澳大利亞建筑表皮與外遮陽一體化設(shè)計研究

本文通過對澳大利亞東南部沿海地區(qū)具有代表性的建筑進行實例分析，著重探討了極端地理氣候條件下與建筑表皮多種形態(tài)相結(jié)合的外遮陽建筑一體化的設(shè)計手法。

澳大利亞當(dāng)代建筑以靈活多變的遮陽技術(shù)聞名于世界，外遮陽系統(tǒng)往往成為立面表現(xiàn)中永恒的“主題”，每棟建筑都堪稱是建筑遮陽與建筑立面完美的結(jié)合。尤其是在常年受海風(fēng)影響的東南部沿海地區(qū)，夏天濕度較大、日照強烈，溫度可達38℃；冬天氣候溫和，最低溫度大約在5℃左右，必須采取有效地遮陽措施來防止夏季強烈的日曬。本文所列舉的表皮遮陽案例著重強調(diào)建筑外圍結(jié)構(gòu)與建筑主體相互分離的構(gòu)成方式。

綠化外遮陽與建筑表皮一體化設(shè)計

綠化外遮陽主要指利用落葉喬木或藤蔓植物的自然遮陽方式。一方面，它利用了植物枝葉具有遮陽、濾光和防止眩光的特性阻擋了夏季陽光直射；另一方面，植物在光合作用下，內(nèi)部水分會通過蒸騰作用從葉片表面散失到空氣中，起到降低環(huán)境溫度的作用。在設(shè)計上一般采用種植于建筑主要朝向上的落葉喬木遮陽，可以兼顧冬夏兩季對陽光的不同需求：夏季繁茂的枝葉可以遮擋陽光；冬季溫暖的陽光則可以穿過稀疏的枝條射入室內(nèi)。另外，也可以利用藤蔓植物攀爬的特性在建筑表面形成有效的保護層

以墨爾本市政府2號辦公樓（CH2）為例，這幢辦公建筑在北向、東向和西向的外墻上都設(shè)置了遮陽措施，北向（朝陽方向）利用金屬格架和室外露臺進行垂直植物遮陽，東、西向則利用穿孔金屬隔板和可自控的木質(zhì)百葉遮陽。其中，建筑北側(cè)外墻上的垂直植物遮陽共有九層高，每層都為植物生長所需設(shè)置了獨立且連續(xù)的金屬格架和室外露臺，且露臺兩側(cè)還安裝有供藤蔓植物攀爬的不銹鋼網(wǎng)（見圖1）。沿窗邊種植的綠色植物由再生水澆灌，且栽培在可嵌入露臺中的特制花盆里。植物與立面構(gòu)件緊密地結(jié)合在一起，共同起到了遮陽、防止眩光和提高空氣質(zhì)量的作用。

標(biāo)準(zhǔn)化外圍護構(gòu)件遮陽與建筑表皮一體化設(shè)計

工業(yè)化建筑的外圍護結(jié)構(gòu)件多采用標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)配件、工廠化生產(chǎn)加工、現(xiàn)場機械化裝配施工。在預(yù)制加工好的外圍護結(jié)構(gòu)部件中，工業(yè)化建筑外遮陽部品的整合在形式上構(gòu)成均質(zhì)、韻律、具有“標(biāo)準(zhǔn)化”特征的建筑表皮。

墨爾本皇家理工大學(xué)的斯旺斯頓學(xué)術(shù)教學(xué)樓（Swanston Academic Building）。這棟建筑于2012年9月落成，是由墨爾本皇家理工大學(xué)和萊恩斯建筑事務(wù)所聯(lián)合設(shè)計的一棟生態(tài)可持續(xù)設(shè)計的“垂直校園”建筑，為墨爾本商業(yè)中心帶來了全新的視覺沖擊力和城市活力（見圖2）。艷麗的建筑外觀使用了由周邊建筑物提取出的像素化圖片抽象而來色塊，正如萊恩斯所說“該建筑的自身來源于它所置身的環(huán)境”，“它是一個變色龍以及一面鏡子”。外立面是由表面突起的三角形元素的面板組成的，它可以根據(jù)建筑物的方位不同提供不同角度的陰影。另外，玻璃窗上大膽的著色結(jié)合高性能玻璃的使用，降低了太陽輻射對室內(nèi)溫度的影響，還可以避免產(chǎn)生眩光。

墻體系統(tǒng)智能式外遮陽與建筑表皮一體化設(shè)計

位于墨爾本中央商業(yè)區(qū)以北CUB釀酒廠舊址的像素大樓（The Pixel Building）也因其別具一格、五彩斑斕的“像素化”表皮讓人印象深刻（見圖3）。像素大樓于2010年7月由505工作室設(shè)計完成，是澳大利亞有史以來第一座取得“綠色之星”六星評價認(rèn)證滿分的辦公建筑。這棟建筑使用了雙層表皮遮陽系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的百葉遮陽，利用造型各異的翼片過濾掉多余的太陽輻射，完全通過自然光線達到辦公空間的采光需求，且光線柔和無眩光。這些固定在建筑表皮上的彩色翼片運用了先進的三維電腦輔助設(shè)計技術(shù)，模擬了不同季節(jié)不同時段的日照特征，使遮陽系統(tǒng)的效率達到最大化（見圖4）。

能源采集式外遮陽與建筑表皮一體化設(shè)計

墨爾本皇家理工大學(xué)（RMIT）是一所位于墨爾本中央商業(yè)區(qū)的城市大學(xué)，各具特色的教學(xué)樓沿街分布，營造了集思想自由和多元化創(chuàng)意為一身的特色校園文化。2012年由畢業(yè)于該校的建筑師肖恩·葛德賽和柏濤建筑事務(wù)所合作完成的第100號設(shè)計中心（100 Building Design Hub）創(chuàng)新地應(yīng)用了環(huán)保可持續(xù)的理念。這棟建筑最大特點是采用了“第二表皮”這一創(chuàng)新理念（見圖5），在建筑的四個立面上覆蓋著由16000塊高強度磨砂玻璃構(gòu)成的外圍結(jié)構(gòu)，每個玻璃組成單元都如同一張圓形光盤，在電腦與可旋轉(zhuǎn)電機設(shè)備的控制下，可以根據(jù)墨爾本的即時天氣自動調(diào)整旋轉(zhuǎn)角度，控制陽光的入射量，起到遮陽隔熱的作用。在不遠的將來，這種雙層立面系統(tǒng)還有能力進一步將磨砂玻璃替換成太陽能面板，每個聯(lián)動圓盤裝置都配備有自動感應(yīng)器，可最大限度地將太陽能面板暴露在陽光下，實現(xiàn)最大化的能源回收利用。

結(jié)語

澳大利亞東南部沿海地區(qū)因其極端地理氣候條件，產(chǎn)生了多種與建筑表皮多種形態(tài)相結(jié)合的外遮陽建筑一體化的設(shè)計手法，這種大膽創(chuàng)新的思維的成功應(yīng)用，為未來綠色建筑多樣化發(fā)展奠定了更加堅實的實踐基礎(chǔ)。

（作者單位：長春建筑學(xué)院）

作者簡介：李雪嬌（1986-），女，漢族，吉林長春人，碩士研究生，長春建筑學(xué)院教師，研究方向：寒地節(jié)能建筑，綠色建筑。