新型建筑材料在上海世博会建筑表皮中的应用

材料设备一　园可以减少太阳光反射面和热力吸收平　面，有明显的隔热效果和对建筑的保护　作用。加拿大馆的红杉木本身含有大量　的细胞孔状结构，里面充满空气，具有　很强的隔热能力，其热绝缘效果远远超　３万ｍ　，年发电量约２５Ｏ万ｋＷｈ，大　约相当于少用８９３ｔ标准煤，预计可减少　二氧化碳排放量２　３７４ｔ［　。上海企业联　合馆屋顶布置２　２００ｍ　的太阳能集热　屏，借助低温热水发电新技术，输出电　过砖头、水泥和钢材。　利用外层结构构造起到保温隔热作用　功率超过２Ｏ０ｋＷ以上。　１－２．６自洁性能　图２４瑞典馆　由两层金属板组成，外层为铝合金蜂窝　板，内层为铝镁锰合金直立锁边板，内　衬隔声和保温层，且其表面涂料颜色对　阳光有反射作用。　１．２建筑材料对建筑表皮功能的实现　１．２．１展示作用　既包括空间上的建筑形体展示，也　包括建筑文化和设计理念的展示。建筑　表皮材料的选择往往依据设计理念，有　时需要选用某些特定的材料、材质，或者　利用材料本身的自然色，以达到建筑师　对建筑外层形态的塑造效果以及建筑文　化内涵的展示。例如澳大利亚馆的锗红　色耐候钢表皮是对澳大利亚广袤的红色　土壤的最好诠释。世博轴采用的超大索　膜结构，利用膜材可以自由塑造形状的　特色，塑造出像花瓣一样的轻盈体态。　主题馆太阳能光电板是深蓝偏紫的颜　色，与其对应的菱形是颜色相对较浅的　屋面和天窗，水平的光电板和有一定倾　斜角度的天窗，生动地体现出城市弄堂　纵横交错，凹凸起伏的立体肌理。　１．２．２保温隔热性能　建筑表皮的保温隔热性能主要可以通　过两个方面实现，一是建筑材料本身可　以起到保温隔热的性能：二是建筑外围　护结构的设计方法采用双层空间设计（内　部通常为普通围护结构，外层为展示　层），通过两层材料之间的间隔并利用空　气流通等措施起到保温隔热的作用。　利用材料本身起到保温隔热性能的有　绿色植被、屋顶覆土技术的花园、双层　中空玻璃、木材等等。绿色植物墙面可　通过植物的水汽蒸发过程，降低环境温　度，减轻市区热岛效应；并且可使周围　风速降低，延长外墙使用寿命。屋顶花　的还有太阳能板、膜材、水幕等。如　主题馆屋面太阳能板与建筑防水等结构　措施相结合，设置双层构造，以起到保　温隔热作用。意大利馆内部有双层ＥＴＦＥ　膜，中间的空气层具有优越的保温隔热　性能。德国馆外墙的高科技革新网膜，　以５０～１　５０ｃｍ的距离包装起来，就像是　展馆建筑的第二层皮，为德国馆遮阳。　匈牙利馆和阿尔萨斯馆则利用建筑外层　设置的水幕和水流带走热量。　１＿２＿３采光与通风性能　建筑表皮材料的采光性能主要通过三　方面实现，①利用材料本身的透光性，　这类材料主要为膜材。如万科馆项部的　ＥＴＦＥ膜，日本馆的发电膜，挪威馆顶　部的ＰＴＦＥ膜等。②对玻璃材料进行一定　的处理，以达到特殊的采光效果。如智　利馆的玻璃中掺入６５％～７０％的废旧玻　璃，能起到透光不透视的作用。⑨通过　不透明材料的布置形式，采用孔隙式采　光。如加拿大馆利用间隔设置的杉木　条、新加坡馆在外层设置不同的开缝线　条进行采光。该方法还可以加速孑Ｌ洞、　隔缝之间、馆内外的空气流通，往往可　以同时起到通风的作用。　１．２．４降噪性能　除了目前应用已经比较广泛的双层中　空玻璃（如澳门馆）可以起到降噪的作用　外，一些自然材料同样具有良好的降噪　性能。葡萄牙馆的外墙、内壁以及地板　采用的软木具有卓越的吸音、隔音和减　震性能。印度馆竹制穹顶上的楠竹网格　与钢筋混凝土的使用织就了一个吸音天　花板。绿色植被墙上柔软的植物能吸收　低频噪声，也可以有效的隔绝噪音。　１．２．５能源生产功能　表皮材料的能源生产功能主要由太阳　能发电装置大型光伏发电系统提供。以　主题馆的屋面太阳能板为例，其面积达　具有自洁性能的建筑表皮材料以膜材　料为主。如中国航空馆的ＰＶＣ膜表面有　层二氧化钛光触媒的涂层，表面不易　附着污物，同时可分解附着在表面的灰　尘和有机物，并能够吸收紫外光，使膜　免遭紫外线照射老化。阳光谷的表层涂　有特殊材料，可以由雨水冲刷清洗。　２世博会建筑表皮材料运用的主要特色　２．１具有鲜明的文化内涵和识别性　世博会建筑一般有两种价值取向：　一种是体现现代美学和未来美学，概念　较为抽象，有鲜明的识别性和未来感。比　如日本通过发电膜材料，造型和颜色透　露出一种人类面向未来生活的智慧和幽　默。