實(shí)際案例建筑材料策略

實(shí)際案例建筑材料策略南科大圖書館位于校園腹地，周圍環(huán)繞著其他首期建筑單體。在網(wǎng)絡(luò)閱讀盛行的時代，圖書館更多的需要營造一種可寧靜閱讀的場域感以及一個公眾交流的實(shí)體平臺。因此，社會化的公共空間被引入圖書館內(nèi)部，以彌合新校園中相鄰單體建筑間使用上的空間疏離感。而建筑外形卻簡單謙遜，以傳遞圖書館建筑在傳統(tǒng)意義上的寧靜意蘊(yùn)。基于此，建筑師認(rèn)為這個圖書館的外墻不應(yīng)該模糊材料的物質(zhì)性使其成為臉譜化的裝飾表皮，而應(yīng)強(qiáng)調(diào)其表皮材料和結(jié)構(gòu)受力的一體化。能否將藏書格的形態(tài)意象表達(dá)在立面上，使其可以模塊化、自承重，并借助外形凸凹變化達(dá)到外遮陽的效果。似乎最合適的當(dāng)屬混凝土———這種外觀質(zhì)樸質(zhì)感粗礪又可脫模成形的材料，但其自重較大。此時，GRC(GlassFiberReinforcedConcrete的縮寫)即玻璃纖維增強(qiáng)混凝土引起了建筑師的注意。GRC材料容重1．8t/m3～2．0t/m3，可通過脫模制作也可通過機(jī)器三維雕刻，其強(qiáng)大的塑形能力常被用在制作復(fù)雜輪廓的構(gòu)件上。制品斷面的薄壁空體曲面(壁厚3mm～10mm)里可填充保溫隔熱材料，從性能上較為吻合材料選擇意向。在反復(fù)推敲立面單元的比例尺寸、加工模具尺度、現(xiàn)場安裝難度等因素后，建筑師最終將標(biāo)準(zhǔn)模塊定為長1800mm×寬675mm×深400mm。GRC單元塊經(jīng)脫模養(yǎng)護(hù)被制作為輕質(zhì)高強(qiáng)且填充保溫隔熱材料的空心模塊。為了便于砌筑，模塊四周均設(shè)計有邊槽，相鄰模塊拼接后在槽內(nèi)側(cè)灌砂漿砌筑，拼縫處通過結(jié)構(gòu)膠密封。槽外側(cè)形成明縫，將材料受力特征和建構(gòu)方式表達(dá)出來。對于標(biāo)準(zhǔn)層高4．5m的砌筑墻體而言，其結(jié)構(gòu)的側(cè)向穩(wěn)定性成為新的課題。因?yàn)槠鰤K的錯縫砌筑設(shè)計使得難以增設(shè)豎向拉結(jié)鋼筋，經(jīng)過結(jié)構(gòu)師的反復(fù)計算多案比選，在經(jīng)濟(jì)可行的前提下最終采用了設(shè)置“中”字形抗風(fēng)柱的方式。柱體隱藏在厚達(dá)400mm的砌塊內(nèi)部，不可視的結(jié)構(gòu)通過單元塊砌筑的建構(gòu)方式獲得了視覺體現(xiàn)。然而，建筑只要一天沒有落成就隨時充滿變數(shù)。GRC這種材料在20世紀(jì)70年代引進(jìn)國內(nèi)后，同類設(shè)計做法一直缺乏建成例證。材料品質(zhì)和建成效果較好的不是用了進(jìn)口產(chǎn)品就是剛剛落成，難以檢驗(yàn)其材料的耐久性。這終究讓業(yè)主難以安心使用，尤其是在百年大計的校園建筑上。而此時，建筑主體施工已近封頂，外墻材料的調(diào)整變得十萬火急。在保持材料質(zhì)感和外墻建構(gòu)方式不變的前提下，先后有幾種常用材料被建筑師用來比較，如埃特板、美巖板和松本板。這三種材料在外觀質(zhì)感、密度、強(qiáng)度、可加工性等方面不分伯仲，而固定方式上則分為兩類:直接自攻螺絲固定于龍骨或膠粘在已有的固定夾板上。那么，如何重拾外墻的建構(gòu)邏輯，則必須從凹龕式外形的單元塊入手，它不應(yīng)該被拆解為多種板材的拼裝，而應(yīng)該是一個整體模塊。常用材料里最容易被想到的無疑是金屬板，比如鋁板，這種便于塑形且可在工廠預(yù)制的材料。唯一的問題是它的質(zhì)感不夠豐富且視覺重量過輕。質(zhì)感上，要求金屬板呈現(xiàn)質(zhì)樸粗礪未免過于苛求，而噴涂覆層或做拉絲等表面處理又過于細(xì)膩和裝飾化。建筑師最終選擇了保留金屬本身質(zhì)感，不惜在表現(xiàn)力上作出了一點(diǎn)妥協(xié)讓材料能夠真實(shí)的呈現(xiàn)。進(jìn)深400mm的立面模塊所產(chǎn)生的陰影增加了外墻的視覺重量，一定程度上也彌補(bǔ)了材料表現(xiàn)力的不足。為了方便從室內(nèi)外兩側(cè)施工安裝，鋁板模塊被設(shè)計為內(nèi)外兩部分，如圖1所示。保溫層被集成在模塊內(nèi)壁上，相鄰模塊間用防水膠條密封，以保證模塊空腔內(nèi)的密閉性。雖然在模塊的使用性能、加工性能上均與原GRC模塊類似，但不同的自重下，鋁模塊更傾向于“卡掛”而GRC更傾向于“堆砌”的結(jié)構(gòu)受力方式。外墻結(jié)構(gòu)由“中”字柱的形式演變?yōu)榫W(wǎng)狀骨架，鋁模塊從前后兩個方向卡扣在骨架上，做法類似于單元式幕墻。最終迫于工期的巨大壓力，建筑師的探索不得不終止于此。鋁板也許不是最優(yōu)的選擇，但它是在建筑師通盤考慮的材料策略下，綜合設(shè)計效果、材料品質(zhì)、加工工期、造價等各方面的特定選項。每個建筑的最終呈現(xiàn)都是基于“此時此地”的設(shè)計選擇，雖不具有同質(zhì)性或可復(fù)制性，也很難對其當(dāng)時策略選擇的正當(dāng)性加以評價，但建筑師的經(jīng)驗(yàn)卻源自于對過往個案策略的思考，從而提升在日后設(shè)計判斷的準(zhǔn)確度。南方科技大學(xué)圖書館的外墻之變，正是這樣的一個案例。HYPE