外立面材料解析 —— 仿石、金属、膜结构…(下)
妈妈咪呀q
2023年07月13日 14:05:10
只看楼主

立面设计在建筑中具有重要的表现。人们对建筑物的感知往往都是从立面开始的,是建筑个性和建筑风格的重要体现,当建材和设计感共存,建筑的精髓才能得以实现。 随着科技的进步,出现了多种立面建材。 上期我们了解了铝板、玻璃、石材、涂料等多种立面材料。 这期我们来看看 仿石、金属、膜结构 等立面材料都有什么特点,希望能给到大家一些启发。

立面设计在建筑中具有重要的表现。人们对建筑物的感知往往都是从立面开始的,是建筑个性和建筑风格的重要体现,当建材和设计感共存,建筑的精髓才能得以实现。


随着科技的进步,出现了多种立面建材。


上期我们了解了铝板、玻璃、石材、涂料等多种立面材料。


这期我们来看看 仿石、金属、膜结构 等立面材料都有什么特点,希望能给到大家一些启发。


实景图


     
7      

效果逼真且质感十足——仿石材料


1、仿石材料的常见种类:


泥客石、光触媒光净挂板、PU石、石英砖、软石、陶板、保温装饰一体板、文化石、贴片石、水磨石

...


2、材料特性:


优点:

① 仿真效果 具有天然石材的仿真效果,能够很好的实现设计师的独特创意,让建筑具有其专属的个性。

② 种类多种多样,色泽纹理丰富, 可以根据设计需要定制,满足复制天然石材逼真的触觉感和视觉感,还原天然石材的通体质感;

③  相比 石材成本较低 ,能减少因天然石材开采和加工造成的环境破坏;

④ 绿色环保安全可控 ,仿石材具有资源综合利用的优势,在环保节能方面具有不可低估的作用,都是名副其实的建材绿色环保产品;


缺点:

不如天然石材逼真,档次不如真石材;


3、应用案例 (因篇幅原因,简单举例2-3个项目)


绍兴祥生雅居乐 · 鉴湖明樾展示馆,外墙选用 米白色泥客石结合香槟色铝板 实现二维曲面造型设计,室内外一体化设计,沿湖展开面嵌入无框无肋无边的超白高透玻璃,体现“轻透”而富有雕塑感的“漂浮的盒子”形象。



绍兴祥生雅居乐 · 鉴湖明樾展示馆 建筑摄影  山兮建筑空间摄影


上海虹桥万创中心立面采用 砖红色的陶板 作为主要材料,搭配灰色石材、铜色金属与少量玻璃幕墙,形成有节奏的竖窗效果,精致优雅,以现代的手法回应海派建筑的历史记忆。


实景图 ?吴清山


主楼的基座部分采用了黑色的石材和玻璃,从而增加了底部的稳重感;中部立面以红色陶板和玻璃幕墙为主要材质,呈现出竖向斜面陶板与玻璃幕墙虚实相间的立面效果,并在光影下显示强烈的韵律感,塑造出对比强烈且极具秩序感的标准段落。



   

     

     
     
     

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实景图 ?吴清山


宜兴的雅达剧院外立面以“陶”为主题,采用当地烧制的 釉面陶板 。天青色釉彩具有凝脂的光泽,随着自然光线和观察距离的变化,建筑也呈现出微妙、动人的色彩变化。


建筑实景 ?goa大象设计


建筑师大胆选择了 多种陶板肌理,包括宽、窄两种纵向竹节肌理和平面肌理 ,均以尺寸750mm x 1800mm定制,这一策略使建筑拥有内外统一的构图逻辑,同时通过拼贴的方式化解体量的实体感,增强细腻的视觉层次。


天青色陶板立面?goa大象设计

陶板立面细部 ?goa大象设计


加州橙县的艺术博物馆立面由釉面陶板和玻璃构成。


建筑立面 ? Mike Kelley


带有凹槽的 矩形白色陶板 形成了连续的带状结构,流动的立面线条在室内外之间自由游走,形成了内外延续的形式。


立面近景 ? Mike Kelley


此外,陶板立面还是一个定制的雨幕系统。它将工匠工艺与计算设计相结合,塑造出了建筑独特而复杂的曲线。



     
8      

性能卓越的“ 实力派 ”——金属材料


1、金属材料的常见种类:


