据周围的环境进行改变。一方面，如果周边的元素边界明确（如金属或石材），玻璃就会退缩成图底效果，此时玻璃的作用仅仅是对内部的活动提供一个半透明围护。如果周围元素柔软且界面模糊（如金属网或膜结构），这时玻璃就会显示出相对平直和坚硬的表面效果，可以媲美水晶般坚硬的质感；另一方面，因为灯光的因素，白天阳光的亮度远高于室内，于是玻璃成为建筑幕墙的底，需要有周围的硬质框架来限定其空间轮廓。夜晚，室内照度远大于室外时，玻璃周边的不透明元素将会融入夜色，而玻璃后面的活动和空间则清清楚楚地显露出来。
3.金属幕墙外立面表现力分析
3.1 异形性特征
图像是记录社会生活的重要工具，凭借着图像技术的日新月异，视觉图像的制造者只有用尽手段强化图像冲击效果来吸引人们的注意力。追求建筑外观效果其实是消费建筑外在表征，这种表征即为图像[2]。而金属幕墙的可塑性极强，在形状上可以塑造出软和硬两种绝然不同的感受（图3.1）；在色彩上金属元素表面可以施加任何色相、纯度、明度的色彩，表达各种各样的纹理效果；这种特征能够很好地顺应当前对建筑外观表征消费的趋势，显示出其它种材料所没有的优势。
3.2 透视性特征
金属幕墙不仅可以塑造令人惊叹的三维形体，平面维度上也可以进行极其自由的变化，其中一类变化属于透视性变化。无论是通过金属线进行编织还是在金属表面穿孔，都能利用光的衍射规律和人的视觉成像原理，形成不同的透视性效果，让人的视线穿越建筑表皮直达建筑的主体乃至内部空间，给人的视觉感受轻盈而不张扬，有效降低了建筑的体量感，使建筑的内表皮和内空间得以显现，让金属透视性成为形式组织的有效设计手段[3]。
3.3 图形拼贴性特征
金属幕墙平面变化的另一种表现是对几何图形的使用。德国视觉大师霍尔戈.马蒂斯说“一个好的设计应该是靠图形语言，而不是文字来注解”[4]。图形的异化组合，只要方法的当，即可克服异化图形所带来的混乱感受，营造出建筑外皮肌理不同韵律美感（图3.2）。
图 3.2 (网络下载图片)
4.不同幕墙元素在建筑立面设计中的相互关系及建构研究
4.1 立面设计元素控制力的反转研究
通常无论金属或玻璃幕墙，挖掘单一材料之特点，寻求纯粹的方式将其表现力推向极致，那么单一幕墙元素特征不仅在立面上所占比例有绝对优势，同时也主导了建筑印象。如巴黎卢浮宫前的金字塔，用高通透性玻璃、纯净的几何形体完成了对古代金字塔的现代诠释。实际项目中存在类似的情况，例如，保利徐汇滨江综合体项目沿主要街道的商业立面玻璃幕墙长50米，高度10.8米，采用横隐竖明的框架玻璃幕墙系统形成透明的表面。在此范围内有三家商铺的入口需要特别地显现出来，增加对来往人流的吸引力。考虑到店面的通透性，我认为大面积的采光玻璃不能改变，唯一可以调整的就是入口周围区域。考虑过玻璃雨棚，但是玻璃雨棚的效果和玻璃幕墙难以区分彼此，不能达到商家突出门头并增加吸引力的要求。于是调整方向，用金属幕墙元素进行尝试。首先是加入了非常薄的金属雨棚（厚度50mm），锐利的边角增加了材质的坚硬质感，和玻璃的透明质感拉开差距。配合后面凹凸铝板造型（20mm×20mm）一方面增加了雨棚的分量，将雨棚和后部异形铝板整合为更大的体量，另一方面雨棚及后部铝板所形成的截面成“L”型（图4.2），具有形象记忆优势，和大面积几何形状不明显的玻璃又产生了比对，可以获得更多的关注。处理完成后，通过三维模型的效果即可以发现商铺入口的标志性已经有了明显的调整，大面积的玻璃幕墙已经蜕变成金属雨棚及门斗的背景（图4.1）。
