建筑新材料新结构和新技术调研报告

建筑新材料新结构和新技术调研报告以同济大学中法中心为例基地概况中法中心位于同济大学本部校园东南角。西临一二九礼堂，北邻逸夫楼，南侧是运动场，东部紧邻四平路的界面面向城市。基地内种植的大面积水杉作为建筑的主要景观保留下来。基地内还需要保留9棵散落的雪松、梧桐、槐树、柳树等。这使得原本开阔的场地一下子显得局促起来。如何使新建筑融入校园空间是设计中必须要考虑的至关重要的一个方面。建筑概况项目名称：同济大学中法中心建筑师：张斌、周蔚基地面积：9204E占地面积：3142E建筑面积：13575E结构形式：钢筋混凝土框架，部分钢结构建筑层数：地下一层，地上5层主要用途：教学、办公、学术交流主要用材：耐候钢板、无机预涂装板（水泥纤维板、清水混凝土、型钢、铝材、平板玻璃、木材设计理念设计兼顾了内部功能使用和外部环境条件以及中法文化的差异和整合。建筑形态一方面是外部环境对建筑本身的限定和挤压形成，另一方面也是对不同功能空间的划分，同时建筑被分为两个体量相互交叉也体现了中法两种文化的交流。设计师基于这种理念提出了一种两手相握的概念并融入其中，利用这一概念的潜在“二元并置”结构来组织整个建筑的相关系统，以达成一个“和而不同”的整体。另一方面，建筑也可以看做是一个“一“字的条状的空间折叠弯曲挤压形成。建筑不规则的体量的转折和穿插既使水杉林得以保留，同时也创造了多变的室内外空间，使巨大的建筑体量在周边环境中得到消隐。建筑强势的姿态在水杉的遮掩映衬下也显得格外和谐。这样的形态的折叠也是的建筑在横向的剖面上出现了虚实结合的空间层次。这种空间层次在建筑内部创造出许多相互对视以及偶发性事件的场所在任意一点上人们都可以看到多层的空间，这

样使得巨大的建筑在视线的不断穿透中变得通透。建筑中一些架空，悬挑的地方除了造型上的考虑外，也是为建筑两侧视线的相互穿透流出通道。从建筑外的城市街道上，人们可以透过建筑看见校园里的水杉林。而这篇水杉林正是校园在景观上的主要特征。功能排布和交通流线整个建筑布局形成既分又合的三个部分:南北两条进深相同的曲折连廊串联起大小不同的使用空间。教学、办公单元互相穿插后分别从空中和地下汇聚到最北端的公共交流单元，完成二元结构的“和而不同”的矛盾统一过程。教学、办公单元的教室和办公室都便于灵活分割.南侧的教学单元是单侧廊的布局方式.而北侧的办公单元是中走廊的布局方式.它们的西侧尽端都是大教室和大办公室。公共交流单元中含有1个250人报告厅和3个200E多功能厅。以及地下展厅、咖啡吧和下沉庭院。地下室布置有45个车位的车库和设备用房。流线方面借鉴了莫比乌斯环的概念将建筑几个相对独立的体量和功能串联在一起。图中红色部分是交通空间，建筑斜向的屋顶一直延伸到另一体量下面，同时还创造了阶梯状通层的交通空间。建筑中设置有若干交通节点，教学、办公单元的共用门厅设成通透的中庭，强化了两者的穿插关系。公共交流单元另设一个独用门厅，并将地下的展厅、南侧的屋顶水池、下沉庭院和二层的报告厅联系起来。建筑立面建筑对不同体量不同功能单元的处理在表面材质上也作了相应的区分。北侧办公体量采用了轻质混凝土挂板覆盖，与建筑前水杉林幽静典雅的的环境相协调，同时与相邻的旭日楼相呼应，代表着中国古典文化的底蕴。南侧教学单元采用了自然氧化的耐候钢板作为立面材

