什么是透明的金属？建筑师最爱的霓裳羽衣

材料特刊|透明的金属

建筑师最爱的霓裳羽衣

同济设计四院

近年来金属穿孔板和金属网材料备受建筑师的青睐，因为它们拥有其他外立面材料所不具备的特质：它既非玻璃外立面的全透明，也不似实体外墙材料的全封闭，而是一种欲说还休的“半私密、灰空间”。

它们最直接的外观特征就是多孔性，这使得被建筑外表皮分隔的室内外空间互相产生渗透，打破了内外之间的固有界 限，从形式上创造出一个更加开放的公共空间。

 

▲南通公共文化中心，图片来源于同济建筑设计四院

多孔隙外立面材料能够巧妙的利用人的视觉选择，处理内外空间的过渡：由于人的肉眼会不自觉捕捉高亮度属性，因此当白天室外亮度大于室内时，立于室外的人只会注意到穿孔金属板外立面的整体图案，而室内则显得朦胧模糊；与之相对的是，身在室内的人则能看到室外明亮的风景。而夜晚的图底关系与白天时互换，效果正相反：室内透出灯光的空间比室外明亮，光线透过穿孔铝板表皮感染室外；而夜晚室外的一切却隐藏在暗影里。

 

▲南通公共文化中心，图片来源于同济建筑设计四院

 

01  

 

 

 

 

 

 

金属 穿孔板篇

金属穿孔板是以各种金属板材为基材，通过机械冲孔、数控切割等现代加工技术，将板材按一定规律打出各种孔洞，形成特殊的质感肌理或图案。

1.1 按板材使用的材料不同，可分为铝板、不锈钢板、铜板等。

铝板轻质高强，成本较低；可以进行电镀、喷涂、拉丝等方式的表面处理，以及定制不同的色彩。

钢板包括不锈钢板和耐候钢板等，不锈钢板经过镀层处理后，光亮整洁，科技感爆棚；而耐候钢板则是另一种网红材料，有多种锈蚀程度的产品可供选择，极具表现力。

铜板强度更高，材质本身具有高贵，典雅的独特质感，尤其是经过氧化形成的青铜板材更增添了一份历史的味道。

▲ 按材料分类的金属穿孔板 图片来源于网络

▲ 丰富的色彩和质感 图片来源于同济建筑设计研究院 

1.2 按开孔形式进行区分，穿孔板也 可以分为均匀开孔、渐变和图案等类 型。

均匀开孔板的制备最为常见，可制作圆孔、三角孔、方孔、多边形孔、椭圆孔等。开孔布局方式也可分为正交、斜交等。

孔径是穿孔铝板单元的影响因素之一，控制冲孔的孔径、孔间距和排列方式，可影响穿孔错板表皮的视觉通透程度。需要注意的是，建筑外观尺度上采用的穿孔板与室内近人尺度采用的穿孔板在孔径设计上应该有所不同。近人尺度上看，孔径5mm与6mm都能分辨，但在建筑立面上不同，需要考虑例如在20M开外看建筑，孔径20mm左右会呈现透明感。

 

▲深圳市宝安区新安街道综合文化服务大楼 图片来源于ArchDaily

在数控加工技术高度发达的今天，利用孔径、孔位的变化在板材上绘制特殊渐变图案变得非常便捷，越来越多的项目采用图案化的穿孔板作为建筑表皮，将整个建筑表面作为画布自由刻画，穿孔板的表现力被完全发挥出来。

  ▲南通公共文化中心，图片来源于同济建筑设计四院

1.3 按板材形状对穿孔板进行分类，有矩形平板、异形板和压型（折弯）板等。

▲图片来源于网络

矩形平板，制作工艺最简单，节约材料、成本最低。但它属于片状结构，穿孔板强度强度随着板块尺寸加大、孔隙率的增高而下降。工程中常常需要减少单块板材的尺寸，或是增加板材的材料厚度，或者在板材背后增加支撑龙骨来提高表皮的整体强度。而在建筑外部极可能直接看见加强肋，影响建筑的美观。

▲图片来源于网络

在需要使用加强肋的情况下，可以通过优化穿孔图案和加强肋位置，来弱化对外立面的影响。例如，海门公共交易中心的外立面采用电动可旋转的穿孔板叶片，双面覆盖穿孔板。穿孔板采用正菱形孔洞、错位布置。设计师利用孔洞之间的空隙，安装4公分宽的加强肋，外观不会直接看到加强肋，实现简洁精致的立面效果。

▲海门公共交易中心 图片来源于同济建筑设计四院

复旦大学附属金山医院新建住院楼的穿孔板，看似随机的开孔图案保留了金属穿孔板板的自身的强度，并且利用板材的收边，起到强化竖向支撑的作用。

▲复旦大学附属金山医院新建住院楼 图片来源于同济建筑设计四院

在平板基础上对板材进行异形切割处理，能够做出丰富的立面造型，但材料用量和造型工序上有所增加。深圳宝安区图书馆的外立面，采用单元式菱形弯曲的铝合金穿孔板外皮，塑造出被海浪掀开的外表皮效果。但是铝板背后的支撑体系构件繁复笨重，在室内向外看时，效果不够简洁。

