作为一种实用品，建筑构造的核心原则就是质量，它包括了坚固的物质构成、优良的耐久性能、舒适的物理性能以及美学等综合品质。

1.坚固：提高构件和结构连接的结构强度，优化构件的组合方式

对建筑来说，坚固无疑是最为重要的质量原则，因为建筑不仅要抵抗外界恶劣的自然环境，还要在突发的自然灾害发生的时候能尽可能地保护人身安全。不论是木材、土、石材，或者是铁、钢材、塑料、玻璃乃至是纸，在整体的重量上或许会有明显的轻重的区别，但只要作为建筑材料，构件以及连接设计就必须满足特定的坚固要求。虽然“坚固”并不是一个可以精确计算的“绝对值”，但工程学的发展已经将其转化成为诸多可以被测量的标准，如结构的强度、刚度以及使用寿命等。

充分利用材料的特性是提高结构强度和使用寿命的基本方法。例如木材和钢材适合抗压与抗拉，可以作为柱、梁等杆件受力结构；而砖石只适合抗压，因此，只能作为实体承重结构；混凝土本身只能抗压，但在加入钢筋后又可以抗拉，既可以作为杆件受力结构也能作为实体承重结构。这些材料性能的开发与应用是在长期的实践经验总结和科学实验中逐步发展起来的。

材料的自然属性是古人在建造时最重要的依据，在密度、比重、绝热性能、承载性能可以被科学实验和仪器检测之前，顺应自然是材料加工工艺形成的基础。维特鲁威在《建筑十书》的第二书中，对建筑材料制作和使用经验已经形成了比较系统的论述，这反映了当时的工匠已经对材料的选择、开采方式以及应用方法产生了相当程度的经验认知。如石材的坚硬程度、颜色、耐久性都在建造中作为重要的考量对象，以确定其在建筑中合适的位置：“当要建造房屋时，在两年之间经受风雨而有损伤的石材用于基础，其余未受损伤的石材已为自然所考验，在地上建造可能是坚固的。”［20］同样，在古代中国，很早的时候就积累了木材采伐的经验。如《礼记·月令》载：“孟春之月禁止伐木，……仲冬之月，日短至，则伐木取竹箭。”《淮南子》亦载：“草木未落，斧斤不入山林。”古人在长期的伐木实践中不仅总结出了合适的砍伐时间，还对不同木材的属性和适应的结构功能进行了匹配，如在《天工开物》中谈及造船的木材所说：“桅用端直杉木，长不足则接，其表铁箍逐寸包围……梁与枋墙用楠木、樟木、榆木……”

图2－14　湖滨公寓的钢框架立面

资料来源：Werner Blaster.Mies van der Rohe：The Art of Structure［M］.Basel：Birkhäuser Verlag，1993：135

在决定选择合适的材料之后，需要考虑的就是设计合理的构件截面形状，在体积相同的情况下，选择合理的截面形状可以使构件获得较大的强度和刚度。比如，同样作为柱子，在相同截面积的前提下，矩形柱的截面强度要高于圆形。但由于实验手段的缺乏和加工技术的限制，过去，圆形的柱（木柱、石柱等）要比方形的柱更流行（其中也不排除一定的审美因素的影响）。18世纪后，在科学实验的验证下，矩形的截面开始得到广泛的使用。当结构力学得到进一步发展，工程师发现，零件材料的分布尽量远离零件的中心轴，就可以获得较大的强度，因此空心截面比实心截面的强度更好，于是产生了空心钢柱以及工字形的钢构件截面形式（图2－15）。

图2－15　不同截面形状梁的强度与刚度比较

资料来源：自绘

随着实验技术的进步，不仅结构的静态承载能力得以检测，在使用过程中结构抵抗不同荷载的动态变化——变形程度也可以被准确地测量。刚度被用来作为描述结构构件在荷载作用力下变形程度的指标，刚度越大，表示变形越小。刚度是衡量结构耐久性的重要指标，变形过大会破坏结构的正常工作，减少结构构件的使用耐久性，因此，采用合理的结构形式减少不利的变形影响来提高结构刚度也是结构设计的重点之一。在构件通常承受的荷载中，弯曲是最不利的影响，因为弯曲的断面应力分布不均匀，容易造成构件较大的变形，因此用拉、压代替弯曲可以获得较高的刚度，相比较弯曲，拉、压的断面应力分布更均匀，材料利用率高。而通常的实心截面的构件都避免不了受到弯曲作用力，如果采用桁架结构，则可以大大提高刚度，因为桁架中的杆件只受拉、压作用力。这也是为什么在现代大跨度的建筑中，通常都采用桁架结构而不采用实心结构的重要原因之一。

