建筑表皮设计与环境适应性研究

建筑表皮设计与环境适应性研究

魏依伊

身份证号码：330302199111157649

摘要：现如今，随着我国经济的加快发展，建筑表皮设计是指设计师设计出的建筑表层既能满足一定的功能性，又能提高建筑外观的美感，是形式与功能的高度统一。

关键词：建筑表皮;设计;环境适应性

引言

可持续性原则和环境适应性在建筑设计中起着重要作用。可持续性原则追求经济、社会和环境的平衡，通过减少能源消耗、水资源管理、废物降低和再利用以及采用可再生能源等措施，实现建筑的高效能耗和低碳排放。而环境适应性则注重主动考虑当地自然环境的特征和条件，包括充分利用自然光线和通风、减少对空调和供暖系统的依赖、利用地形和植被来调节温度和能量消耗，从而提高建筑的舒适性和能源效率，并减少对外部环境的不良影响。

1混凝土塑性

混凝土受到外力作用时发生变形而不立即破裂，这使其在建筑结构中具有较高的应用价值。因为混凝土能够承受较大的变形而不破坏，保证了建筑结构的稳定性和安全性。当地震等外力作用在建筑结构上时，混凝土能够通过自身的塑性变形吸收和分散外力，从而减少建筑结构的破坏程度。混凝土的塑性与其组成材料和施工工艺有关。混凝土中的骨料、水泥、水等原材料的比例以及施工过程中的搅拌、浇筑、养护等工艺均会影响其塑性性能。因此，在建筑结构的设计和施工过程中，需要充分考虑混凝土的塑性特性，以确保建筑结构的稳定性和安全性。这种特性使得混凝土在建筑表皮设计中具有很大的灵活性。混凝土具有很强的流动性和可塑性，采用现场浇筑、预制拼装，制作过程灵活使用模板和高性能添加剂。在文化建筑综合体中，混凝土的塑性可以用于实现各种复杂的表皮形状和结构。通过在混凝土中加入添加剂或纤维增强材料，可以提高其塑性和强度，使其能够适应更复杂的几何形状和结构要求。通过采用先进的施工技术和设备，如3D打印技术，可以在现场浇筑混凝土时实现更精确的形状控制和细节处理。在文化建筑综合体的表皮设计中，混凝土的塑性还可以与建筑的几何形态和结构形式相结合，实现独特的美学效果。通过将混凝土浇筑成具有流动性和曲线感的形态，可以营造动态和柔软的视觉效果，与文化建筑的综合体相呼应。在文化建筑综合体表皮设计中使用混凝土时，还需要考虑耐久性、防水性、保温性等性能要求。因此，在设计时，需要综合考虑各种因素，包括建筑的功能需求、文化背景、地域特色等，以确定最佳的混凝土塑形设计和施工方案。

2对绿色建材的细部情感表现

在建筑表皮的细部设计中，将不同的材质和饰面结合在一起，形成表皮色彩、材质及纹理之间的交接，可以体现出表皮形态的美。正如语言有情感，建筑表层也有许多的情感表达方式。在表皮的设计中，以材料转化为结点，兼顾了技术要求和形式要求。如北京国家大剧院的外观设计，简单却又不失精致，气派却又不失深邃，其外墙具有一种浑然天成的气魄和意蕴。通过对建筑细节的精巧安排，不仅体现了建筑的宏大，而且将建筑内部联系紧密，大大提高了观赏价值，同时也体现了浓郁的地域文化气息。而滕头馆外墙采用的“表层”工艺，这一工艺曾被中国建筑师王澍所采用。在中国城市化高速发展的背景下，大量的既有建筑被推平，王澍以房屋拆迁时遗留下来的老砖瓦为表层材料，将其巧妙地结合在一起，不仅具有特有的表面形态，还体现了地方匠人对材料的精巧利用，使人们感受到一种区域文化的传承与乡愁，具有很强的实用性和观赏性。

