建筑材料在建筑表皮中的生態運用初探

劉 洋

遼寧省產品質量監督檢驗院(遼寧省建筑材料監督檢驗院)

建筑材料在建筑表皮中的生態運用初探

劉 洋

遼寧省產品質量監督檢驗院(遼寧省建筑材料監督檢驗院)

近年來建筑的思想和理念不斷發生變化，其中一大趨勢就是建筑的生態化建設。建筑材料是建筑的核心構成要素之一，建筑表皮作為建筑的一部分，其設計也需要考慮對建筑材料的生態應用。本文介紹了建筑材料在建筑表皮中的生態運用現狀、建筑材料的生態選擇、建筑材料在建筑表皮運用中的生態學原則、建筑材料在建筑表皮設計中的生態策略。

建筑材料；建筑表皮；生態運用

1、建筑材料在建筑表皮中的生態運用現狀

隨著我國建筑行業的蓬勃發展，人們對建筑材料的研究和應用積累了豐富的一手資料，同時建筑師參與國際交流越來越多，兩者共同作用，導致與建筑有關的研究者和設計者從原來單純的重視建筑表皮的外表美觀，到開始注重建筑材料在建筑表層中的生態應用。相關理論研究越來越多，一些建筑師在嘗試把理論應用于實踐。比如在世博會中，中國建筑師自行設計的形態各樣的展館就充分考慮了建筑材料在建筑表皮中的生態運用。

2、建筑材料的生態選擇

2.1 生態建筑材料及選擇

生態建筑材料也叫綠色建筑材料或環保建筑材料等。生態建筑材料是指采用清潔生產技術、少用天然資源和能源、大量使用工業或城市固態廢棄物生產的無毒害、無污染、無放射性、有利于環境保護和人體健康的建筑材料。通過系列操作制成的生態建筑材料有以下特性：在生產、使用過程中能夠盡量做到對自然資源的節約，避免污染，同時也不會釋放有毒有害物質，對環境造成破壞。符合建筑設計對建筑材料的力學和性能要求，既保證使用壽命又能在使用壽命結束的后續處理中可循環利用。

2.2 建筑過程中減少材料的使用

在建筑的過程中應盡量減少對材料的應用，在建筑的規模上盡量做到適中。不盲目求高求大，做到與環境的協同一致，達到減少建筑材料使用的目的。在建筑過程中應充分考慮建筑材料的有效利用，避免不必要的浪費，同時應考慮材料的耐受性和使用壽命，盡量選擇與建筑物設計壽命相應的建筑材料。在建筑設計時還應考慮建筑到達使用壽命后，這些建筑材料的無公害銷毀或重復利用問題。

3、建筑材料在建筑表皮設計的生態策略

3.1 自然采光

太陽光作為一種自然光源，本身是一種清潔無污染的能源，對太陽光的利用是最經濟、最環保和能重復利用的能源利用形態。在建造表皮的設計過程中，一般采用堅硬的墻體和玻璃或透光膜，做到有機結合，實現自然光能從建筑的頂部、側面投射進來，太陽光在一天的變化中也能給建筑帶來一定的生機和靈性。比如我國北京奧運會體育場館鳥巢，就充分考慮了對自然光的應用：體育場的骨架由各種組件相互連接、相互支撐，形成復雜而有規律的網格結構，從遠處看就像許多樹枝搭建的一個巨大鳥巢，其銀色的鋼網外面覆蓋著透明的膜性材料，使白天能夠從四面八方把自然光投射進來，采集到充足的自然光。

3.2 自然通風

建筑物內如果沒有風的流動，會造成空氣的不流通，使人產生憋悶的感覺。自然風對人體是最適合的，因此要選用合理的建筑材料，進行自然通風。自然通風的設計要考慮到自然風壓、內外溫差，這些條件的形成都需要恰當的建筑材料和建筑表皮外形，比如現在各種寫字辦公樓的窗戶都通過恰當的設計，保障自然通風。法蘭克福商業銀行總部利用了“煙囪效應”的原理，把建筑設計成以三角平面為單位的層層上旋的漸進上升過程，這樣的設計可以促使風從不同的側面吹入大樓內部，為辦公室的各個角落帶來自然空氣，讓工作人員體會到舒服和自然。

3.3 保溫放熱

建筑為了形成舒適的環境，應該具有保溫放熱功能。建筑內部通過建筑表皮既能從外部獲得熱能，也能從內部放出熱能。要想讓建筑表皮更好的肩負這個功能，必須選擇合理的建筑材料用于表皮的構建。由于夏季光照強烈，需要利用建筑表皮進行防熱處理。自然防熱處理的基本策略是，減少或避免太陽的直接照射或強烈輻射，同時加強自然通風。由于冬季光照較弱，室內外的溫差較大，室內熱能容易散失，保溫的基本策略是盡量最大化的接受太陽光，防止內外的空氣流通。玻璃在建筑表皮設計的保溫防熱用途中最普遍，窗戶采用雙層玻璃，在冬天可以阻斷熱量的散失，在夏天建筑表皮外圍安裝百葉窗等，在可以遮蔭的同時，玻璃能也能阻斷室內空調形成的冷氣和外界的交流。這一技術已經在許多建筑中得到應用，比如德國博覽會公司辦公大樓，其設計手法包括：外立面玻璃幕墻對高層高速氣流的屏蔽；內側推拉窗與百葉窗組合，形成冷熱氣流的緩沖，并能夠吸收新鮮空氣；結構柱設在緩沖層內，各種配套設施集中在豎向管線中，使得室內空間利用效率增大。

結束語：

綜上所述，隨著我國城市化和城鎮化進程的推進，我國的建筑行業獲得飛速發展，無數的建筑研究者對建筑材料的性質和應用積累了豐富的材料，同時外國建筑理念的傳入，使我國的建筑師越來越重視建筑表皮的生態應用。建筑表皮的生態應用，首先就是建筑材料的生態選擇，在選擇建筑材料時，應考慮選擇生態化的建筑材料，建筑過程中應減少材料的使用。在選擇建筑材料用于建筑表皮的生態學運用時，要遵守一定的原則，比如采用可循環使用的建造材料，這能對當地的環境減少破壞，保護生態；開發能夠推廣普及的技術，不會脫離實際，最終達到綜合效益的實現；構建多樣化復合表皮，滿足人們不同的需求；注重藝術和技術相結合，產生優秀的建筑作品；利用本土化的建筑材料，使建筑實現人文生態的特點，增加建筑的藝術性和個性，避免建筑風格的千篇一律。建筑材料在建筑表皮的生態化設計時，要選擇相應策略，通過選擇合理的建筑材料進行自然采光、自然通風和保溫放熱，能節約能源，具有經濟環保的特點；選擇合理的建筑材料，積極適應當地氣候，才能延長建筑材料的使用壽命，也會延長建筑的生命周期。總之，建筑材料在建筑表皮中的生態運用是建筑的一種趨勢，一定會發揮越來越大的作用。

[1]鄧瑋，徐峰.建筑材料在建筑表皮中的生態運用[J].中外建筑，2016，07：59-61.

[2]李向.建筑材料在建筑表皮中的生態運用淺析[J].四川建材，2017，04：295-296+298.