当然，结构构件本身的强度和刚度还不能形成完整的、坚固的结构系统，构件之间的连接方式的可靠性同样是不可或缺的。构件的连接方式与材料本身的属性、加工工具和连接工艺的进步密切相关。以木结构为例，在人还没有掌握工具制造方法的时候，连接木材最简单、直接、有效的方式就是绑扎：从中国半坡时期的穴居复原图中（图2－16），可以看到，较粗的原木末端被插入地洞中，并通过绑扎在中段的横木插入侧面土壁中形成结构支撑，次要的枝条围绕主要结构原木互相绑扎，呈扇形展开，最后覆土并铺植物茎叶。

图2－16　中国半坡时期穴居复原图

资料来源：中国科学院自然科学史研究所.中国古代建筑技术史［M］.北京：科学出版社，2000：10，9

显然，绑扎还不足以为作为建筑结构的木构件提供足够的强度，尤其随着木构件尺度的变大，扎结的节点刚度也直线下降，大风雨雪或较重的荷载都会使构架动摇，从而造成屋面泥层龟裂而漏雨［21］。榫卯构造的出现显著提高了木结构连接的稳定性，是木结构连接技术的重要进步。从中国余姚河姆渡遗址发现的遗存来看，近1万年前的古人就已经初步掌握了应用工具制作榫卯构造的技术（图2－17）。榫卯构造使得建筑构件可以在水平、垂直以及特定角度方向相互连接，形成弹性变形和延性较好的整体结构，抵御各种自然力作用。无柱的原木结构是榫卯构造发展早期的一种建造形式，通过在原木的端头加工成为楔形榫头，在转角处交叉搭接咬合，使得圆形或矩形的原木木料在平行方向上层层叠置，形成房屋的墙壁，再在左右侧壁上立矮柱承脊构成屋顶，这种构造方式形成了木结构早期的一种形式——井干。这种水平式的木构件连接便利，但在结构跨度上受到较大的限制，加上耗费木材量较大，逐渐被框架式木结构所取代。

以榫卯构造连接柱、梁、枋形成空间框架是木结构发展的重要进步。为了解决平面线性的框架构造连接易产生的不稳定性，传统木框架建筑在梁的支座采用插榫连接，加上梁端的叉手、托脚构件，在结构中形成了许多稳定的三角形以避免梁架产生位移的可能性。我国现存最高的木塔——建于辽代（1056）山西应县佛宫寺释迦塔经过多次地震依然屹立不倒，足见木榫卯构造的坚固性。作为早期的高层建筑，佛宫寺释迦的构造设计有着诸多科学性：①在平面上采用内外双槽，双筒式结构将中心柱扩大为内柱环，加强了塔身刚度；②中心柱贯穿各层，外柱采用“叉柱造”逐层叠加，柱子都向中心略微倾斜形成侧脚和升起，加强了塔身的稳定性；③塔的五个明层和四个暗层中，都使用了一些斜撑固定复梁，以抵制风力以及地震波的惯性推力，达到防止水平方向可能产生的位移和扭动［22］（图2－18）。除了榫卯构造，在中国传统木构框架结构中，斗拱是一个关键的构造技术，它是柱、梁之间的重要过渡结构构件，不仅支撑了悬挑的大屋顶，还是整个框架系统合理受力的重要保证。虽然关于斗拱的成因并无定论［23］，但是斗拱形成了柱、梁之间稳定的三角连接，其对于中国传统木框架建筑重要的结构作用是显而易见的。

2－17　河姆渡遗址发现的榫卯

资料来源：中国科学院自然科学史研究所.中国古代建筑技术史［M］.北京：科学出版社，2000：9，10

图2－18　山西应县佛宫寺释迦塔木结构系统以及榫卯构造

资料来源：自摄；中国科学院自然科学史研究所.中国古代建筑技术史［M］.北京：科学出版社，2000：88

尽管榫卯构造为传统木结构提供了稳定的连接方式，但当建筑的体量超过一定的限度，以木单材为柱、梁的框架结构就无法满足更大的跨度要求，这里的关键问题在于自然木单材的强度限制。西方的工匠为了实现公共建筑对大空间的需求，早在16世纪就开始研究可以替代受天然尺寸限制的单材木结构体系。欧洲的工匠们通过探索逐渐发现了可以替代木梁的三角形屋架的形式，经过长时间演变，形成了符合力学特性的早期三角屋架支撑结构。三角屋架通过将小尺寸的木料制成杆件，原本受弯的木材变成只受轴向力，通过整体框架分解承载力以获得更大的跨度（图2－19）。

图2－19　三角屋架的制作和建造

资料来源：Edward Allen，Joseph Iano.Fundamentals of Building Construction［M］.Toronto：John Wiley ＆ Sons，Inc，2009：138

在三角屋架的基础上，西方工匠又衍生出了另一种新的木结构构造形式——桁架。为了减少石拱券产生的巨大侧推力，文艺复兴后，强度与自重比更为优越的木材开始被用来建造巨大的穹顶。通过穹顶建造体经验的积累，工匠在加工技术的支持下把预先加工的木材分层拼接起来制成巨大的木拱获得更大的跨度，然后以木拱为基础制作辅助连接构造，形成了绗架结构的雏形。早期的桁架结构中，木拱是其主要的支撑体，其他的辅助构造只起稳定作用，在进一步发展中，原先的辅助构造逐渐取代木拱发挥主要结构作用，最终完全取而代之。桁架这一构造形式的产生，将木框架由散件的连接转变成为整体的连接，将线性结构变成空间结构，木构件在桁架体系中只承受轴向压力或拉力，结构构件的强度和刚度都得到了提升。