通过这一设计过程，可以得到以下结论，在一种幕墙元素比重占绝对优势的情况下，通常这种幕墙元素的特性会演变为建筑立面的特征（如玻璃的通透等）。但在适当的元素建构后，弱势材质可能产生完全不同的突出效果。主要方法如下：a.颜色上的对比，如果入口周边采用香槟金色可以使入口雨棚更加精彩；b.形态的对比，玻璃平整光洁，入口四周就需要凹凸变化，本项目在侧面增加了镂空效果，雨棚后方增加了金属百叶效果，有利于门头从大面积的玻璃效果中独立出来；c.位置的进退衬托，入口雨棚及附属结构和玻璃墙面不宜布置在同一平面上，无论向前突出或是向后缩进，都可以达到衬托的效果。而前两种方法正好是金属幕墙的特点，是可以实现的手段。
图4.2 CAD文件截图
4.2 确认立面设计主从修饰关系的研究
根据金属幕墙的异形性，其在大多数条件下可以和玻璃幕墙取长补短，通过重新建构外表皮元素的形式和所占比例，取得单一元素难以达到的效果。无论两者的比重和形状如何构成，最终都会形成一种较为明显的主从关系。根据过往项目分析，主从关系存在以下两种情况：a.构架填充的方式（图4.3）：干净平直的金属板清晰明确地勾勒出建筑物的边界特征，修长且飘逸，起到了视觉印象画面中“线”的作用。玻璃幕墙及其后面的室内空间所起的作用是内容和肌理的填充，让整个建筑的外观看起来像一个富含内容，形式轻捷明快的特别容器。在外框作用下，无论内部肌理如何变化，都会被限定在明显的空间形式内。b.局部肌理变异方式：为避免单一幕墙元素可能带来的单调立面效果及审美疲劳，会增加一些元素或改变原有的部分肌理，获得反方向的调剂效果，让立面设计效果处于富有活力的状态。如济南鲁能领秀城项目的酒店报告厅外侧幕墙（图4.4）大面积的玻璃元素非常乏味，后来沿外墙玻璃板块间均匀增加两道厚度50mm，出挑250mm的铝合金百叶片，使水平方向的水平线条的宽度出现了变化，同时百叶的阴影增加了幕墙明显的层次感，宛如水滴流过的效果，形象十分生动。
图 4.3 (网络下载图片)
图 4.4 现场照片
4.3 立面设计双层表皮层次感形成研究：
金属及玻璃幕墙所拥有的通透及透视性特点，可以让二者配合生成双层幕墙表皮，并形成有趣的外观设计效果——“外侧透明及半透明的幕墙可以不同程度地透射出内部墙体的材质，增加了建筑立面的层次，同时极大地影响了幕墙的外部形式”[5]。幕墙表皮由平面感受向空间方向拓展，金属和玻璃幕墙的双层建构，表达出一种介于清晰与模糊之间的一种不确定的效果，极大地增加了建筑表皮的叙事能力和趣味性。根据实际经验，金属幕墙透视程度的控制和利用对最后所传达的双层表皮效果具有重大的影响。例如，在徐汇滨江综合体项目中，为了联系东西两端的两层商业体量，在三层空间设计了廊桥跨越其间。为了显示和下层商业玻璃盒子的区别，连廊采用双层表皮体系，外侧使用透明玻璃，内侧采用穿孔铝塑板，希望内外的活动能够彼此互为景观，室外的人能看到的是双层交叠的玻璃和金属盒子，盒子内的活动也能够比较清楚地被看到（图4.5）。经过比对供应商提供的不同数据的资料及样板，最后选择了穿孔率为38%，孔径10mm，错位排列的弧形金属穿孔板（图4.6），基本可以满足对视觉效果的要求。研究过程中能发现平面穿孔板肌理太过均匀，不容易脱离玻璃形成第二层表皮的效果，而弧形穿孔板的使用可避免金属板肌理的单一效果，根据弧面观察角度的不同，弧形金属表面形成了明显的色泽渐变效果，完全不同于玻璃的表皮而独立出来。
通过上述过程可以得到以下结论：第一、金属板的穿孔后形成的透视效果基本有如下几种：a.只透光点，看不到影像；b.看到光线和模糊的影像边界；c.看到完整的物体影像。与这些效果相对应的是不同的开孔率和开孔直径，需要进行针对性的研究，根据本项目研究，要达到影像完整，同时又比较朦胧的要求（c透视效果），开孔孔径不宜小于8mm，不大于20mm，开孔率不小于35%；第二、金属板穿孔的横截面多种多样对外观的影响不同，弧形的板面是一种渐变且流畅的效果，而金属折板则是一种断裂性的，对比异常分明的效果。设计者可以根据项目所追求的效果进行选择和利用。
