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南科大圖書館的外墻之變

日期:2021/7/18 Click:1178
基于此,建筑師認為這個圖書館的外墻不應該模糊材料的物質性使其成為臉譜化的裝飾表皮,而應強調其表皮材料和結構受力的一體化。此時,GRC(GlassFiberReinforcedConcrete的縮寫)即玻璃纖維增強混凝土引起了建筑師的注意。
南科大圖書館位于校園腹地,周圍環繞著其他第一期建筑單體。在網絡閱讀盛行的時代,圖書館需要創造安靜閱讀的場域感和公共交流的實體平臺。因此,社會化的公共空間被引進圖書館內部,以滿足新校園相鄰單體建筑之間使用的空間疏散感。建筑形狀簡單謙遜,傳達圖書館建筑傳統意義上的寧靜。基于此,建筑師認為,該圖書館的外墻不應模糊材料的物質性,使其成為臉譜化的裝飾表皮,而應強調表皮材料和結構力的一體化。

能否立面表現藏書格的形態形象,使其模塊化、自負,通過外形凹凸變化達到遮陽效果。最合適的是混凝土,這種外觀樸素,質感粗糙,可以脫模成形的材料,但其自重很大。此時,GRC(GlassFiberReinforcedConcrete的縮寫)即玻璃纖維增強混凝土引起建筑師的注意。GRC材料容量為1.8t/m3~2.0t/m3,脫模制作也可以用機械三維雕刻,其強大的成形能力常用于制作復雜輪廓的部件。產品截面薄壁空體曲面(壁厚3mm~10mm)可填充保溫隔熱材料,性能符合材料選擇意向。

在反復推敲立面機組的比例尺寸、加工模具尺寸、現場安裝難度等因素后,建筑師最終將標準模組設定為長1800mm×寬675mm×深400mm。GRC單元塊經脫模養護制成輕質高強度、填充保溫隔熱材料的中空模塊。為了便于構筑,模塊周圍設計了邊緣槽,相鄰的模塊連接后,在槽內側灌入砂漿構筑,接縫處用結構膠密封。槽的外側形成明亮的縫隙,表現出材料的受力特征和構造方式。標準層高4.5m的建筑墻,其結構側向穩定性成為新課題。由于塊的錯誤構筑設計難以增設垂直拉結鋼筋,經過結構師的反復計算,在經濟可行的前提下,最終采用了設置中字形抗風柱的方式。柱體隱藏在400mm厚的塊內部,不可見的結構通過塊構筑的構筑方式得到了視覺體現。

但是,建筑物一天也沒有完成,隨時都充滿了變量。GRC這種材料在1970年代引進國內后,同類設計方法一直缺乏建設例證。材料質量和建設效果好的不是進口產品,而是剛完成,很難檢查材料的耐久性。這最終使業主無法安心使用,尤其是百年大計的校園建筑。而此時,建筑主體施工已近封頂,外墻材料的調整變得十萬火急。在保持材料質感和外墻建構方式不變的前提下,先后有幾種常用材料被建筑師用來比較,如埃特板、美巖板和松本板。這三種材料在外觀質感、密度、強度、加工性等方面不分伯仲,固定方式分為直接自攻螺釘固定在龍骨或粘接在現有的固定夾板上。

那么,如何恢復外墻的構造邏輯,必須從地板間形狀的單元開始。不應拆卸成各種板材的組裝,應該是整體模塊。常用材料中最容易想到的是鋁板等金屬板,是成形方便,可以在工廠預制的材料。唯一的問題是質感不足,視覺重量過輕。從質感上講,要求金屬板質樸粗糙,涂層和拉絲等表面處理過于纖細和裝飾。建筑師最終選擇保留金屬本身的質感,在表現力上稍作妥協,使材料真實表現出來。深度400mm的立面模塊產生的陰影增加了外墻的視覺重量,在一定程度上彌補了材料表現力的不足。

為了方便從室內外兩側施工安裝,鋁板模塊設計為室內外兩部分,如圖1所示。保溫層集成在模塊內壁上,相鄰模塊之間用防水膠帶密封,保證模塊空腔內的密閉性。模塊的使用性能、加工性能與原GRC模塊相似,但在不同的自重下,鋁模塊傾向于掛鉤,GRC傾向于堆積的結構受力方式。外墻結構由中字柱的形式演變為網狀骨架,鋁模塊從前后兩個方向在骨架上,做法類似于單元幕墻。最終迫于工期的巨大壓力,建筑師的探索必須結束。鋁合金板可能不是最好的選擇,但它是建筑師通盤考慮的材料戰略下,綜合設計效果、材料質量、加工工期、成本等各方面的特定選項。

各建筑的最終表現是基于此時此地的設計選擇,雖然沒有同質性和可復制性,但很難評價當時戰略選擇的正當性,但建筑師的經驗來自過去的案例戰略思考,提高將來設計判斷的正確性。南方科技大學圖書館外墻的變化就是這樣的案例。

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