合理的木桁架构造实现了前所未有的大空间跨度，此外，木材本身的加工工艺和连接方式也产生了诸多发展。胶合木是现代木结构技术发展的重要成果，胶合木在材料加工中剔除了如节疤、开裂等木材的自然缺陷，根据受力特性合理搭配层叠而成，避免了自然木材可能出现的个体偏差，具有更均匀的结构强度。预先的干燥和化学处理，减少自然环境对胶合木结构构件尺寸和形状造成的收缩、腐蚀等破坏作用。木材可以更自然地暴露于自然环境中，展现自身材料的特性。随着金属连接构件的发展，木构件的连接方式也得到了新的发展，不再限于单一的榫卯构造，产生了强度更大、连接更灵活的过渡连接构造。

金属与木材的过渡连接不同于木材之间通过榫卯搭接形成的直接连接方式，是一种通过金属节点连接不同木构件的间接连接方式。金属连接件加工方便、性能优异、连接效率高是其在现代木结构建筑中得到广泛应用的主要原因。金属相比较木材具有强度高、刚度大的优势，同时，金属易加工的特性可以更容易解决多构件复杂连接的问题。金属节点作为木构件与其他材料的过渡连接，容易实现材料的转换，利于防护性（防水、防潮）构造的处理。例如齿板连接，通过金属嵌板取代木材的榫卯开口，以最小的材料损失取得最大的构造强度，齿板可以实现从单向单板形式到多向多板形式的转变，从而满足从简支梁结构到空间网架结构等各种不同形式的构造要求（图2－20）。

图2－20　金属过渡连接构造不仅提高了木结构构件的连接强度，还丰富了结构形式

资料来源：Edward Allen，Joseph Iano.Fundamentals of Building Construction［M］.Toronto：John Wiley ＆ Sons，Inc，2009：138，147，154

虽然木结构的构造技术发展不能涵盖其他类型的材料结构技术发展要点，但却可以反映整个建筑结构构造材料性能与力学发展的基本方向——优化材料性能和结构形式，并通过复合构造技术提高结构强度以满足建筑高度和跨度日益增加的需求。比如为了增加砌体结构的抗震性能，在砖砌体构造中加入了辅助的金属连接构件（如锚固钢筋）作为墙体加固构件已经成为标准做法，而混凝土也是在结合钢筋后才获得了更大的结构强度。不论是自然材料还是人工合成材料，复合构造技术都是改善单一材料缺陷、提高材料力学潜能的必然趋势。

2.耐久：构件的维护与更新替换

作为所有产品中使用年限最长的建筑，构造的耐久性是衡量质量的重要指标，虽然有些零部件在出现问题后可以通过替换来实现更新，但有些关键的部件，如结构构件是不方便替换的，必须通过一定的防护构造措施来延长其使用寿命。针对不同的属性，工匠（建筑师）在选择和使用材料的过程中形成了诸多针对性的保护措施，虽然这些构造相比较结构、装饰性的构造通常更为隐蔽，并不起眼，但是它们的功能却是非常重要的，这些防护性的构造包括防火、防水、防潮、防虫等不同类型。在构造系统中，构件的连接处往往是最容易破坏的，因此加强保护的措施通常都位于构件的末端。

中国有着悠久的木结构房屋建造历史，为了解决木材的防火、防虫、防腐蚀问题，智慧的工匠创造了多种有效的构造技术。如采用较耐腐蚀的紫杉或樟木等作为主要结构材料，并采用药剂法、浸渍法、涂刷和油漆法等措施对木材进行防腐、防虫预处理；采用石材柱础隔离木材与地面的接触；梁柱交接处、楼梯与地面交接处等连接部位采用浇桐油的方式进行保护；在阴暗潮湿处的屋角梁檩、阴沟水槽、瓦下望板等菌类易繁殖的部位采用加护板石灰，留空隙加强通风排湿效果；在屋顶、阁楼、脊檩等通风不易的部位通过在山墙上留洞、做通风气楼、做檐下通风口的构造方式加强通风换气；通过外露、保护隔离或保持距离的方式保证木柱周围通风干燥，减少腐朽的可能性。古代形成的众多成熟的防护经验都在现代建筑中得到了延续和进一步发展（图2－21）。

