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绿色建筑 2013年 第3期 案 例 分 析 Case Study 建筑表皮与绿色表皮 Building Skins and Green Skins 倪欣 兰宽 田鹏 刘涛 （中联西北工程设计研究院 , 陕西 西安 710082） 摘要：通过讨论绿色表皮的概念及其对于现时代建筑创作的重要意义，并通过国内外的建筑实例，图文并茂地阐述和展现了建筑绿色表皮的 7 种类型，期望对当下中国建筑师的建筑创作有所助益。 关键词：绿色；低碳；表皮 中图分类号：TU50 文献标识码：B 文章编号：1674-814X（2013）03-06-04 建筑表皮与绿色表皮 建筑表皮，指的是建筑和建筑的外部空间直接接触的界 面，以及其展现出来的形象和构成的方式，可以泛指一切形 式的建筑表面形态，或称建筑内外空间界面处的构件及其组 合方式的统称 1。建筑通过表皮传递和表达。建筑的表皮产 生建筑美学新的视觉秩序。当建筑的表皮占据了视觉主体的 时候，人们对建筑的立面不再是一带而过，建筑表面的建筑 形态使其从周围的建筑群中跃然而出，产生建筑形态的新视 觉。 建筑表皮与建筑融为一体，需要和建筑的空间、功能， 城市景观以及审美情趣良好的结合，只有协调好这些矛盾关 系，才是创作好的作品，而不是一味的追求表皮效果的新奇。 在能源与环境问题被高度重视的现时代，对于建筑的讨论也 自然而然的处于这样一个语境自然资源是有限的，对建 筑的研究更应注重对新材料与新技术的探索，体现对自然的 尊重。 目前，绿色、低碳已经成为人们越来越关注的话题，绿 色建筑也成为当前建筑领域人们探索和研究的方向之一。绿 色建筑是指在建筑的全寿命周期内， 最大限度地节约资源 （节 能、节地、节水、节材） ，保护环境和减少污染，为人们提 供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。 基于此，建筑绿色表皮的概念被提出，也有更多的建筑 师通过自身创作，在探索崭新的、具有时代艺术感的建筑作 品。因此，笔者认为能够符合绿色建筑内涵的建筑表皮都是 绿色的，也就是说以追求生态、自然、节约、低耗为出发点 的建筑表皮都可以称为绿色表皮。 当今很多建筑都开始采用了绿色表皮。2010 年上海世 博会的很多展馆就运用了大量的绿色表皮，其主要特征是表 皮都以实现绿色、环保、低碳为目的，以必要的技术手段为 支撑， 而且装饰的自由度大。满载万千种子的英国 “蒲公英” 、 会呼吸的日本紫蚕宝宝、生态友好的马德里“竹屋” 、英国 伦敦馆的零能耗建筑、 “沪上生态家”建筑师们让一座 座建筑“外衣”拥有了持续的生命力。 本文从 7 个方面介绍绿色表皮， 分别是原生态材料表皮、 幕墙表皮、通风外墙表皮、遮阳体系表皮、积水表皮、光伏 表皮以及绿色生态种植表皮。 绿色建筑 2013年 第3期 Case Study 案 例 分 析 材料为铝合金型材和玻璃，均为可在循环利用的建筑材料， 对环境的影响程度小。 自然通风外墙表皮 自然通风外墙，就是在包含空腔的复合外墙体系的外侧 保留孔隙，以保持间层通风干燥，使得夏季产生的热空气自 然排出，能够有效的降低室内温度。这种复合材料的表皮， 外观简洁、构造相对简单，且成本较低，在建筑表现力上更 能体现对于历史和地域文化的尊重。砖砌块和陶板幕墙多被 用于外层构造，而这两种自然通风外墙表皮在欧洲发达国家 也已被应用多年。 图 5、图 6 示为德国某建筑的自然通风外墙，这种砖材 料表皮在展现建筑的独特气质时，更是通过构造来实现了建 筑室内的舒适、低耗。 陶土建材是自人类文明开始以来，唯一能经得起时间考 验的人造建筑材料，蕴含着万余年的传统制陶文化，是世界 建筑学史上的奇迹。陶土板的原材料为天然陶土，不添加任 何其它成分，不会对空气造成任何污染。陶板的颜色完全是 陶土的天然颜色，绿色环保，无辐射，色泽温和，不会带来 光污染。更重要的是，陶土板幕墙在构造设计上具有很强的 原生态表皮 绿色建筑的最重要内涵就是追求与自然融为一体，在建 造和运行的全寿命周期中最大限度的降低建筑对环境资源的 影响。而原生态材料的应用，则是呼应这一内涵的最直接方 式。原生态表皮，按其构造方式可分为：将原生态材料应用 于建筑主体围护结构之外独成体系并拥有一定功能性的独立 式表皮，如世博西班牙馆；经过技术处理或与其他材料结合， 作为外围护结构一部分的复合型生态表皮。 世博会中西班牙馆（图 1）那层层叠叠的藤板，覆盖在 建筑的外面，随建筑造型形成流动的曲面，并起到遮阳防噪 的作用。城市最佳实践区的宁波滕头案例馆将竹紧贴于混凝 土墙外壁（图 2） 。同样是外围护材料，竹质复合表皮却比 混凝土和碎砖更能体现建筑的友好、亲切，在门窗外又起到 遮阳构件的作用。