刘 洋

辽宁省产品质量监督检验院(辽宁省建筑材料监督检验院)

建筑材料在建筑表皮中的生态运用初探

刘 洋

辽宁省产品质量监督检验院(辽宁省建筑材料监督检验院)

近年来建筑的思想和理念不断发生变化，其中一大趋势就是建筑的生态化建设。建筑材料是建筑的核心构成要素之一，建筑表皮作为建筑的一部分，其设计也需要考虑对建筑材料的生态应用。本文介绍了建筑材料在建筑表皮中的生态运用现状、建筑材料的生态选择、建筑材料在建筑表皮运用中的生态学原则、建筑材料在建筑表皮设计中的生态策略。

建筑材料；建筑表皮；生态运用

1、建筑材料在建筑表皮中的生态运用现状

随着我国建筑行业的蓬勃发展，人们对建筑材料的研究和应用积累了丰富的一手资料，同时建筑师参与国际交流越来越多，两者共同作用，导致与建筑有关的研究者和设计者从原来单纯的重视建筑表皮的外表美观，到开始注重建筑材料在建筑表层中的生态应用。相关理论研究越来越多，一些建筑师在尝试把理论应用于实践。比如在世博会中，中国建筑师自行设计的形态各样的展馆就充分考虑了建筑材料在建筑表皮中的生态运用。

2、建筑材料的生态选择

2.1 生态建筑材料及选择

生态建筑材料也叫绿色建筑材料或环保建筑材料等。生态建筑材料是指采用清洁生产技术、少用天然资源和能源、大量使用工业或城市固态废弃物生产的无毒害、无污染、无放射性、有利于环境保护和人体健康的建筑材料。通过系列操作制成的生态建筑材料有以下特性：在生产、使用过程中能够尽量做到对自然资源的节约，避免污染，同时也不会释放有毒有害物质，对环境造成破坏。符合建筑设计对建筑材料的力学和性能要求，既保证使用寿命又能在使用寿命结束的后续处理中可循环利用。

2.2 建筑过程中减少材料的使用

在建筑的过程中应尽量减少对材料的应用，在建筑的规模上尽量做到适中。不盲目求高求大，做到与环境的协同一致，达到减少建筑材料使用的目的。在建筑过程中应充分考虑建筑材料的有效利用，避免不必要的浪费，同时应考虑材料的耐受性和使用寿命，尽量选择与建筑物设计寿命相应的建筑材料。在建筑设计时还应考虑建筑到达使用寿命后，这些建筑材料的无公害销毁或重复利用问题。

3、建筑材料在建筑表皮设计的生态策略

3.1 自然采光

太阳光作为一种自然光源，本身是一种清洁无污染的能源，对太阳光的利用是最经济、最环保和能重复利用的能源利用形态。在建造表皮的设计过程中，一般采用坚硬的墙体和玻璃或透光膜，做到有机结合，实现自然光能从建筑的顶部、侧面投射进来，太阳光在一天的变化中也能给建筑带来一定的生机和灵性。比如我国北京奥运会体育场馆鸟巢，就充分考虑了对自然光的应用：体育场的骨架由各种组件相互连接、相互支撑，形成复杂而有规律的网格结构，从远处看就像许多树枝搭建的一个巨大鸟巢，其银色的钢网外面覆盖着透明的膜性材料，使白天能够从四面八方把自然光投射进来，采集到充足的自然光。

3.2 自然通风

建筑物内如果没有风的流动，会造成空气的不流通，使人产生憋闷的感觉。自然风对人体是最适合的，因此要选用合理的建筑材料，进行自然通风。自然通风的设计要考虑到自然风压、内外温差，这些条件的形成都需要恰当的建筑材料和建筑表皮外形，比如现在各种写字办公楼的窗户都通过恰当的设计，保障自然通风。法兰克福商业银行总部利用了“烟囱效应”的原理，把建筑设计成以三角平面为单位的层层上旋的渐进上升过程，这样的设计可以促使风从不同的侧面吹入大楼内部，为办公室的各个角落带来自然空气，让工作人员体会到舒服和自然。

3.3 保温放热

建筑为了形成舒适的环境，应该具有保温放热功能。建筑内部通过建筑表皮既能从外部获得热能，也能从内部放出热能。要想让建筑表皮更好的肩负这个功能，必须选择合理的建筑材料用于表皮的构建。由于夏季光照强烈，需要利用建筑表皮进行防热处理。自然防热处理的基本策略是，减少或避免太阳的直接照射或强烈辐射，同时加强自然通风。由于冬季光照较弱，室内外的温差较大，室内热能容易散失，保温的基本策略是尽量最大化的接受太阳光，防止内外的空气流通。玻璃在建筑表皮设计的保温防热用途中最普遍，窗户采用双层玻璃，在冬天可以阻断热量的散失，在夏天建筑表皮外围安装百叶窗等，在可以遮荫的同时，玻璃能也能阻断室内空调形成的冷气和外界的交流。这一技术已经在许多建筑中得到应用，比如德国博览会公司办公大楼，其设计手法包括：外立面玻璃幕墙对高层高速气流的屏蔽；内侧推拉窗与百叶窗组合，形成冷热气流的缓冲，并能够吸收新鲜空气；结构柱设在缓冲层内，各种配套设施集中在竖向管线中，使得室内空间利用效率增大。

结束语：

综上所述，随着我国城市化和城镇化进程的推进，我国的建筑行业获得飞速发展，无数的建筑研究者对建筑材料的性质和应用积累了丰富的材料，同时外国建筑理念的传入，使我国的建筑师越来越重视建筑表皮的生态应用。建筑表皮的生态应用，首先就是建筑材料的生态选择，在选择建筑材料时，应考虑选择生态化的建筑材料，建筑过程中应减少材料的使用。在选择建筑材料用于建筑表皮的生态学运用时，要遵守一定的原则，比如采用可循环使用的建造材料，这能对当地的环境减少破坏，保护生态；开发能够推广普及的技术，不会脱离实际，最终达到综合效益的实现；构建多样化复合表皮，满足人们不同的需求；注重艺术和技术相结合，产生优秀的建筑作品；利用本土化的建筑材料，使建筑实现人文生态的特点，增加建筑的艺术性和个性，避免建筑风格的千篇一律。建筑材料在建筑表皮的生态化设计时，要选择相应策略，通过选择合理的建筑材料进行自然采光、自然通风和保温放热，能节约能源，具有经济环保的特点；选择合理的建筑材料，积极适应当地气候，才能延长建筑材料的使用寿命，也会延长建筑的生命周期。总之，建筑材料在建筑表皮中的生态运用是建筑的一种趋势，一定会发挥越来越大的作用。

[1]邓玮，徐峰.建筑材料在建筑表皮中的生态运用[J].中外建筑，2016，07：59-61.

[2]李向.建筑材料在建筑表皮中的生态运用浅析[J].四川建材，2017，04：295-296+298.