图2－21－a　木结构的防虫、防腐构造

图2－21－b　构件的末端保护原理

资料来源：［西］迪米切斯·考斯特.建筑师材料语言：木材［M］.孙殿明，译.北京：电子工业出版社，2012：56，58

除了结构，作为围护体的墙体也需要保护，过多的雨水、潮气侵蚀会加速墙体物理性能的衰退。在中国半坡时期穴居的遗址考古中发现了很厚的草筋泥围护结构的残迹，在泥土中加入草筋不仅可以增加墙体的抗拉性能，还能防止龟裂，这种做法在汉唐文献内称之为“墐”［24］。早期的穴居对穴面的防潮有着较高的要求，随着制陶技术的发展，泥土陶化后的防水功能得到认识并被用于建筑。由于直接烧烤穴面会造成土质松散和剥落，因此人们会先墐涂穴面后再进行烧烤，形成坚固的陶低质面层，不仅具有较好的防潮效果，还提高了强度。

当建筑逐渐上升到地面上之后，对墙体的保护需求依然存在，为了减少雨水和强烈的阳光对墙体耐久性的影响，建筑的屋顶开始出现悬挑，而坡度的形成则是为了更好地排水。中国建筑特有的“如翼斯飞”的反宇屋顶就是在遮阳、防水、防风和保护墙体等多种防护功能综合考量下形成的自然形式。墙根由于地下水逐步上升，而容易受潮，从而加速墙体的风化破坏，在盐碱地尤甚。古代工匠很早就发现了这个构造的薄弱环节，并采取了一定措施。在《营造法式》中砖的一节中有专门的“墙下隔碱”的做法。发展到明清时期，民间建筑墙体的防潮做法根据地理位置的差异可以分为两种：一种叫“隔碱”（北方常用），是在地面约30～50cm高处，用一层2～3cm的青灰层，或者用一层5～7cm厚的苇秆做隔碱措施；第二种叫“隔潮”（南方常见），是在离开地面的墙脚处用砖砌约50～60cm高，或者采用卵石、块石、三合土做墙裙，保护墙根（图2－22）。

图2－22－a　南方地区墙下“隔潮”构造

图2－22－b　北方地区墙下“隔碱”构造

资料来源：自绘

虽然现代高层建筑以平屋顶形式为主，屋顶已经不能顾全墙体的防护，但是系统的屋顶和墙体防水构造和有组织的排水设计也更加完善。比如在檐口的下部设计了滴水构造，在窗洞的下沿设计了带坡度的窗台，并在收头处再做滴水处理等。另外，得益于精密的构件连接以及缝隙密封设计，现代建筑大面积的墙面在恶劣的气候环境影响下仍然可以维持较高的使用寿命（图2－23）。

图2－23　现代建筑围护体中精密的防护构造设计

资料来源：［德］赫尔佐格，克里普纳，朗.立面构造手册［M］.袁海贝贝，译.大连：大连理工大学出版社，2006：25，作者编辑

防火一直都是建筑构造重要的防护性能之一，尤其是随着现代建筑体量、高度的增加，设备系统的日益复杂，防火问题更加重要。早期的木结构建筑一开始采用涂泥的方式来防火，随着砖石砌筑技术的发展，木结构柱通常会被包裹在厚实的砖墙中，进一步减少了火灾发生的可能性。不过，由于传统民居的布局紧密，一旦发生火灾可能会很快扩散，因此通常在山墙的部位增加保护措施，比如中国传统民居在紧邻的山墙面采取了厚重的墙体构造，同时山墙的高度超过屋脊，用以阻挡火灾蔓延的可能，于是形成了不同形式的封火山墙（图2－24）。

图2－24　不同地域形式各异的封火山墙

资料来源：http：//www.baidu.com；自摄

随着材料技术的发展，防火构造在现代建筑中有了更系统的进步。防火分隔物包括了耐火结构（如钢筋混凝土楼板）、具有一定耐火极限的非燃烧体防火墙、防火门、防火卷帘等被用来阻隔可能发生火灾后火势的蔓延，配合安置在吊顶层内的自动灭火系统可以迅速控制火灾的扩大。为了提高各种结构材料的耐火性能，在材料选择和加工工艺上都有了更高的要求。采用天然的非燃烧体材料是最优选择，如钢筋混凝土；虽然钢结构本身为非燃烧体，但随着温度的上升，其结构强度会迅速下降，在600℃时完全失去承载能力，因此对钢结构采取防火保护层构造是十分必要的。此外，考虑到高层建筑已经大量采用玻璃幕墙系统，幕墙与结构之间的空隙会成为拔风的通道，因此在每层结构与幕墙之间采取封堵设计是防止烟气蔓延的重要构造技术。

一个明显的趋势是，当结构与围护体可以分层建造之后，防护性构造正在变得越来越清晰和精细化。在传统的实体构造技术中，既需要考虑结构的承载力还需要考虑防水、防潮等保护措施来提高结构的耐久性，多样的需求使得技术解决方案必须有所偏重，这就造成总有一些需求不能实现最优结果。在现在的层叠构造技术中，每一部分的功能明晰，解决方案也更具针对性：各种围护系统如玻璃幕墙、石材幕墙、金属幕墙都可以作为保护内部结构骨架或墙体的有效“防线”，这些表皮系统不仅具有一定的外观品质，还集成了防水、防潮、防火等综合的防护性能，并且它们都是可以替换的，大大提高了建筑使用功能的耐久性。

