陶板與現代建筑

1現代建筑的陶板墻現代建筑設計的發展與建筑材料的發展密切相關。建筑材料的多樣化為建筑創作提供了廣闊的空間和豐富的表現力。不同的建筑材料受其本身特征的影響,在建筑創作中所表現的建筑內在性格與特點也會不同。目前,石材、玻璃、金屬板、陶板等被廣泛應用于建筑外墻裝飾。其中,石材具有悠久的歷史,經過開采、切割、打磨,其天然的紋理和色彩給人以歷史感和穩重感;玻璃幕墻的應用于20世紀中期得到發展,玻璃通過鍍膜、印刷、熱彎等工藝,具有了更加豐富的色彩以及曲面造型,將現代建筑設計引入一個嶄新的時期;金屬幕墻結合金屬材料的特性,板材外觀上擁有更加多元的變化,可以形成豐富的曲面、異形面、雕刻面、線槽面等,給人現代與時尚的感覺;陶板則是建筑學史上的一種新型材料,它的出現與發展是傳統材料與現代工業技術結合的產物,為建筑創作提供了新的設計語匯。陶板作為外墻裝飾材料,源于20世紀80年代德國建筑師對于陶瓦由屋面轉向立面的設計構想,由此形成了干掛陶板幕墻工藝。1985年,德國慕尼黑建成了第一個陶板項目。對于陶板而言,真正走上建筑設計的主流舞臺始于1991年建設的波茨坦廣場,以倫佐·皮阿諾為首的建筑師們通過一組風格各異的建筑組群,完美展現了陶板的獨特魅力,從此陶板開始受到各國建筑師的廣泛關注和青睞。陶板進入中國大約在20世紀90年代的后期,隨著陶板生產工藝的不斷完善,其品種也越來越豐富,應用的空間也越來越廣泛。北京飯店二期改擴建工程,陶板幕墻面積68850m2,是目前國內采用陶板面積最大的工程,在這個項目中有關外墻材料的選擇以及陶板的應用實踐,對建筑師了解陶板、運用陶板有著廣泛的借鑒意義。2基于“中國元素”的外墻裝飾材料與現代建筑技術的交融任何一個建筑創作都離不開其所處的環境,這個環境包括城市環境、社會環境、人文環境等,建筑師在進行建筑創作的過程中,除了要研究建筑的功能、空間、形態等客觀因素,還要分析建筑歷史與文化背景,當一個建筑不再僅僅停留于一種表觀的美麗,而是在向人們述說一段文化、一段歷史時,它更容易被人們所銘記。因此,對于建筑材料的選擇,需要一種由內而外的表達。北京飯店二期項目位于王府井大街南口、老北京飯店的北側。從1917年由法國人設計的7層建筑(現今的B座)到1954年建成的具有濃郁民族特色的宴會廳部分(現今的C座),再到1974年建設的高度接近80m的主樓(現今的A座),伴隨著歷史的變遷,百年北京飯店承載了不同時代的歷史記憶,不論是早期的涂料、石材,還是上世紀七十年代的瓷磚和九十年代的玻璃幕墻,每個時期所使用的建筑材料都代表了那一時期建筑材料的發展水平。遵循著北京飯店的發展歷史,我們也感受到了現代建筑技術的發展過程。“中國元素”是城市規劃對項目總體設計的要求,設計從平面組成到立面構思始終圍繞這個主題進行思考。建筑立面最終的創意取自具有中國傳統文化的竹簡,在造型上依據總體規劃的邏輯有節奏地展開,立面構成通過豎向肋板、百葉、金屬構件以及通透的玻璃窗相互結合,局部配以傳統的紋飾,演繹了中國文化的精髓,體現了新建筑的儒雅及紳士般的貴族氣質。針對運用什么樣的外墻裝飾材料來塑造這一建筑形象,設計師進行了長時間的比較。表面上看,石材、玻璃、金屬板似乎都有可能。但是,從項目獨特的歷史特征與發展背景出發,重新認識上述材料就會發現,玻璃材質亮麗,但少了些沉穩;金屬板材充滿技術感,但太過時尚;石材仿佛是最適合的材料,歷史悠久、穩重端莊,但似乎缺少了一點現代的氣息。