图 4.5 模型效果图
图 4.6 材料样板照片
4.4 互为图底的立面设计方法研究
在元素比重接近对等的条件下，利用金属的平面图形特点（如阵列、错开、渐变等），配合玻璃的通透性效果形成一种有趣的图底关系。调整两种材料的比例关系和建构手法，就可改变幕墙表面外观属性，让幕墙变为一种介乎于“是”与“不是”之间的状态，有利于设计者所需要感受的表达。
例如招商上海大厦的形态模仿船帆的效果，建筑立面形象要有“轻”、“薄”的感受，因此建筑巨大厚重的体量必须要通过外立面表皮的建构予以消解，转化为可以感知的、迥然不同的效果。首先，是对体量的拆解，将主塔的单一体量割裂为四个各自不同的表面（东、西、南、北四个方向，图4.7）和让人不能感知的内部空间。具体的方法是将东西两面幕墙越过南北两面幕墙的界面向外延伸1.5米，并在幕墙交接部位采用内凹的方式，进一步减弱了幕墙之间的连接性，弱化建筑体量。第二，如果采用四面统一材质，无论细节如何外凸或内凹，均不能有效地改变建筑的四面围合感受及体量感，因此东西向表皮和南北向表皮要有完全不同的外观印象。南北面因宽度小、景观好的因素，保留了玻璃幕墙的元素，而东西两边的表皮的外观感受必须做出变化；第三，东西两面表皮需要脱离玻璃材质的困扰，以便和南北两端的玻璃幕墙加以区分，并在视觉上进行彻底分离。但是东西两面玻璃幕墙同样有采光的需要，金属元素表面占据过大的比例会影响到室内的使用功能。在这种情况下，进行了以下的尝试，a.考虑到采光和景观要求，玻璃和铝板的比例不宜小于2:1的比重关系，在此基础上，需要将占弱势比重的铝板效果提升为东西两面幕墙控制性效果。b.让铝板形成不间断的连续直线形状，将玻璃幕墙的立面进行肢解，破坏其玻璃表面完整性；c.百叶横截面为异形，在立面上会形成阴影区，更容易凸显于玻璃表皮之外，形成人们容易辨认的图形。d.铝板的水平方向没有进行任何连接，防止破坏向上的趋势和形成过于沉重的表面网格。最终的模型效果基本实现了此前的要求，东西两个立面的效果是金属材质，又有些晶莹剔透效果的薄片，即没有破坏内侧玻璃幕墙整体的通透性，同时阵列密集的铝合金竖向百叶获得了很轻的质量感，形成一种拔地而起的飞升趋势（图4.8），出色完成外立面设计的整体效果。
图4.7 效果图
图 4.8 现场照片
5.结语
随着建筑技术的不断革新和发展，外立面不同幕墙新的特点会不断出现，势必会带来与之相适应的新型关系和在此基础上的建构方式。设计者需要细心地挖掘其特性，研究不同性格之间的相互影响，将会给建筑外立面设计带来更加丰富手法（例如符合当前节能趋势的光电池板夹层玻璃幕墙的应用，不仅能带来新的幕墙特性和表现，同时也暗示着新的建构方法正在探索之中）。
参考文献
[1][美]约翰.霍兰.陈禹,等（译).从混沌到有序[M].上海科学技术出版社,2001.
[2]吴琼.视觉性与视觉文化—视觉文化研究的谱系[J].文艺研究,2006（1）P89.
[3][美]柯林.罗,［美］罗伯特.斯拉茨基.金秋野,王又佳（译） .透明性[M].北京中国建筑工业出版社,2007,P85.
[4]罗胜京编著.图形创意与表现[M].重庆大学出版社,2009 P50.
[5]褚智勇.建筑材料的设计语言[M].广西人民美术出版社,2006 P136.
论文作者:郝建国
论文发表刊物:《建筑知识》2017年8期
论文发表时间:2017/6/20
标签：幕墙论文; 效果论文; 建筑论文; 玻璃论文; 表皮论文; 金属论文; 元素论文; 《建筑知识》2017年8期论文;