3.舒适：提高建筑的物理性能

舒适性是建筑内部空间为人的活动提供的重要体验之一，反映到建造科学上属于建筑物理的研究范畴，包括了建筑保温、隔热、通风等内容。作为建筑内外环境之间的过滤层，围护体是建筑抵御外界恶劣环境的有效屏障；同时，还要提供充足的室内照明、足够的换气率以及与周围环境的视觉联系、区分私密区域和公共区域等作用。控制设计围护体构造的原理主要来自于两个需求：地域特有的外部条件和控制内部环境的需求。通常，外界环境不会被设计影响，它们是设计的主要参照标准，环境的特性和强度根据大陆区域、国家以及地域的不同而变化，此外直接环境和微气候也有显著作用。除了当地特有的气候、降水（雨、雪、雹）量的分布的统计计算，其他因素（噪音、工业废气）也需要采取特殊的构造设计。

研究表明，影响人体舒适程度的气象因素首先是气温，其次是湿度，再其次是风向风速等。人体舒适度指数就是建立在气象要素预报的基础上，较好地反映了多数人群的身体感受综合气象的指标或参数。人体舒适度指数一般分为10个等级，其中6～8级属于舒适的范围，5级以下属于偏热性不舒适范围。将建筑围护体作为人体的“第三层皮肤”，构造性能的设计目标就会比较清晰，外部的气候温度在人体上的变化需要通过每一个构造功能层次依次减少，最终才能保证人体的温度维持在37度左右。但是气候条件是复杂的，这些复杂的需求不能单独地分给任何一个单一的构造层次，需要综合考虑不同材料的性能以及组合后的共同工作机制。

建筑物理学为围护体构造设计提供了理论的指导。热传递的三个基本方式：传导、辐射和对流，它们是建筑师决定墙体构造材料与构造方式的基本原理。重质材料的热容性大，可以减缓温度的变化，古人在没有形成科学的检验手段之前，已经通过实践经验的累积形成了采用重质的材料（泥土、石材）作为主要墙体构造材料的知识，并通过加大墙体的厚度这种最直接的构造方式实现一定程度的御寒和隔热。在某些极端的气候条件下，当厚重的墙体无法满足御寒的需求时，火炉就成为辅助性的建筑防寒构造。利用热辐射的取暖方式在古代建筑中得到了广泛的发展，火地是世界上最早的地面辐射采暖方式，也是我国古代工匠的一项重要创造。火地采暖，加热了整个地面，散热面积大，因而“一堂尽温”，热量均匀温和。

火地采暖在清代较为盛行，沈阳清代故宫和北京明清故宫有很多采用火地采暖的房间。直到现在，我国蒙古定居的蒙古包中还有全套的火地设备，地面有盘旋的烟火道，外面有地下烧火口，地上有烟囱（图2－25－a）。火炕是一种与火地工作原理类似，在我国北方普遍盛行的家用取暖方式。火炕从地面高起，形如床榻，隔一阵时间便拆除重建，以利于燃烧。民间砌炕虽然多是农民自己动手，但其创造性的构造方式至今仍然令人赞叹。如为了防止“呛风”，在烟囱根下设置一个回旋冷风的坑，叫“烟脖”（图2－25－b），可以防止冷气流进入炕洞内；为防止夜间停火后，热气损失过快，在烟囱靠近屋顶处设置插板，可在停火后将烟囱封闭，使得炕洞内热气流长期的保持。在西方，火炉同样是作为寒冬取暖的重要构造措施。现代建筑的取暖构造更多地由设备来实现（散热器、空调等），设备可以挂在墙上，也可以埋在架空木地板下，工作原理和传统的热辐射取暖方式相同。

古人很早就意识到门窗是防寒隔热的薄弱处，即现代所谓的“冷热桥”。所以很早就设置窗帘，也有设置双层门窗的做法，外层称风门、风窗，风窗夜间关闭，白天支起或摘下。还有在门内外设置门斗的构造做法。冷桥不仅是围护体的防寒的薄弱点，同时也会成为建筑防潮的薄弱点，这些地方增加了在立面内表面结露的风险，长期积累在构件内部的冷凝水会影响维护结构的耐久性。根据结露的原理，构造层次形成了在寒冷地域“内部气密性大于外部”，而在炎热潮湿的地域“外部气密性大于内部”的原则。另外，通过通风降低结露可能性的方法很早就被古人发现，在很多传统建筑的墙根处，都会间隔留有出气孔，或者采用抬高地面的方式形成通风间层，有利于墙体或者房间中的湿气排出（图2－25－c）。随着技术的发展和建造的经验累积，空气间层对温度传递的延迟性被发现，双层墙体的构造因此而产生，外墙与内墙之间的空气间层成为调节温度的弹性空间。