在建筑技術高速發展的今天,面對北京飯店二期這樣一個項目,建筑師想要尋找一種材料,它能將歷史與現代技術相互交融,能夠讓人們從中感受時代與技術的進步。從這個角度分析,陶板獨特的人文藝術氣息、亮麗的色彩、淳樸的質感,使其既融入了中國傳統文化,又具有現代時尚感,可以喚起人們的歷史情懷,更適合北京飯店二期所處的環境背景。當然,對于任何一種外墻材料的選擇,都不能僅僅基于某一種因素,還需要從材料性能、環境適應性、經濟性等多個角度進行綜合分析。建筑師在對石材與陶板進行了大量的比選工作之后發現(陶板與石材性能比較見表1),陶板除了能夠很好地詮釋一種建筑文化之外,在建筑節能、隔聲降噪、耐腐自潔等方面也有著優異的表現;結合陶板色彩與質感的特點,利用其與金屬、玻璃等材質間的良好兼容性,陶板可以提供更豐富的建筑細節與表現力。最終,陶板成為北京飯店二期的外墻裝飾材料。3最佳材料的確定—陶板規格的選擇及系統構造早期陶板的規格尺寸較小,多在一些體量不是很大的中、小型建筑中應用。北京飯店二期項目總建筑面積270000m2,包括商業、酒店和豪華公寓,其中商業和酒店建筑總長度約為165m,豪華公寓建筑長度約為80m,外墻裝飾面積接近70000m2。如果外墻裝飾材料的尺寸過小,會使建筑缺少體量感與穩重感。因此,設計對陶板規格尺寸提出了較高的要求。結合陶板生產工藝,陶板產品可以實現的規格尺寸比發展初期有了很大的提高,一些大型陶板廠家可以提供500mm的大板。資料顯示,目前最大的板面寬度可以達到800mm,長度方向能夠達到1800mm,為陶板在大型項目上的應用提供了更大的可能性。但是,受生產工藝限制,大型板在成品率上會遜于小型板,同時,可選擇的生產廠家也較少,根據不同廠家的生產能力,大型板在平整度上也存在差異。因此,建筑師在板型選擇上需要綜合考慮上述因素,設計時需對板型的搭配進行深入的研究。陶板作為工業化產品,雖然能夠提供多種板型及多種尺寸,但在進行陶板的設計時,需要注意陶板空心和單項擠壓這兩個成品特點,特別是單向性,設計時必須考慮陶板的方向,不能像石材那樣任意切割和拼接。因此,對于采用陶板作為外墻裝飾材料的建筑,最好能在設計前期就對平、立、剖面進行相應的模數控制,施工圖階段再進行詳細排板設計。總之,合理的空間模數構成可以有效減少板型的規格尺寸,縮短工期,降低投資。北京飯店二期項目是大型的城市綜合體,為滿足功能要求,建筑層高分為3.3、3.4、3.9、4.2、4.5、5.2、5.6m七種,建筑層高的復雜變化使建筑立面的排板設計變得十分復雜,建筑師通過調整窗口高度、欄桿高度、玻璃分格等多種手段,推導出商業和酒店部分陶板的基本模數為250,豪華公寓部分陶板的基本模數為230。綜合考慮建筑總體長度以及立面構成的需要,最終確定酒店和商業采用500mm寬、1000mm長的大板,豪華公寓采用460mm寬、1200mm長的大板。在細部構造上,建筑師結合金屬構件、陶棍等的應用,有效消除了由于層高變化帶來的板型差異,使陶板幕墻的安裝更加便捷。目前,陶板幕墻通常采用開放式的拼掛系統,其具有通風、隔熱等功能,既可以采用通槽鋁合金掛鉤直接固定在結構墻面上,也可以固定在金屬支撐框架上。盡管陶板本身具有良好的防水性能,但是對于開放式的安裝系統而言,設計師必須綜合考慮外墻材料及保溫材料的選擇,特別是外掛的保溫材料(如礦棉板、玻璃棉板等),妥善解決保溫材料的防水、吸濕問題。北京飯店二期項目原外墻保溫構造采用巖棉加防水透氣膜的方式,其中防水透氣膜在國外的開放式幕墻體系中應用較多,但是價格較高,在國家對于外墻保溫的防火要求提高之后,由于防水透氣膜的防火性能無法達到A級,造成這種構造無法應用。