这种原生态材料构成了一种全新的建筑表 皮， 以一种独特、 低成本、 亲切的方式展现了绿色建筑的内涵。 幕墙表皮 利用“烟囱效应”与“温室效应”的热压通风作用和特 设遮阳层来实现保温防热的幕墙，是近年来应用很广泛的绿 色表皮之一。这种玻璃围合的空腔称之为呼吸式幕墙或是类 呼吸式幕墙。它是由内外两道幕墙组成，内外幕墙之间形成 一个通风换气层，空气可以从下部进风口进入，又从上部排 风口离开这一空间，这一空间经常处于空气流动状态，热量 在这一空间流动。 从节能率上衡量，这种绿色表皮比传统的幕墙节约采暖 能源 42% 52%，制冷时节约能源 38% 60%；舒适度 方面，双层幕墙的隔音性能可达到 55dB，让室内生活与工 作的人们有一个清静的环境；空气质量方面，无论天气好坏， 无须开窗换气，呼吸式幕墙都可直接将自然空气传至室内， 为室内提供新鲜空气；从节材的角度衡量，构成幕墙的主要 图 1 西班牙馆外观图 2 宁波滕头案例馆复合竹表皮 图 3 陕西省科技资源统筹中心幕墙表皮图 4 幕墙间层的遮阳设施 图 5 德国某建筑的自然通风外墙图 6 外层砖上开有孔洞 绿色建筑 2013年 第3期 案 例 分 析 Case Study 集，以满足雨水调蓄、水景绿化、创造舒适建筑环境的设计 语言。建筑水景的应用不仅能够为建筑营造出更舒适的生态 环境， 在夏季还能够通过水分蒸发有效的降低建筑周边温度， 使建筑更贴近自然。 积水表皮根据这一思想创造而来，它在形式上的独特且 富有表现力，在内涵上更是紧扣资源与环境的主题。下图为 2010 世博会的“世博轴” ，其夸张伸展的伞状造型与雨水收 集的需要紧密契合。 光伏表皮 光伏表皮是将建筑表皮和光伏构件相结合的一种设计语 言，顾名思义，这种表皮系统既能够发电，又是建筑围护结 构的一部分。 光伏表皮设计需要从 3 个方面考虑。从光伏技术上，必 须考虑光伏类型选择、光伏方阵的空间位置和方向，方阵和 逆变器的配合，防雷、绝缘等的安全措施；从建筑设计上， 必须满足特殊的建筑标准，减少建筑的能耗，提高居住的舒 适度；从建筑美学上，光伏表皮需要和建筑立面风格交相呼 应，甚至要更加突出建筑表现，展现独特的绿色节能的技术 美学。 可塑性，通过特殊设计的接缝和孔隙，可以阻止幕墙表面沉 积物的形成，并在构造空腔内形成通风换气，实现防潮隔热 的调节作用。 遮阳体系表皮 在我国大部分地区的夏季，采用建筑外遮阳是降低制冷 负荷最经济的途径。 尤其是在是夏热冬冷地区以及炎热地区， 遮阳是被誉为最有效的绿色建筑设计策略。 随着建筑技术的发展，遮阳技术和产品已经从单纯的 “板、 栅、 膜”进化的更加智能、 更加多样、 更加富有表现力。 柯布西耶时代用混凝土筑就的粗犷的遮阳格栅显然无法适应 今天的要求，于是，充分体现了新材料、高技术的利用的可 调节遮阳，承担着复合功能的遮阳构件便应运而生。 无论是诺曼 . 福斯特的德国国会大厦改造工程（图 9） ， 还是国内逐渐涌现的星级绿色建筑（图 10） ，都能看出遮阳 技术的已经越来越被国内外建筑师所重视。 多样的遮阳形式， 多变的建筑形象，有效的能耗控制，这种种的优势都是遮阳 技术乐于为建筑师所用的重要原因。 积水表皮 建筑的积水表皮，就是通过建筑表皮形态对雨水进行收 图 7 陕西省科技资源统筹中心陶板幕墙图 8 欧洲某建筑彩色陶板幕墙 图 9 德国国会大厦玻璃顶遮阳图 10 中庭智能遮阳膜 图 11“世博轴”剖面示意图 12“世博轴”夜景 图 13 某建筑中“光伏中庭”图 14 光伏构件 绿色建筑 2013年 第3期 Case Study 案 例 分 析 收稿日期：2013-03-15 作者简介：倪欣，中联西北工程设计研究院总建筑师、副院 长、首席建筑师，西安交通大学硕士生导师。作者通讯地 址：陕西省西安市劳动路81号，邮编：710082。 绿色生态种植表皮 为了在有限的城市用地环境中创造更多的宜人绿地，立 体绿化技术已经越来越多的被建筑师所应用。绿色生态的种 植表皮便是对立体绿化技术的一种针对性的提炼。不同于空 中庭院，种植表皮是一种针对建筑外围护的屋面和墙面进行 绿植覆盖的设计语言。或采用立体种植技术，或选用合适的 藤蔓植物实现绿化覆盖，种植表皮以一种绿色生态的建筑形 象非常直观的展现在人们面前。 不光是外形上的生态友好，在内涵上，种植表皮更能体 现对于环境资源的关注。覆盖于建筑外围护结构的种植层， 由于其植土的厚度和植物的光合作用，本身就对过多的太 阳辐射和过冷过热的空气有非常明显的调控作用。如图 15、 图 16 所示案例，在夏季，过多的太阳辐射被绿植通过光合 作用所转化，建筑制冷能耗被有效较低；在冬季植物生长缓 慢，枯植层与种植土像一层棉衣为建筑阻挡寒风，减少了能 量的散失。 结语 随着全球能源消耗和温室气体排放的越发严重，建筑领 域的节能减排已经刻不容缓。建筑表皮作为建筑的重要组成 部分，应该朝着更节能