除了墙体的材料与构造层次对室内的环境温度有影响，我们还可以利用洞口的设置来调节室内的温度与湿度。最早的建筑洞口是为了实现排烟而设置的，为了将烧火产生的烟气及时地排出建筑，人们在建筑的屋顶上开设了洞口——“囱”，之后利用风压实现室内自然通风，逐渐形成了墙上的洞口——窗。在炎热的夏季，自然通风对调节湿度和降低室内温度有着明显效果，而在寒冷的冬季，就需要控制进风量以维持室内一定的温度，因此，控制不同朝向的窗墙比就很重要（图2－26）。当然，在温度与湿度控制之外，我们也需要考虑室内风环境的效果，如果通风的同时产生的风力过大就会产生不舒适的感觉。为了实现合理的通风效果，建筑师设计了合理的窗洞位置并发展了多样的窗户形式：平开窗、推拉窗、折叠窗、旋转窗等以满足不同的通风需求（图2－27）。

图2－25－a　有火地采暖的蒙古包

图2－25－b　传统火炕烟囱“烟脖”构造

图2－25－c　传统民居的通风间层

资料来源：中国科学院自然科学史研究所.中国古代建筑技术史［M］.北京：科学出版社，2000：325，自绘

图2－26　围护体开口位置与通风效果

资料来源：自绘

图2－27　窗户构造与通风

资料来源：自绘

影响建筑室内舒适性的另一个重要指标“光”对窗户的发展也起到了重要作用。光是人类日常物质生活最基本的需求（自然照度、热量获取、杀菌消毒）。一方面，人们需要光线的照明和太阳辐射产生的温度；另一方面，人们也需要控制直射阳光产生的眩光和减少夏季过强的辐射热。于是，有控制地利用光成为窗户及其辅助构造的设计要点。

窗户是光线的“操控器”，窗户的开启或是关闭，以及它们的透明度都会对室内光环境和立面外观产生重要的影响。窗户主要由透光组件（玻璃）和不透光组件（百叶）组成。在玻璃发明以前，雪花石膏、大理石、动物的皮毛、帆布和纸都曾作为窗户的窗芯材料。窗户最早是不可开启的固定构件，主要用来采光，而洞口用来通风，直到可变式窗户形式的出现，窗才兼具了采光与通风的功能。早期的可变式窗户多为平开窗的形式，到了13世纪，出现水平滑动的推拉窗。随着玻璃在窗户中的推广应用，不仅提供了更大面积的光线引入，也使得室内的通透性增加，给人以舒适的视觉体验。不过过强的光照容易产生眩光，也会在炎热的夏季加剧室内温度的升高，因此在大量采用玻璃的现代建筑中，采用有控制的遮阳构造是必要的。作为调节光线的不透明组件，百叶很早就作为重要的调节光线的窗户构件，木质、石材和铁质的百叶窗被用来填充窗扇（图2－28）。18世纪后，人们开始将百叶与透明双层玻璃同时使用，形成一体化的玻璃百叶窗，与机电设施的结合使得百叶可以由电力灵活地操控，对光线的控制也更加方便和自由。

图2－28　传统的窗户遮阳构造(www.daowen.com)

资料来源：［德］赫尔佐格，克里普纳，朗.立面构造手册［M］.袁海贝贝，译.大连：大连理工大学出版社，2006：252

虽然百叶具有一定的遮阳效果，但经过科学的实验，内遮阳的隔热效果是有限的，为了进一步提高遮阳效果，效率更高的板片状外遮阳逐渐成为窗户的重要配套构造。随着工业技术的发展，可以由手动机械控制，灵活变化的活动遮阳得到了广泛的应用。可活动的“移动”遮阳，可以根据建筑使用者的需求，自由控制室内光线进入，除了封闭和开启的状态，操控件也可以处于任何一种中间状态，对透光性进行有效的控制，有利于优化居住环境的舒适度和控制能源利用率（图2－29）。

图2－29　现代建筑立面灵活可变的环境调节装置

资料来源：［德］赫尔佐格，克里普纳，朗.立面构造手册［M］.袁海贝贝，译.大连：大连理工大学出版社，2006：255，256

环境始终都在变化中，而人体的舒适度指数是不变的，为了创造更好的人居环境，建筑的围护系统必须具有可调节性。由这些性能调节需求产生的墙体的保温隔热、通风采光、遮阳等系列构造技术还将随着建筑物理科学和建造技术的进步继续发展。

4.美观：从装饰艺术到建造技艺

“劳动工具和劳动过程中的合规律性的形式要求（戒律、均匀、光滑等）和主体的感受，是物质生产的产物；‘装饰’则是精神生产、意识形态的产物……前者是将人作为超生物存在的社会生活外化和凝冻在物质生产工具上，是真正的物化活动；后者则是将人的观念和幻想外化和凝冻在这些所谓‘装饰品’的物质对象上，它们只是物态化的活动。前者与种族的繁殖（人身的扩大再生产）一道构成原始人类的基础，后者则是包括宗教、艺术、哲学等胚胎在内的上层建筑。当山顶洞人在实体旁撒上矿物质的红粉，当他们做出上述种种‘装饰品’，这种原始的物态化活动便是人类社会意识形态和上层建筑的开始。”［25］

