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随着世界能源的衰竭、生态环境的恶化,生态建筑成为人类生存延续的必然选择,而外围护结构作为生态建筑的重要组成部分对自身的性能提出了保温、隔热、自然通风、自然采光、降噪等等方面的要求。在工业化生产的条件下,外围护结构为达到多种物理性能以表皮的形式进行分层设计成为必然。表皮的分层设计将各功能构件系统进行分解,充分发挥材料的性能,同时也是与工业化的生产体系相对应的,有利于建筑材料、构件、施工的深度工业化。随着生态建筑表皮分层设计的深入,表皮的形式表达也成为一个急待重视及研究的内容。生态建筑表皮的形式表达要表达三个方面:表皮的生态性、表皮的建造逻辑、表皮的形式美。在这三个方面的表达中,新技术、新材料和施工水平则反映了时代的真实。表皮的生态性、建造逻辑、形式美和时代性是一个有机的整体,不可分割。本文在概述建筑表皮生态性和建造逻辑的基础上,着重分析了表皮的形式美表达。
本文整体上采用理论研究与实例考察相结合的技术路线,以生态建筑表皮功能要素到生态建筑表皮整体的形式建构为主线,采用归纳和演绎、系统分析、比较研究、学科交叉、现场调研等研究方法。其中采用系统分析是本研究的核心研究方法。生态建筑表皮作为一个复杂的、多变的系统而存在,其要素间具有一定的结构和层次,因此本文对系统采取整体分析、结构分析、层次分析的方式,根据生态建筑表皮功能要素的分离和功能的多元整合设计策略,从生态建筑表皮功能要素和生态建筑表皮整体两个大层次分析了生态建筑表皮的形式建构。
在大量实例分析的基础上,本文得出结论:生态建筑表皮作为一个多变的系统其形式建构是有规律可循的,一方面要遵循生态性功能、构造的要求、另一方面要遵循形式美的规律。表皮对这两个规律的真实表达即为生态建筑表皮的形式建构。其形式表达表现在四个方面:
1)生态功能的真实——表皮设计达到生态设计的目标。
2)结构与材料的真实——表皮的形式逻辑要与它的结构和材料属性相一致。
3)表现的真实——以形式美的规律为基础进行创作并忠于创造者的精神。
4)时代的真实——建筑属于一个特定的时代,并且要忠实反映这一时代科学、技术及艺术领域中的发展水平,表皮作为建筑的重要组成部分更是如此。
本文通过对生态建筑表皮形式建构概念的明晰,对其各个要素及整个系统的深化认识,明确了生态建筑表皮形式建构的方式和方法,对生态建筑表皮的实践具有重要的指导意义。