英国馆用６万根光导纤维组成了蒲公　英造型，极富视觉冲击力。另一种价值取　向就是体现文化或展示各国各地区不同　的价值观和民族风情。马来西亚馆、尼泊　尔馆、泰国馆、非洲馆、印度馆等等都是　这样的典范。　２．２取材自然，体现人与自然的和谐　本次世博会“和谐城市”的理念立　足于人与自然，强调人与自然的和谐，强　调城市对保护环境的重要性。因此，很多　场馆建筑的外层设计都选用了原生态的　材料，诸如竹子、木材、绿色植被等。这　些材料不仅是参展国或者中国当地比较　丰富的资源，同时也是可回收的。　２．３因地制宜，结合上海地区气候条件　上海属于北亚热带海洋性季风气候，　光、降水、江水资源等都很丰富，各　类场馆的表皮设计对这些资源进行了充　分利用。如主题馆、中国馆屋面铺设大　量的太阳能面板，不仅能吸收太阳能发　电，还可以减少二氧化碳排放量。澳大　利亚馆外墙采用耐候钢，在上海湿润的　气候中可以呈现渐变的效果，从最初的　２０１２．１Ｏ／住宅科技　２７　＿材料设备　银灰色逐渐过渡到浓重的红赭石色。　２．４处处体现节能低碳的环保思想　阳能发电材料与建筑外层结合设计，以　及将玻璃幕墙的采光性能与保温隔热性　能相结合。　层中空玻璃、太阳能面板、石油衍生品　板材、纸塑复合材料等新型建筑表皮材　料的革新与研发，使得原来单一材料的　表皮构筑模式将逐步被热工性能优良、　适应气候变化的复合式外表所取代。　通过建筑表皮的材料选择与技术应用　等可以实现节能低碳的环保思想。）．ｎｇ－Ｉ￣　（２）生态性、地方性的自然材料逐步　回归。材料受自然环境与自身性能的局　限，在不同的地理环境与气候环境下产　生不同的建筑形式，形成了明显的地域　分场馆采用半透明的薄膜材料，覆盖于　建筑顶层，尽量采用自然采光而减少室　内照明用电；有些场馆在屋顶以及外墙　参考文献：　覆盖绿色植被，达到保温隔热的作用：　而有很多场馆的外层所采用的材料本身　就是环保可回收的。　２．５新的建筑表皮设计理念已不同与传统　的展馆建筑特色　本次世博会倡导低碳环保，使得很　多展馆建筑不再是一个简单的密闭空间，　其建筑表皮和建筑形体、内部展示物已　经融为一体，同时强调建筑表皮与内部　展馆空间的自然采光、遮阳以及空气流　通等方面的合理结合。建筑表皮不再是　简单的建筑主体与围护结构的分隔，而　是要具有更强的气候调节功能，且在材　料与构造上的表达更为充分和自由。　３建筑表皮材料的应用发展趋势　材料是建筑产生的物质基础，也是建　筑表皮的必备条件。它既可以是建筑空　间的外界面和传达信息的物质载体，也　可以是建筑外层具有围护和防护作用的　表皮。建筑表皮通过材料的运用，可以　具有多种表现形态。不同颜色和质感的　表皮材料赋予了建筑不同的风格，而不　同材料的不同组合和构造方式又为表皮　功能提供了多种可能。总结本次世博会　建筑表皮材料的应用特点，可以为今后　的展会型临时性场馆建筑以及新建建筑　的表皮材料提供借鉴，揭示建筑外层材　料的发展趋势。　（１）重视可持续发展的理念，强调建　筑外层的一体化、多功能。建筑表皮不　再是简单的内外部的分隔，而是要根据　建筑特定的功能要求、地域和环境特点　等，强化或者弱化某项功能，如通风、　采光、隔热、保温、降噪、防火、安　全、美学等等。建筑表皮材料的选择，　需要综合考虑材料的不同功能，并对其　进行合理组合。目前最常见的就是将太　２８住宅科技／２０１２．１０　特征。对地域性、生态性、可再生材　『１１上海市世博科技促进中心冲国２（）１０年　料（如木材、竹材等）的利用，可以大大　上海世博会场馆科技视点［ｃ】．上海：上海市　降低对高能耗不可循环利用建材的依　世博科技促进中心，２０１０．　赖，越来越成熟的材料加工处理技术也　［２］上海世博会事务协调局，上海市城乡　极大地促进了原生材料以及地方性材料　建设和交通委员会【Ｍ】．上海世博会建筑上　的回归。　海：上海科学技术出版社，２（）１０．　（３）传统建筑材料将得到越来越多的　创新性应用。新时代下，传统材料的运　（收稿日期：２０１　２—０８—２７）　用不仅延续传统的构造和使用方法，更　有一些创新性运用，使得传统的材料焕　发新的时代特色，令人耳目一新。　（４）环保型、复合型材料的研发和使　用越来越多。以节约能源和有效利用可　再生资源为目的，在建筑材料功能更加　完善的同时，也极大地扩展了建筑的表　现力。如发电膜、自洁膜、低辐射双