从世界范围内的考古学研究中可以发现，对“美”的追求是伴随人类文明发展的一个必然的过程，从原始人开始用动物的骨头制成不同的首饰装饰自己，到有意识地在身上涂上不同颜色或图案的纹身，再到五颜六色、形式各异的服饰，最后发展成为绘画、雕塑、音乐等独立的艺术创作形式，“审美”已经成为人类社会文明中不可或缺的精神支柱。作为人类重要的物质活动之一的建造行为，自然也被赋予了大量的“装饰”活动。两河流域古代西亚建筑，为了保护砌筑的土坯墙免受雨水侵蚀，工匠在土坯硬化之前，在墙与地面交接、转角等重要部位嵌入约12cm的圆锥形陶钉进行保护。陶钉的底面被涂上了不同的颜色，形成早期的装饰图案。随着沥青材料的出现，陶钉逐渐被沥青所替代，而为了防止沥青被日光暴晒，工匠又在沥青外贴上各色的石片和贝壳进行保护，色彩斑斓的石片和贝壳替代了之前的陶钉成为新的装饰构造（图2－30）。

图2－30　早期人类社会和建筑中的图案面饰

随着装饰审美的发展，建筑、雕塑与绘画的关系越来越密切。不同地域的文化意识形态下产生的审美情趣也是各异的。中国各具特色的民居装饰构造就是典型的案例：安徽民居的白墙黑瓦、封火山墙、精美的木雕石刻；四川民居的彩色装饰；福建民居的砖入石、大牡蛎壳墙；北方的四合院的彩色琉璃瓦、垂花门等装饰丰富多彩（图2－31）。

图2－31　不同地域多样的建筑形式与装饰构造

资料来源：自摄

功能性构造与装饰趣味相结合的现象被德国哲学家黑格尔归结为是一种建筑艺术起源的说法：“建筑首先要适应一种需要，而且是一种与艺术无关的需要”，当功能得到满足之后，“还出现另一种动机，要求艺术形象和美时，建筑就要显出一种分化”，于是出现了“美的形象的遮蔽物”［26］，这就是装饰构造产生的过程。这种“美的形象的遮蔽物”在建筑构造中通常有两种表现形式：节点和饰面。

（1）节点

当不同的构件连接时（柱梁之间、柱与基础之间等），或者建筑局部出现转折、不连续的形态变化（墙的转角、门窗洞口等），以及不同类型结构或功能交接的部分（屋顶与墙体、柱之间，墙体与地面之间等）都会产生构造节点，节点产生的部位通常需要做特殊的结构加固、功能保护处理。建筑的构造节点成千上万，并不是每一个节点都会暴露出来，相当一部分的节点隐藏在建筑的内部，它们所承担的任务就是有效率地解决结构受力，提供不同的保护性功能，而那些少量的暴露出来的节点往往成为重点美化的对象。

以木构为主要构造方式的中国传统建筑，对构件穿插、露头、承托、支撑和加固部位，进行恰当、有重点的雕刻装饰以此来体现不同审美倾向的艺术风格。如石柱础的雕刻花纹，檐木下的霸王拳、耍头，正脊上的鸱吻，垂脊上的仙人走兽都是在结构或功能性构造的基础上进行的装饰性雕饰。以鸱吻为例，作为正脊端部起到固定和保护屋脊的构造做法，正吻位于正脊和垂脊的交汇点，是屋脊防水加强的构造节点。早期仅由瓦当头堆砌而成简单的翘突形（普通住宅主要做法），随后逐渐形成以动物形状为主的形式（凤凰、朱雀、孔雀等鸟形以及鱼龙形）。宋朝后，鸱吻图案形式不断增加，多用于高等级建筑（殿堂、坛庙）中，皇家殿堂为显示等级尊严，通常采用龙形。发展至清朝以后，鸱吻的形式已经逐渐程式化，现存最大的正吻在故宫太和殿之上：高3.4m，宽2.68m，厚0.32m，由13块中空琉璃瓦组成，俗称“十三拼”，重达4.3t。发展至此，鸱吻的装饰和象征功能已经大大超过其防护功能（图2－32）。

图2－32　中国传统建筑屋顶上不同造型的鸱吻

资料来源：自摄

西方著名的雅典神庙群，其艺术风格主要体现在建筑中不同组成部分、构件之间连接的节点处理上。如柱与梁的交接之处——柱头被做了重点处理，作为柱式与屋顶之间的过渡部分——檐部，也同样是重要的装饰对象。之后，在文艺复兴时期的建筑中，不仅柱式的形式被借鉴到墙体的洞口形态中，古典建筑檐部的三陇板的构造也被简化成为檐口下密排的短枋的形式。通过对不同组成之间连接形态的凸显来强调构成差异的手法也得以一直延续（图2－33）。