质，同时开窗运用了较为西方现代主义风格的规则长条形的网格状的肌理，代表着西方文化尤其是法国文化的传承。而中间的公共交流空间则是采用轻质混凝土挂板和耐候钢板结合的混合立面，外表皮仍然大面积采用混凝土挂板，而在大尺度开口的部位则采用了耐候钢板。这样两种材质的结合使用作为两种体量的过渡，也体现这中法两种文化的传承和交流。在立面开窗方面，根据使用情况和功能的不同，设计师将开窗的方式设定出两个层次。一种是小到极限的仅有进光作用的孔洞，一种是开窗大到极限的全落地窗。小窗户仅为进光使用，无论是从建筑内还是建筑外看都可以被理解为实体墙面的附属部分。大的落地窗除了供室内的人看风景外，还可以被理解为视线的通道。这种窗户机床户内的空间成为一道透明的滤网，来自另外一层空间，甚至再后一层空间的视线得意看透这层滤网，获得更大的视觉进深。材料介绍耐候钢耐候钢通过加入铌、钼、磷、钛等耐候性元素，是钢铁材料在锈层和基体之间形成一层约50-100微米厚的致密且与基体金属粘附性好的氧化物层。由于这层致密氧化物膜的存在，组织了大气中氧和水向钢铁基体渗入，减缓了锈蚀向钢铁材料纵深发展，从而大大提高了钢铁材料的耐大气腐蚀能力。依照耐候钢的成分不同，钢构件使用环境不同，耐候钢的抗大气腐蚀能力可比普通钢提高5-8倍。而由于加入的微量金属只占5%左右，远低于不锈钢的百分之十几，所以造价相对低廉，广泛应用于火车车厢、集装箱以及桥梁的支座。由于耐候钢表面可形成的这一特殊致密氧化层具有稳定、均匀的自然锈红色，这事它成为一种有吸引力的建筑外墙材料。最早的应用实例是在1965年建成的芝加哥市民中心大厦使用了暴露的耐候钢结构体以及耐候钢板和玻璃的混合幕墙。中法中心的耐候钢板幕墙由中南幕墙公司配合建筑师设计，采用4mm厚的板材，后衬镀锌钢加强筋，然后悬挂于外墙龙骨上，板间开缝后衬排水槽。龙骨与维护墙体间为30厚挤塑板外保温层，使建筑大到节能减耗的标准。耐候钢板之间转折接缝采用了焊接或者抗氧化的硅酮耐候胶粘结轻质混凝土挂板轻质混凝土挂板广泛应用于立柱、室内墙面、商场精品专卖点地面等，具有密度小、强度大、防火性能好、板面平整度好、施工方便等优点。它以水泥等无机质为主要原料，把纤维类有效的结合在一起制成。质地坚韧，可以直接钉螺丝钉。金属雕花板是以金属涂漆为表层，加以保温层、防水层制成。在强风、雨、日光条件下，质地不会发生改变，性能不会发生变化，其寿命长达50-60年。其规格、颜色、花纹、品种齐全，有独特的个性色彩，能满足欧式、美式、日式等各种风格的设计理念。使用专业的配件，不会露出螺丝、钉头、板本体。修整的树脂混合涂料也不会有颜色差异。火灾发生时此板能够隔热，阻挡火焰蔓延，防止建筑倒塌。轻质混凝土挂板的安装方式类似于干挂石材的安装，连接采用点式安装方式，锚固件为单独构件，在一般垂直的墙身，板材采用预置连接件的方式。而在一些倾斜的墙面或者水平的楼板则使用了用铆钉加固四角的方式。在板材与墙之间还可以做保温层。由于采用干挂的方式。板材之间留缝。板材与地面相接的地方没有挂到底，而是与地面留出10cm左右的空当，下面铺设鹅卵石方便雨水自然渗入地面。Low-E中空玻璃Low-E玻璃又称低辐射玻璃，是在玻璃表面镀上多层金属或其他化合物组成的膜系产品。其镀膜层具有对可见光高透过及对中远红外线高反射的特性，使其与普通玻璃及传统的建筑用镀膜玻璃相比，具有优异的隔热效果和良好的透光性。中空玻璃是一种良好的隔热、隔音、美观适用、并可降低建筑物自重的新型建筑材料，它是用两片（或三片）玻璃，使用高强度高气密性复合粘结剂，将玻璃片与内含干燥剂的铝合金框架粘结，制成的高效能隔音隔热玻璃。中空玻璃多种性能优越于普通双层玻璃，因此得到了世界各国的认可，中空玻璃是将两片或多片玻璃以有效支撑均匀隔开并周边粘结密封，使玻璃层间形成有干燥气体空间的玻璃制品。其主要材料是玻璃、铝间隔条、弯角栓、丁基橡胶、聚硫胶、干燥剂。围护结构材质评价中法中心的立面材料的选择搭配恰到好处。采用石材和金属幕墙挂在建筑外层强调了建筑的整体性。