為解決外墻保溫防水問題,建筑師對建筑外墻材料進行了相應的調整,通過采用新型加氣混凝土砌塊作為外墻材料,解決了保溫材料在幕墻開放式設計中存在的吸濕問題,同時滿足了防火設計要求。因此,對于采用開放式系統的陶板幕墻體系,建議保溫構造采用防水保溫一體化材料,或者采用可以滿足節能要求的砌筑墻體。陶板作為工業化產品,可以保證材料的尺寸、色彩更加一致,配合目前的安裝體系,可以更好地體現現代建筑的精致之美。通常陶板產品有很多標準構件,例如平板、溝槽板、陶棍、陶板百葉、U型件等,通過不同板型及構件的應用,基本可以滿足幕墻收邊、收口以及特殊立面構成的需要,使立面不論是在轉角還是在其他部位都能連貫、自然與美觀。尤其是專門燒制的藝術陶板和特殊構件,極大豐富了建筑創作的空間。建筑師可以根據建筑需求進行特殊構件的設計,然后由陶板廠家進行加工,陶板的這種特性為建筑師的二次設計提供了更多的可能。但是,任何產品都會存在局限性,例如,陶板的U構件受陶板擠壓工藝的限制,轉角部分均會有20mm的轉角半徑,無法形成尖挺的直角造型。北京飯店二期項目為達到“竹簡”的設計效果,試圖通過200mm寬的豎向肋板來實現逐漸展開的竹簡造型,構造設計時希望肋板的端部是邊長200mm的U型構件,用于突出竹簡正面的完整性。但是,U構件20mm的轉角半徑無法展現竹簡挺拔硬朗的風格。為解決立面造型需要,設計結合陶板的材料特性,對豎向肋板的端部構造進行了優化設計,通過組合構造的設計理念,利用標準構件組合形成新的構件,既解決了造型挺拔的需求,同時也保證了端部的完整性,具體做法是采用迎面豎向溝槽板+兩側平板的方式,利用溝槽隱縫形成挺拔的U型組合構件。最終成品完美地展現了豎向肋板挺拔的設計效果,同時增加了設計的細部與表現力,實現了成品構件無法實現的建筑表現需求。從北京飯店二期陶板幕墻應用實踐可以看出,對于工業化程度很高的產品,做好系統及板型設計至關重要,建筑師應當充分了解材料及系統的構造特點,只有這樣才能更好地應用材料完成期望的建筑表達。4北京炭公與平板技術陶板作為一種新型的外墻裝飾材料而備受當代建筑師的青睞,不僅因為它的天然材質以及它所傳達的傳統文化內涵,同時還表現在其新穎的外觀設計上。一方面,陶板具有豐富的色彩,除本體色外,還可以通過釉面做涂裝色,整體色彩或質樸醇厚,或輕快亮麗;另一方面,陶土是一種溫和的材料,很容易與玻璃、金屬和木材等進行搭配使用,讓傳統中滲透著現代的氣息。北京飯店二期項目陶板顏色選用以自然色系為主的本體色,明度不高,適合體量較大的建筑,給人一種穩重親切的感覺,在立面整體構圖上,采用陶管、溝槽板與平板進行組合,形成虛、灰、實的空間變化,對于較大體量的建筑單體立面,這樣的處理措施可以打破大面積均一材料帶來的視覺疲勞;在細部處理上,建筑師利用平板與槽鋼的搭配突出立面的現代感與精致感,使建筑細部更加挺拔;對于陶管的利用則更加靈活,建筑師結合功能需求,將陶管用于外墻裝飾百葉、陽臺欄桿、吊頂等多種部位,讓建筑造型更加豐富多彩。今天,北京飯店二期項目已經成為陶板應用的典范,對于建筑師而言,完成這一項目不僅僅是完成一件作品,同時還承擔著一種社會責任,陶板的應用在更加尊重地域性和傳統文化的今天,真正喚起了人們的歷史情懷。是現代的,也是傳統的,這就是建筑師所講述的北京飯店的故事。5現狀和問題的處理陶板從其產生到廣泛應用,不過短短30年的時間,從早期全部依靠進口到目前國內廠家可以提供幾乎全部規格的產品,其發展態勢不可小覷。從最初