金属材料在建筑表皮中的应用及其反思ABSTRACT 金属表皮成为当下十分流行的趋势，各种合金幕墙或屋面板材料也得到了广泛的应用，金属表皮在物理性能和视觉效果方面也有诸多的优点，在学习新技术的同时应该注意去其糟粕，取其精华，批判客观的去学习，指导我们的建筑设计。

The metal skin to become very popular trend of the moment, all kinds of alloy curtain wall or roofing materials, has also been widely used, the metal skin in the physical properties and visual effects also has many advantages, in acquiring new skills at the same time should pay attention to their dross, whichever is the essence of critical and objective to study, to guide our architectural design. KEY WORDS 金属材料，表皮，承重，半透明，生态节能，旧建筑改造Metal material，Skin，Load bearing，Translucence，Ecological，Reconstruct铁是建筑史上首次出现的人造建筑材料。

在19 世纪，它的发展步伐不断加快。

1851年，园艺师约瑟夫•帕克斯顿（Joseph Paxton）为世界博览会建造了伦敦水晶宫，是由工程的角度，由玻璃暖房的建造原理发展出来的钢骨架建筑（图1）。

1889年桥梁工程师埃菲尔成功设计的埃菲尔铁塔大获成功，其类型是对来自风、重力、水和材料抗力的综合考虑。

人们对知名建筑工程在内的钢铁建筑的接受度提高了。

19世纪末新艺术运动兴起，建筑师利用钢铁的可锻性经常会把铁处理成一种有机的线条，蜿蜒扭转，运用在楼梯扶手，阳台栏杆，立柱的柱头或者地1 铁入口上。

虽然也不乏结构理性主义的作品，如吉马尔的红堡特•德•罗曼斯音乐厅，新艺术运动，也许并非有意识的，促进了铁艺在建筑中非结构的运用。

金属表皮成为当下十分流行的趋势。

各种合金幕墙或屋面板材料也得到了广泛的应用，铝合金、钛锌合金、铜等金属材料在建筑屋面和幕墙中得到了广泛的应用。

金属能够被弯曲、扭转、以及变形，却不影响本身的性能，并易于加工，正因为金属的这种延展2 性与柔韧性而被建筑师所欣赏和采用。

近十年来，广泛应用于工业生产的各种金属冲孔板、板网、格栅和编织网，在当代建筑表皮中找到了新的用途。

1．半透明的表皮情结20世纪80年代以来，在表达了材料的透明与不透明之后，建筑师转而关注介于两者之间的半透明物质视觉特性的表达。

半透明的建筑表皮避免了室内强烈的光影对比，使自然光更加柔和的进入室内。

3 近年来，建筑中的支撑结构与表皮的分离使表皮成为一个相对独立的膜，并且分解成由多种功能层构成的界面。

这种分层构造，为表皮材料和构造方式的多样性提供了可能，也为建筑师提供了更广的设计范围。

例如瑞士建筑师赫尔佐格和德梅隆在美国旧金山de Young Museum中铜穿孔板的使用。

穿孔板的纹理重现了阳光下斑驳树影的意向。

铜表皮会因氧化而产生变化，随着时间的流逝鲜亮的铜绿色会与周围的环境更加协调。

建筑师运用材料的特性创造出诗意的建筑。

（图2、图3）半透明金属表皮可以分为编织网和孔板。

编制金属网是通过一定的程序将各种金属丝或缆线编制形成。

孔板又可分为穿孔板、板网和格栅板等。

穿孔板是利用数字控制机床加工出的带有各种孔洞的金属板材；板网通过切拉金属板材而成；金属格栅板的制作工艺中包括压制和压焊两种。

金属孔板网具有稳定的物理性能，耐久且具有自洁性能，维护费用低；另一方面，金属孔板网的拆卸或重新安装也比较方便，能回收循环再利用起到生态节能的作用。

2．承重的金属表皮OMA为PRADA旧金山店设计的建筑表皮，不仅是一件美丽的“外衣”，同时也具有结构作用。

旧金山属于地震频发地区，建筑师采用横隔板结构，将钢骨架装在与基础同标高的支撑结构上，使建筑结构更加牢固。

不锈钢的厚度为25mm，使之满足结构要求，并且在295mm宽交错栅格上打圆孔从而减轻自重并扩大建筑内外的视野。

这些圆孔由水柱切成，尺寸有11种，直径范围从63mm至138mm不等。

从栅格、孔的分布和大小中，反应出不锈钢板可以承受的来自侧向力的压力，在压力较小的区域可以只留下满足结构需求的材料，从而节省一部分材料。

在与内部框架连接的区域，金属板不能被打孔，这里的不锈钢栓塞被固定在栅格的表面，这样的做法既保证了栅孔的连续性又加强了结构。

上部结构是可以独立的移动，在地震时就大大减弱了上部结构的摇摆幅度。

（2010 03 A+C 论文P103图4、图5）使用低铁玻璃将每个超过15000个孔洞的区域填充起来，用黑色氯丁橡胶固定在不锈钢的凹槽里，低铁玻璃与内部饰面及外部面层均是平齐的。

用水柱切割的、直径小于10mm的空洞被填充起来，玻璃用黑色氯丁橡胶固定在不锈钢的凹槽里，玻璃和金属的交汇处在外部处理完毕，并且圆孔用不锈钢百叶填充，作为通风和空调的出入口。

