装饰混凝土轻型墙板在现代建筑外墙设计中的应用探究论文_罗莉

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【摘 要】装饰混凝土是具有装饰艺术效果的混凝土。其制作工艺简单、成本低廉而且能够与结构融为一体等特点得到广泛应用。本文主要对装饰混凝土特点、分类以及实际应用进行探讨,供同行借鉴参考。

【关键词】装饰混凝土;外墙设计;案例应用

一、装饰混凝土概述

装饰混凝土是指具有一定色彩、线型、质感、花饰的饰面与结构结合,具有独特的建筑装饰艺术效果的混凝土。其主要特点是制作工艺简单合理,融结构与装饰为一体。并能够充分利用了混凝土的内在素质与独特的装饰效果,是一种容易制作,经济,耐久、的新型多功能装饰材料。

二、装饰混凝土轻型墙板

装饰混凝土轻型挂板研发于2004 年,此种板可做薄、做轻、做大、做特殊、做安全,为建筑师的设计提供了更多的可能性。再造石装饰混凝土是一种由几毫米的装饰混凝土(简称DC),与10~20mm厚的玻璃纤维增强混凝土(简称GRC),在终凝前通过湿作业复合的,兼具装饰性和强度的轻体混凝土薄板。作为可视面的DC 通过进一步加工可获得仿矿石、仿木、金属等不同质感。装饰混凝土轻型墙板是通过模具制作成的,表面造型、纹理和外形尺寸各异的板壳状混凝土制品。这种制品不再是通常意义上的材料,而是定制构件,是根据特殊装饰要求在表面装饰特征、外形尺寸、甚至结构强度等各方面定型制作的装饰构件。作为构件不需且不宜再加工,用于安装的节点结构件通常已预埋在构件上。

1、装饰混凝土的主要性能

装饰混凝土由较大的砂灰比配制,具有较高的尺寸稳定性(不大于0.5%。),密实度(2.2),抗冻性(不小于25次冻融循环)和良好的再加工工艺性等。各种性能通过优化配比,添加剂,掺加料和正确的成型工艺实现。DC不承担结构荷载,因此为了减小内应力和便于后加工,抗压强度一般控制在一定范围内。

2、GRC 的主要性能

再造石装饰混凝土中的GRC材性要求参阅现行行业标准执行,但因为选用的作为集料的石粉、石渣硬度可能偏低(与河砂相比),抗弯强度设计值下降10%-20%,这主要出于环保和减少资源消耗的考虑。而抗弯强度的损失可以通过一至两层的玻璃纤维网格布弥补,而且由于玻璃纤维网格布的加入还可以较大地提高抗冲击性能和保证板材碎而不散落,对高空板材的安全十分有利。

3、造型装饰

板面造型可以通过四个方面研究和设计,分为色、泽、质、形。

1) 色

顾名思义,挂板表现的装饰颜色。装饰混凝土主要用石粉、石渣调色,颜色自然、朴实、持久,适合于表达建筑最朴实和隽永的美,这与通常GRC 制品表面作色漆的路线截然不同。但因此也就具有一定的局限性,白度、纯度、饱和度要求高的颜色,由于必须使用白水泥、钛白粉以及必须使用颜料,生产成本大大提高,色彩稳定性较差。另外,表面光泽度及外界光源种类会对颜色深浅产生一定影响。

2)泽

光泽,通常表述为高光、平光、哑光等。由于混凝土硬度不是很高,因此高光表面必须通过镜面模具和自密实混凝土成型实现,不能像石材可以磨光。另外因为同样的原因,高光混凝土表面也容易划毛、划伤,影响装饰效果。高光表面的颜色主要是水泥和外加颜料的颜色,集料颜色影响较小。哑光表面形成的颜色效果整体性强,建筑轮廓清晰,表面损伤影响较小,装饰效果最好。混凝土哑光平滑表面通常是通过轻度喷砂(或打磨、酸洗)获得,由于去除了表面水泥,其颜色主要由集料石粉、石渣的颜色表现。

3)质

质感,材料本质的感觉。质感与材料本质的关系分为:同质感即两者相同和仿质感即两者不同两种。(1)属于同质感的有清水混凝土表面和电镀金属、粘贴金属箔等;(2)属于仿质感的有仿花岗岩、砂岩、汉白玉等,通过配比中的石粉和石渣来表现;仿木、仿砖等的质感一般通过细纹理和颜色表现。

4)形

形状、造型、起伏、粗纹理、镂空等立体变化表面。将浮雕艺术融入挂板是宝贵石材的一大优势,具有较高的装饰性,如果说建筑是巨大雕塑,外墙表面造型就是微雕。如果说建筑是巨大的形体,外墙表面造形就是表现形体力量的纹理,两者相映成辉。通常造型起伏越大,表面力越强,但作为一种板形建筑构件,重量仍然是一个必须认真对待的物理量。由于造型几乎全部由不承担荷载的DC 制作,因此其体量的大小(通常用平均厚度计量)直接影响挂板面密度。因此除有特殊要求需专门设计外,一般将起伏高度控制在5mm ~ 20mm 内为宜。另外,造型设计以抽象、规则为宜,主要是从生产成本和工期考虑。