3光与热物理环境创新结合

采用建筑表皮对室内环境进行温度调控，可以改善室内环境的舒适度。为了解决传统的玻璃幕墙耗能大，室内空气品质不佳的不足，光与热物理材料被广泛应用于建筑工程中。该系统以玻璃、金属等材料为主体，利用两层结构达到自然通风与采光的目的，可有效调控室内外温度变化，提高室内热环境，减少建筑能耗。双层幕墙体的设计理念是通过空气间层和空气“廊”等构造方式，使建筑表皮具有更好的保温和隔热性能。在冬季，双层幕墙体系可以有效地阻止室内热量散失；在夏季，空气间层和空气“廊”可以有效地隔绝室外热量进入室内。该设计方式不仅可以提高建筑的节能效果，还可以提高室内空气质量，为人们提供更加舒适、健康的居住环境。此外，外部的幕墙可以延伸至建筑物的某些或者全部部位，包括了传统的外墙或内部的玻璃墙。该设计方式可以进一步增强建筑的保温和隔热性能，提高建筑的节能效果，为建筑提供更加舒适、节能的解决方案。多孔金属表皮对热环境的适应原理如图6所示。光与热物理环境创新结合的表皮技术可以显著提高建筑的保温、隔热性能，降低能耗，是实现建筑节能的重要手段之一。在未来的建筑设计中，应积极推广和应用该技术，以推动绿色建筑的发展。

4自然通风和采光

在建筑设计中，充分利用自然通风和采光是环境适应性研究中不可或缺的重要方面。通过合理设置建筑开口和窗户位置，并充分利用自然气流和光线，可以实现室内空气的流通和优质采光，从而减少对人工通风和照明系统的需求，节省能源并提高舒适度。首先，自然通风是一种有效的方式来提供新鲜空气并排除污染物。通过合理设置建筑开口，如窗户、门和通风口，可以利用自然气流带来的微风和气流来达到通风效果。例如，在建筑物的布局上，可以考虑设置庭院或中庭来引导空气流动，并设置窗户位置以促进自然气流的进入和流通。此外，房间内的热空气可以通过上部的排气口或自然层流效应被迅速排出，同时从下方进入的新鲜空气也可以提供舒适的室内环境。这种自然通风的设计不仅有助于提供良好的室内空气质量，还能够降低空调系统的使用频率和能源消耗。其次，充分利用自然采光可以减少对人工照明系统的依赖。通过合理布置窗户和开口，将阳光引入室内，可以提供自然而柔和的照明效果。这不仅能够节约能源，还能为居住者创造一个更加愉悦和健康的室内环境。在设计中应考虑建筑朝向、窗户面积和位置等因素，以最大程度地捕捉到自然光线。此外，结合遮阳和日光控制系统，可以在需要时调节室内光线的强度和分布，以实现最佳的视觉舒适度。例如，可以使用可调节百叶窗、帘子或智能光线传感器来控制室内光线的亮度和方向，以适应不同时间和季节的光照变化。

结语

总而言之，从建筑学的角度看，目前我国建筑设计仍以“造型”与“空间”为主要内容。同时，建筑表层设计对设计师而言也有一定的启示。但中国建筑行业严重依赖于环境与资源，这就给中国建筑的发展带来了新的挑战，那就是“美”的追求、“可持续”的发展。因此，可以把绿色建材和建筑表皮进行有机的结合，以促进低碳环保，进而促进社会和经济的发展。

参考文献

[1]王鑫.生态型建筑的整体性适应性设计问题研究[D].同济大学,2019.

[2]冯珊珊.建筑设计中绿色建筑设计理念的渗透探究[J].中文科技期刊数据库(文摘版)工程技术,2022(8):3.

[3]许一秋.可持续发展研究在住宅建筑设计中的应用[J].文摘版:工程技术,2019:88.

[4]邹佳辰,罗程.基于居民体育认知与行为视角下成都体育建筑综合体与城市发展关系的质性考察[J].文体用品与科技,2022(23):66-68.

[5]谌方宇,罗铮蒸.地域性在文化建筑综合体中的设计策略研究[J].城市建筑,2022,19(17):133-137.

[6]朱文一,蒋姚贝龙.明日虎坊桥——城市翻修系列设计课程教学报告(47)之北京老城建筑综合体设计[J].城市设计,2021(3):98-103.