不锈钢的夹心板经过打孔并进行喷珠处理，工作间柔和的光可以散发到外面。

水平节点反映了建筑内部的规划层次，保证了板的完整，只在区域的转角处断开镶边。

不锈钢经过喷珠处理与周边环境的色彩协调，天空的颜色和周边建筑的色彩经过圆孔产生渲染的效果。

透过表皮可以看到钢骨构架，其结构旋律与周边历史建筑形成了对比。

在视觉上，从外面大街上看，不锈钢网片是不透明的，但是在里面向外面看是透明的；在公共平台和卡发吧透过不锈钢网片可以看到整个城市的全景。

3.旧建筑保护中金属表皮的应用Peripheriques 建筑事务设计改造了巴黎历史中心附近的Jussieu校园的一栋建筑。

这座新建筑的改造策略是在原有建筑框架概念的基础上进行改动，将原来的一个庭院改造成现在的两个，其中一个用ETEE膜加以覆盖。

建筑的庭院交通流线的汇集点，同时在庭院内部的改造形成的丰富空间使之本身成为一个焦点的空间，自动扶梯和天桥在大厅中交叉，绕着庭院空间一圈的回廊联系这各个房间。

改造后的建筑色彩很丰富，不同区域的颜色中有助于空间方向感的定位。

十几种不同图案的穿孔铝板构成了外部表皮，增加了立面的深度并引来变化，悬挂在外立面的前方，在原有设计的基础上，用一个“z”形的斜面引导着人流和视线到达入口。

整面嵌板格子的轻盈与走廊楼梯护杆的大块的预制水泥在重量和质地上形成对比，产生了强烈的空间形象。

他们的重量和质地与正面嵌板格子的轻盈形成对比。

（图6、图7）在能源紧缺的今天，人们日益关注对城市更新和改造，对旧建筑的大量拆除不是城市更新的唯一途径。

如何寻找轻质、易安装且对原有建筑损坏较小的材料来改造旧建筑是一种可行的方向。

轻质的金属孔板网可以同时满足这些要求，而且还可以创造新颖的外部形象起到既保护又创新的双重作用。

透过半透明的金属孔板网，原有建筑透过金属表皮传达出历史的信息，视线又会被金属板网所表现出的不确定性所吸引，传统与现代在轻薄的表皮上得到同时呈现。

4．金属表皮与建筑节能广州市第二少年宫是广州新城市轴线上四大标志性建筑之一，位于广州市珠江新城南段。

建筑外表泛着金属的光泽的表皮体现出未来感，令人联想起液态金属和计算机芯片。

建筑表皮的安装很精密，采用德国的一种钢网挂板系统在表面形成了复杂的双曲线弧形整体体量，并且消除了可见缝，使少年宫建筑形式实现了流畅的外立面造型，从一个平面到另一个平面都产生了美妙的光影反射效果。

(图8 、图9) 在工业生产中过滤是半透明金属孔板网应用的最基本的性能，建筑表皮的使用上，金属孔板网则能对太阳光线、风和雨等自然要素进行过滤，同时也能保证室内实现向外渗透的最大可能性，提供一定的安全保障。

由于金属孔板网缺少密闭的隔绝性能，因此一般不单独做建筑表皮，而常与其他表皮结合形成多层的建筑表皮。

金属孔板网既能使室内向外的视线不被太多遮挡，又能有效地过滤太阳辐射，如编织表皮在遮光50%的情况下，仍能保证在室内看清室外环境的情况，而在同样条件下的传统百叶则几乎是完全阻隔了室内外视线的联系。

金属孔板网在作为遮阳构件时，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，在晚上能够迅速冷却从而避免白天吸收的热量过多的导入室内，同时由于金属孔板网的渗透性，利于自然通风不会引起热空气的聚集。

同时，重叠于玻璃幕墙外的金属孔板网与玻璃之间形成的空腔在热压作用下使空气会自下而上的运动，带走堆积在金属孔板网附近的热量，这也起到了自然降温的作用，这都适宜广州的气候特征。

结语当今金属表皮的应用和发展应该引起思考。

金属表皮可以满足大跨度建筑和曲面形体的需要，有很好的视觉效果，但在具体使用的可行性中还需推敲：1 、金属的反光性能较玻璃更强，大量使用可能会引发光污染；2、当冬季，被固定的金属幕墙过滤掉了珍贵的光线，在不同的气候区需要具体设计。

目前来看，金属表皮还在发展阶段，还需要在结构合理性、理性节能以及变化发展的美学要求等方面进行更多的思考和实践才能经得住时间的检验。

参考文献1、《建构文化研究——论19世纪和20世纪建筑中的建造诗学》（美）弗兰姆普著；王骏阳译北京：中国建筑工业出版社，20072、《现代建筑：一部批判的历史》（美）肯尼斯. 弗兰姆普敦著；张钦楠译北京：生活.读书.新知三联书店，2004.33、《建筑特种构造》颜宏亮编著上海：同济大学出版社20084、《半透明的金属建筑表皮》孙超法著《华中建筑》第25 卷2007年9月5、《可感知的建筑——旧金山Prada建筑表皮技术解读》杜晓辉著《华中建筑》第25卷2007年2月6、《一个发现的场所——广州市第二少年宫》2007年6月/204期。