5)模具

装饰混凝土轻型墙板表面是靠模具成型的。除了边模,表面光泽、质感、造形的成型模具对最终装饰效果影响很大,也是生产成本和工期中重要的组成部分。模具材料有玻璃、聚苯板、玻璃钢、钢板、石膏、硅橡胶、木板、火烧石板、甚至GRC 板等。模具的成本和工期与表面的形状有密切关系,如曲面、双曲面、折角等,影响最大的是精度要求较高的变径双曲面。

三、实例应用分析

陕西西安大明宫遗址博物馆

整体建筑外观,通过混凝土墙板表面的条纹处理,从颜色和质感上形成一种强烈的自然界中砂岩的质感,历经风沙和岁月的侵蚀留下时光的年轮,建筑通过现代的几何构成手法,体型简洁大气,搭配上富有沧桑感的材料,形成了古与今的对话,富含穿梭历史的魅力。

采用具有砂岩质感的装饰混凝土轻型墙板比天然的砂岩更有以下优势

1)由于砂岩的产地限制,装饰混凝土轻型墙板价格更低

2)装饰混凝土轻型墙板比天然砂岩容易做成大板材

3)装饰混凝土轻型墙板耐腐蚀性更佳,更适宜于用在建筑外墙面

4)装饰混凝土轻型墙板以模具成型,大大提高了生产效率,比天然石材的打磨加工更加方便。

应用启示:

用模仿天然砂岩石材的颜色和纹理质感做出的装饰混凝土轻型墙板外立面,带给人温暖、亲近、返璞归真的建筑感受,条形的纹理整洁中含有微妙的变化,即有现代感,又富有历史的诗意,由于装饰混凝土轻型墙板的以模成型,所以纹路的宽窄粗细可以自由的变化,只要定好模具,这样又可以创造出更加丰富多变的立面效果,带来无限的可能性。

图书馆整体为方鼎式的赭红色建筑,外墙上刻有钱学森头像浮雕。完全依靠墙面材料不同的纹理密度来表现这一浮雕,成功地用“意象”方式切合了纪念主题。图书馆建筑外形采用了“大地情怀、石破天惊”的设计理念。设计方案以代表方正平直的方形建筑体量、下小上大简洁有力的形象出现,是钱老在其中贡献一生的戈壁中风蚀岩意象的抽象表达。

赭红色的戈壁风蚀岩石意向,从大自然中抽取的颜色和肌理,表现在现代傲然挺拔的建筑形体之上,完成了建筑从人工到自然的回归,更显著的特点是通过现代的计算机技术,将钱学森这样值得名垂千古的名人头像通过数码处理,再经过三维的立体浮雕,从而永久的铭刻在建筑之上。是一座建筑也是一座纪念碑。

应用启示:

装饰混凝土轻型墙板因其是用石粉、石渣调色,除了可以模拟天然石材,还可以创造出比用于建筑材料的天然石材更广泛的具有天然石材色彩和质感的装饰混凝土轻型墙板,这种色彩来自自然界,比涂料的色彩更加有亲和力和感染力。

这种板材具有更符合现代建筑的可塑性,并且可控和高效,通过3D技术的帮助,让墙面产生更多的变化,甚至是图像的表达。

为了应对鄂尔多斯当地恶劣的气候条件,体育场外墙采用了较为封闭的处理手法,只以少量的异形洞口穿插其间,最终形成了浑厚而敦实的立面效果。而具有强烈收分的碗状形体,契合了体育场的功能性——与体育场看台趋势相同,并充分展示了体育建筑的力量与超大的尺度感。为了避免超大尺度形体给人带来的压抑感与乏味感,主设计师决定在立面上采用冰裂纹的处理,两万多平米由标准板、洞口板、异型板等多种板型组成,每块板大约1 600mm×3 700mm,通过借鉴各种异型拼砖方式,以六边形推演出的六角形为重复形状,得到了可由16 块异形板材组成的基本重复单元。并可以取下任意一个板材或指定个数的板材从而形成中型洞口和大型洞口,立面呈现出丰富的变化效果。

在板材纹理设计上,设计师们最初尝试了两种纹理——微缩冰裂纹及条绒。随着专业厂家板材样品的完成,他们发现了条绒纹理的优势,即在光线的作用下它使每个板材间产生了差异,这使得它不仅丰富了建筑小尺度的肌理,也强化了整体冰裂纹的效果。在施工完成后,不同角度的条绒处理,形成了体育场立面在光线的变化下参差多彩、极富质感的外观效果。

应用启示:

本来是一种颜色的板,竟因为不同角度的原因,产生了五彩缤纷的效果,顺着条纹还会出现光反射,这种偶然的"光效果"引发了我们的思索,装饰混凝土轻型墙板竟然也是可以非常细腻、非常精致的,这意味着它将给建筑带来更高的品味,并可以将环保、创新、文化、高品质与其联系起来,让它带给未来建筑无限美好的可能。

四、结语

通过对装饰混凝土轻型墙板的理论认知再到实践剖析,能认识到它在具体工程中的应用方式,以及可以拓展使用的方法,并且可以在实践中探索使用的效果,通过局部组装的效果来取舍最终的成果样式,这些对于今后的外立面设计工作,有着非常好的借鉴和启示作用。

论文作者:罗莉

论文发表刊物:《低碳地产》2015年第3期

论文发表时间:2016/8/19

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