不锈钢、钛锌板、 铝镁锰、 金属网、金属帘、金属砖、珐琅板、穿孔板、耐候钢

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  1. 2、材料特性:


优点:

① 性能卓越 ,防火、隔热、隔音、防水、防污、防蚀性能优良;

② 施工快捷 ,加工、运输、安装、清洗等施工作业都较易实施。

③ 优良的加工性能 ,色彩的多样化及良好的安全性 ,能完全适应各种复杂造型的设计,而且可以加工各种型式的曲线线条,给建筑师以巨大的发挥空间,扩展了幕墙设计师的设计空间。

④ 设计适应性强 ,根据不同的外观要求、性能要求和功能要求可设计与之适应的各种类型的金属幕墙装饰效果。

⑤ 性能价格比较高 ,维护成本非常低廉,使用寿命长。


缺点:

① 金属幕墙的抗变形能力须对整个幕墙系统的重要部位进行科学的力学计算,考虑风压、自重、地震、温度等作用对幕墙系统的影响,对埋件、连接系统、龙骨系统、面板及紧固件进行仔细校核,确保幕墙的安全性;

②  对于造型奇特的项目,工艺要求高,工期相对较长;


3、应用案例 (因篇幅原因,简单举例2-3个项目)


杭州HIS国际学校幼儿园的建筑立面采用 大面积落地窗及金属穿孔板 等材料,为室内幼儿活动提供合适的采光。


幼儿园外观 ? 苏圣亮


百叶和金属外墙的叠加,使建筑外立面产生在水平方向无限延展的视觉效果。


杭州Flop艺术空间建筑外立面材料采用了耐久性更好的铝镁锰板作为墙面及屋顶的主要材料。


立面 细部  ?柯剑波


玻璃则采用了无边框的简洁做法,希望用简洁的方式突出强调铝镁锰板的材料,从而突出原有建筑在街区中的旧有印象。




   

   
   
   

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立面 细部 ?柯剑波


杭州福邸仓库,设计师通过更具平面的语言去做了外立面的“包裹”,简洁与清晰的视觉效果传递出了设计上的高效与快捷。考虑到立面美观性、材料持久性, 铝镁锰金属面板 成为了此次建筑外立面改造的关键。


参数化的构成 ? RAWVISION studio


通过对铝镁锰板的使用,可以恰如其分的遮挡住原有窗洞进来的直射光线,合理的保护了展厅中的家具。


铝镁锰板? RAWVISION studio


美国国家陆军博物馆建筑立面由 激光切割的不锈钢面板 组成规则的网格,规整的形制给人纪律严谨的感觉。


立面图 Photo Dave Burk ? SOM

不锈钢面板细部,反射环境的颜色 ?up: Courtesy of NMUSA, below: SOM


北京Fashion Factory创意工厂改造后的建筑外立面使用了 钢制纺织品材料 ,像是在大楼周围轻轻披上遮阳和隐私的金属幕。


实景图 ?夏至


透光的金属帘 像一种流体和曲线形式,在外立面和公共区域之间形成一个灰空间。


建筑周围有一圈柔和私密的遮光幕 ?夏至


在传统建筑材料中往往难以实现这些具有柔软性和曲率的特质, 不锈钢工业窗帘的结合提供了织物的潜力, 作为创造优雅的薄幕、半透明和柔软的过滤照进室内的光线。


从时尚界提取柔软纱织的材料特性 ?夏至



   
9    

实用美观且温暖——木材


1、木材的常见种类


交叉层压木材(CLT)、刨花板、高压热固化木纤维板、烧杉板、软木、柚木、红雪松、重组装饰薄木

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2、材料特性:


优点:

① 较轻、较软 ,使用简单工具就可制成各种形状的产品;

②  良好的稳定性 ,在热胀冷缩时,其体积变化不大, 短时间内能够承受强张力,因此木结构能够有效抵抗外力;

③  良好的抗震性能 具有良好的强度—重量比,是混凝土、钢铁的3倍左右;

④ 安装方便 ,容易钉接或胶合,如木箱、 胶合板等;

⑤  良好的吸声性能;

⑥ 绿色环保可再生资源;

⑦ 施工速度快、适应性强;


缺点:

① 耐火性差,但可预测稳定火情的时间;

② 不耐腐蚀, 持续的高湿度会导致木材受菌类腐蚀和噬木虫的产生,需要避免在浴室、厨房等高湿度地方使用木材;

③ 属于各向异性材料,物理性质和强度性质变化大,容易顺着木材纹理劈开。


3、应用案例 (因篇幅原因,简单举例2-3个项目)

西班牙马略卡岛的住宅外墙由当地生产的双层陶瓷薄板制成,墙体外侧则 以经过喷涂处理的软木以及粗石灰 作为外部绝缘层,最后再用带有天然色彩的细石灰对墙体进行抹平。


立面近景 ? José Hevia


立面开口则采用了带有隔热条的铝制窗框与门框,遮阳系统则由经可持续认证的 落叶松木材 制成。


立面细部 ? José Hevia

立面细部 ? José Hevia


木材大厦是昆士兰第一座采用完全 大规模工程木材CLT(交叉层压木材) 垂直结构的多层次商业建筑。


实景图


CLT增加了无柱可用的楼层面积,并打造了一个更坚实的外墙,从而提供了一个非常有效的建筑围护结构。


实景图


暴露在外的木材结构、较小的无柱楼板和宽大的窗户所产生的效果,为商业办公提供了一个全新的类型。

美国Outpost商业综合体建筑外部采用了 天然雪松与烧杉板


实景图 ? Stephen Miller          

实景图 ? Stephen Miller



             
10              

低碳绿色环保——竹材


1、竹材的常见种类:


竹钢、竹木、竹编

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2、材料特性:


优点:

① 生长周期短,产量高;

② 具有良好的隔热保温性能;

③ 强度高, 牢固稳定, 采用竹条拼接后配合粘胶在高温的情况下复合而成,脱去了竹子中的糖分、酸值、淀粉以及蛋白质后, 表面光洁柔和,品质稳定,且 超强耐用;

④ 绿色环保可再生, 对节能具有重要的意义,利用竹材作为现代建筑材料符合可持续发展的要求;


缺点:

① 伸缩性弱:竹板材的收缩和膨胀都比其他实木型地板要小一些,因为是自然材料的缘故所以竹板材会随着季节与气候的变化而有所变化,不能避免阳光的爆嗮和雨水淋湿,还不能与过硬的物体撞击,很容易留下刮痕。

② 保养麻烦:部分竹板材需要过3个月左右需要打蜡,不然使用的寿命就会变短;


3、应用案例 (因篇幅原因,简单举例2-3个项目)


绍兴黄酒小镇会客厅的外立面装饰以 再生竹木 作为外墙主材:再生竹木以原竹为原料,具有取材便利、加工工艺简单,绿色环保的特点


建筑立面? 建筑译者·姚力


竹木板在工厂预加工成L型构件,减少了现场拼装工作量和接缝处理,提高了建造速度和现场安装的精度。


外立面装饰以再生竹木? 建筑译者·姚力          


暖色的木质感材料和小尺度的单元空间,共同塑造了一个姿态谦逊、具有亲和力的、充满活力的滨水开放空间。


外立面? 建筑译者·姚力


昆山江南半舍民宿在一层外立面上采用了 竹钢 作为主要材质。竹钢作为自然材料不仅从质感上让建筑与环境更加融合,触感上也更加柔和有温度,给人一种放松且温暖的感受。


实景图 ?夏至


同时,竹钢的耐候性也能很好的适应水乡的潮湿。


建筑外观 ?夏至



             
11              

柔性美与曲线美——膜结构


膜结构又叫张拉膜结构,是21世纪最具代表性的建筑形式。打破了纯直线建筑风格的模式,以其独有的优美曲面造型,简洁、明快、刚与柔、力与美的组合,同时给建筑设计师提供了更大的想象和创造空间。


1、膜结构的常见种类:


         

ETFE膜材、PVC膜材、PTFE膜结构、PVDF膜结构、充气膜结构          

...          