不同材料的对比又体现建筑的差异性。灰色中带稍许有青色的混凝土挂板隐约透露出中国传统文化中的沉稳、典雅，谦逊地隐匿在幽静的水杉林之中。为了避免大面积石材幕墙过于单一，在混凝土板上还印有中国古典文化中墨竹的浮雕，简约大气。由于石材幕墙采用干挂法，混凝土挂板之间留有约一厘米的缝隙。有人对此褒贬不一。而在我看来，如果单纯的挂板幕墙没有浮雕不加修饰由于面积较大而未免显得过于单调，而挂板之间的缝隙反而成为了石材幕墙天然的肌理。同时这种缝隙的存在也交代了挂板的构造方式，体现了建筑的“诚实性”。而设计师对立面上耐候钢材料的大胆的使用可以说是该建筑设计中的点睛之笔。这一材料很好的解决了建筑中代表着中西方文化的两个体量之间的差异和冲突。耐候钢的锈红色醒目又不失沉稳，与北侧灰色混凝土挂板幕墙之间相协调，差异之中又相互交融，体现着“和而不同“的理念。此外，耐候钢板的颜色会由于不断的氧化过程而不断地变化，从最初较浅的锈红色逐渐变深。这样一来，建筑师则通过立面一种材质的使用给予建筑一种绵延不断的生命力，使得建筑不仅仅是钢铁混凝土的堆砌物，而是一个具有着灵魂的时间历史的记录者，具有了时间的历久性。2006年10月2009年3月2014年11月但是，这样的材料使用并不是完美无缺，同样存在着一些没有预想的弊端。首先，耐候钢板并没有直接延伸到地［键入文档的引述或关注点的摘要。您可将文本框放置在文档中的任何位置。可使用“文本框工具”选项卡更改重要引述文本框的格式。］面，而是在底部与地面之间留出约10cm的空当，下面铺设白色鹅卵石。这样做无可厚非，然而雨水冲刷下耐候钢表面的锈迹会在每块钢板上留下不同程度的水渍，而且在底部白色鹅卵石也会被冲下的带有铁锈的雨水沾染的锈迹斑斑。其次耐候钢焊接接缝处容易被腐蚀，而且钢板随着时间推移总会不同程度的弯曲变形，现在看来，建筑一些焊接细部都有开裂变形情况的发生。围护结构性能评价建筑立面采用轻质混凝土挂板和耐候钢板都具有较高的防火性能。保温性能方面，建筑外墙采用外保温形式，在混凝土板和钢板之下铺设有保温材料，提高建筑的热工性能达到节能减耗的目的。此外Low-E中空玻璃的使用也提高了建筑的保温性能。同时，建筑为减少来自太阳的直接辐射还部分采用了外遮阳的形式，在南侧和西侧的立面的开窗都通过耐候钢板形成的网状的格栅以及外围的走廊一定程度上遮挡了阳光直射，避免了西晒作用。混凝土挂板和耐候钢板还具有较高的耐撞击性能，提高了建筑的安全性。围护结构构造评价轻质混凝土挂板采用类似石材干挂的形式固定在墙面外，为满足建筑抗震以及石材自由伸缩的要求，干挂混凝土板块之间都留有一定缝隙，中法中心采用了敞缝形式的做法。雨水可沿缝口直接流入板材背面的空气层。构造上一方面要允许流入的雨水及时排除，一方面应将内衬保温层材料的镀锌钢板安装到位。在上海地区属于夏热冬冷地区，敞缝形式的做法比较适合本地气候，混凝土板背面的空气层可以起到散热通风的效果。建筑总体评价中法中心一直以来都是我最为喜爱的校园建筑之一。不仅仅是由于它极具张力的建筑形态和新颖别致的立面形式，还有设计师通过形态传达出二元并置的思想，其对周边环境的适应，以及对建筑细部的处理都让我深深折服。建筑周边环境决定了它的形态。同时建筑又反过来重新塑造了这片基地的景观，面向校园开放的一面通过耐候钢板和富有张力的形态展现出蓬勃的活力，而在水杉林后的体量有营造了幽静的气氛，谦逊地处在环境之中表现着沉稳大气的东方底蕴。内部空间根据体量上的差异进行有效有序的组织，通过极为透明开敞的中庭空间相连接。在室内景观处理方面也做到了移步宜景的效果。然而，在我看来，中法中心也并不是完美的。中法中心北部的不规则开窗使得在卫生间、逃生