▲深圳宝安区图书馆 图片来源于谷德设计网

▲深圳宝安区图书馆 图片来源于谷德设计网

这种双层表皮设计形式，在城市更新项目中更为常见。由于穿孔板与建筑外维护结构脱开，穿孔板的支撑结构构件直接暴露，对室内的视线效果影响很大。

▲泉州新门街蔬菜公司改造 图片来源于谷德设计网

在工程应用中，可以将穿孔板的板片尺寸与建筑玻璃幕墙的构件结合考虑。穿孔板的支撑结构与楼层梁板一体化设计，并尽量避开人的视线区域。

▲  中国科学技术大学高新校区图书馆  图片来源于同济建筑设计四院

▲南通公共文化中心，图片来源于同济建筑设计四院

压型板则是将穿孔板进行弯折，形成凹凸形或锯齿形折叠板，或是连续的波浪形态。弯折相当于大大增加了穿孔板的结构厚度，所以板材自身强度得到很大提升，节约了背衬龙骨的构件成本，呈现的效果更为简洁。折叠的深度和角度可根据设计需要调整，不同角度的折叠面可以呈现不同的透明度，光影变化也更为丰富。

▲  南通大众燃气有限公司服务调度中心  图片来源于同济建筑设计四院

在穿孔薄板的背后，设置空气层或多孔材料，并固定在刚性壁上，可以形成一种吸声结构系统，可看成是由质量和弹簧组成的一个共振系统。坪山大剧院的外立面设计正是如此，减少了剧院建筑对周边环境的噪音干扰。

▲  坪山大剧院  图片来源于谷德设计网

波浪穿孔板能够形成更加朦胧暧昧的半透明氛围，其柔化的界面轮廓更容易融入自然环境，也带给人包容柔和的感受。例如，奉贤老年大学项目的室外连廊，采用连续的纯白波浪形板材，营造出一个温柔亲切、充满关怀的空间，让老年人使用室外连廊的时候更有安全感。

▲奉贤区老年大学 图片来源于谷德设计网

02

金属网篇

金属网被称为“金属丝布”、“钢板网”和“冲剪网“等，是一种由高强度的316级不锈钢制成的网状物，具有极好的弯折变形属性。金属丝采用不同的编织肌理，会形成各有特色的图案。常见的材质有钢板、铝板、不锈钢板等。

▲图片来源于网络

金属网状材料从加工上分3类：编织类丝网、拉伸型板网、焊接类丝网。安装方式一般与网的类型关系较大。

2.1 编织类丝网：以金属丝材、线材及绞线等通过机 器编织而成的金属网帘，柔软垂坠。

它的安装采用挂钩拉结式的张拉法：即以支撑点来减少结构负荷，具有上下连接点的子结构，根据组成它的单个单元的大小，必须在每一层上增加固定的中间支撑，减少对子结构的最大负载以及网格的可能偏差。

▲图片来源于网络

重庆融创国宾壹号院售楼处，运用充满工业气息的金属编织网，营造中国传统山水的意境。利用金属幕帘自然下垂所形成的符合自然力学逻辑的优美的弧线，配合出挑的屋檐而形成灰空间。水景、雾气与周边的自然环境紧密融为一体，达到人和自然的共生状态。

▲重庆融创国宾壹号院 图片来源于谷德设计网

金属编织类丝网还可以用作室内装饰材料，利用其自然垂坠的特性，营造如同古典屏风一样的朦胧美。

▲图片来源于网络

2.2 拉伸型板网（扩张网）：以金属薄板为原料经过机械切缝、拉伸、压平等工序而成。

这是在工程中使用频率最高的一类金属网。

▲图片来源于网络

纽约新当代艺术博物馆，是较早在建筑外立面大面积覆盖有铝制金属拉伸网的建筑，明亮、白色、半透明，为建筑带来全然不同的轻盈、细腻与穿透性。金属网的匀质性，使得从室内看出去，视线更加通透无遮挡感。

▲图片来源于网络

日本女子大学图书馆的设计中使用了弯曲的半圆筒金属扩张网。弯曲使得金属网自身具有了一定的结构强度，减少了背衬肋条的使用，更加通透简洁。

▲图片来源于网络

金属扩张网的通透率高，作为吊顶材质使用，可以将复杂的设备管线隐藏在吊顶内。抗冲击强的特性可以将扩张网作为室内护栏使用，同时赋予空间硬朗直给的工业风格。

▲图片来源于网络

2.3 焊接类丝网：将金属线材通过特殊方法焊接而成。

韩国雪花秀全球首家旗舰店，贯穿室内外的黄铜立体网格结构将店铺的各个空间串联在一起，引导着顾客逐个探索店铺的每一个角落。

▲韩国首尔雪花秀旗舰店 图片来源于谷德设计网

在建筑师的奇思妙想中，材料的特性被深层次的发掘。他们使封闭的金属变的透明，将材料特性与地域文化特性糅合，在现代工业中融入人文情怀，虚中有实，藏而不漏，柳暗花明，别有洞天。