2、材料特性:


优点:

① 大跨度           。膜结构自重轻、抗震性能好,可不需要内部支承,创造巨大的无遮挡可视空间,有效增加空间使用面积;          
② 艺术性           。突破传统的建筑结构类型,以造型学、色彩学为依托,可结合自然条件,充分发挥想象力,根据创意建造出传统建筑难以实现的曲线及各种造型,富有时代气息,体现结构构件受力之美。配合灯光易形成夜景,给人以现代美的享受;          
③ 经济性           。具有一定的透光率,白天可减少照明强度和时间,节约能源;夜间彩灯透射可形成绚烂的景观。而且,膜结构易于拆卸、搬迁,特别是在建造短期应用的大跨度建筑时,更为经济;          
④ 安全性           。具有阻燃性和耐高温性,能很好地满足防火要求;属柔性结构,不易整体倒塌;自重轻,抗震性能较好;          
⑤ 自洁性           。膜建筑中采用具有防护涂层的膜材,落到膜材表面的灰尘可以靠雨水的冲洗而达到良好的自洁效果,同时保证建筑的使用寿命;          
⑥ 工期短           。膜片的裁剪、钢索及钢结构等的制作均在工厂完成,减少现场施工时间;          
⑦ 适用广。           适用地域广阔;小到单人帐篷、花园小品,大到覆盖几万、几十万平方米的建筑;          


缺点:

① 耐久性差:一般的膜材使用寿命为15~25年;          
② 隔热性差, 隔音效果较差;          
③  抵抗局部荷载能力差;            
④ 环保问题:               使用的膜材不可再生的,一旦达到使用年限,拆除的膜材便成为城市垃圾而无法处置,正在研制开发膜材的可回收利用,并已取得了一定的进展;          


3、应用案例 (因篇幅原因,简单举例2-3个项目)


衢州体育场罩棚的上表面采用 半透光的PTFE膜结构 ,下表面采用了 带有微孔的PTFE ,这样的构造设计和材料选择增强了罩棚的降噪性能。


项目实景图 ? CreatAR Images          

下表面采用了带有微孔的PTFE ? Aogvision


杭州亚运会棒垒球场馆上方巨大的罩棚采用双向桁架结构系统,最大处悬挑16米,由纤细的钢柱支撑。顶面覆 盖带 二氧化钛涂层的PTFE膜 ,总面积达到2.1万平方米。


轻盈的膜结构顶 ? 赵强            

膜结构分析图? UAD            


每块单元在中间微微隆起,远远望去就像微风吹过水面泛起的波纹,隐喻着绍兴水乡的地域特色。



罩棚底面则覆盖曲面白色穿孔铝板,天光透过罩棚漫射于场馆,营造丰富的光影层次。


湖北随州南站在单元体外侧覆盖了 ETFE膜材 。ETFE膜材拥有良好的耐久性、阻燃性及透光性能,但是对拉力和温度变化较为敏感,为保证建筑中“叶片”最终形成饱满、光滑的曲面形态,项目团队需要对索网系统和膜材的张拉有着极其精准的控制。


车站夜间外观 ?施峥


依托BIM及3D现场扫描技术,对相关节点及构造进行了多处优化创新,形成了一整套技术措施,精准完成 “叶片”各部分组件的设计与安装。


对索网系统和膜材的张拉有着极其精准的控制让“叶片”最终形成饱满、光滑的曲面形态 ?丁烁

夜晚,设置于透光膜腔体内的LED灯点亮形成发光体 ?施峥


最后,简单总结下立面建材未来发展趋势:


① 轻质高强 ,从笨重性走向轻型且强度高的板材和结构;

② 选择多样化 :从品种稀少走向多种类型的板材及丰富的色彩(目前有将近60种板材应用在外墙);

③ 提高材料的耐久性 :使用耐久性比较强的建筑材料不仅可以延长使用寿命,降低维护保养费用,还会提高建筑物的整体水平。
         

④ 灵活快捷的施工技术                           将构件及制品尺寸大型化、标准化,便于工业化生产,加快施工进度

⑤ 绿色环保             :大力开发各类优质节能建材,是节约能源、降低能耗、保护生态环境的迫切要求,同时对实现可持续发展具有现实而深远的意义;

⑦ 更趋向于智能化             :可自动调节室内空气湿度和温度的智能材料,身处建筑空间中健康、舒适;

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结语:

总之,建材行业未来的发展前景广阔。建材企业需要加大技术研发投入,提高产品质量和环保水平,以适应市场的需求变化,实现可持续发展。

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