图2－33　被重点处理的柱头以及檐部节点

资料来源：Edward R Ford.The Architecture Detail［M］.New York：Princeton Architecture Press，2011：14

尽管现代建筑已经很少直接采用传统建筑中具象的装饰节点来表达某种特定的艺术风格，但通过材料的工艺技术来表现力的传递依然是众多建筑师在建筑构造节点处理过程中的重要方法。卡罗·斯卡帕（Carlo Scarpa）发展了保罗·弗兰克关于文艺复兴时期建筑通过突出局部特征，对力的产生机制的充分表达体现“个性的自由”（freedom of personality）的观点，但他并没有简单复制传统的符号形式，而是通过新材料与工艺的创造突出了符合时代精神的现代建筑个性。就像斯卡帕所说：“现代语言应该像古典形式一样具有自己的词汇和语法，我们应该像古典柱式那样使用现代形式和结构。……我希望评论家们在我的建筑中发现我始终贯彻的意图，这就是既遵循建筑的传统，但又不是简单地复制传统的做法，因为古代柱式的建造条件已经不复存在了。在今天的条件下，即使上帝也无法创造雅典人的柱础，尽管它的优美无与伦比。”［27］

在其设计的维罗纳大众银行中（图2－34），斯卡帕通过丰富的现代建筑材料组合和精致而富于变化的构造连接创造了一个现代版的古典主义柱式体系。柱子和梁采用钢材，饰带采用马赛克，檐口装饰采用当地的白色波提契诺石材。柱顶过梁通过铆接钢板连接成为通长的整体，钢柱设计成为间距规律变化的双柱形式，柱顶和柱础都使用了蒙兹合金（muntzmetal）处理，柱础由扁钢切割打磨后与砌体上预埋的钢板铆接；屋顶平台前的柱础更为复杂，通过八边形至十六边形再到圆柱形的转化形成丰富的变化，双柱钢梁的上方设计了凹进的圆环构成柱头，在灰暗的柱廊中闪闪发光。所有的元素都通过螺栓与钢管柱身连接在一起，形成整体的比例关系。这个设计和彼得·贝伦斯（Peter Behrens）的德国电气公司透平机车间与密斯·凡·德·罗的柏林国家美术新馆可谓殊途同归。

图2－34　现代建筑中被重点处理的构造节点

资料来源：Frampthon K.Studies in Tectonic Culture：The Poetics of Construction in Nineteenth and Twentieth Century Architecture［M］.Cambridge，Mass：MIT Press，1995：316，317，318

从卡罗·斯卡帕的诸多实践中，我们看到了在不同的材料、功能与部位碰撞的过程中产生的清晰、合理的节点连接。节点对于斯卡帕不仅是满足结构需求的连接技术，更是建造工艺品质的重要体现，需要精雕细琢。这种工艺的“自主性”对构造节点特征刻画的趋势在工业革命之后日益明显，虽然没有像斯卡帕那样大张旗鼓地宣扬对“节点”的崇尚，但建筑师在实践中对构造节点有意和无意的“夸大”已经成为现代建筑新“机器美学”的显著特征。作为机器美学最典型的代表，由理查德·罗杰斯（Richard Rogers）和伦佐·皮亚诺（Renzo Piano）设计的法国巴黎蓬皮杜艺术中心，大胆地暴露了建筑结构、设备管道，如同医学解剖一样的效果，将建筑真身的“器官”暴露在世人面前，纤细的立面金属杆件在转角处通过牛腿状的节点与钢柱紧密地结合在一起，杆件在交接处的特殊形式处理以及每一个连接的螺栓都体现了精确、缜密的机器制造工艺（图2－35）。

在罗杰斯看来，缜密的工艺技巧不仅要给人理性的美感体验，更应该对人们的视觉产生诱惑，这样才能使审美体验的内容更加生动。罗杰斯秉承了英国人特有的严谨与理智，用一种精雕细琢、一丝不苟的态度对待每一个技术细部的构造工艺。在日本东京歌舞伎町（Kabuki Cho，Japan，Tokyo，1987—1993）的入口设计中，罗杰斯设计了45度倾斜玻璃屋顶，屋顶采用纤细杆件组成的网架进行固定，杆件连接之处被放大成为圆筒状（图2－35），不仅符合力学要求，更具备了一种膨胀、扩张的视觉张力，仿佛是周围的杆件在不断地推拉挤压后产生的结果。比利时安特卫普法院（Antwerp Law Courts，Belgium，Antwerp，1998—2005）的结构钢架系统条理分明、秩序井然，屋顶被罗杰斯特意扯开，如同在海浪中翻转的风帆一样，成为建筑最靓丽的元素（图2－35），集采光、通风的功能于一体的屋顶被设计成点状的风帆形式，屋面采用了金属面材，在阳光下熠熠生光，此起彼伏的屋顶风帆演奏出一曲精彩乐章，产生了强烈的视觉效果。

图2－35　皮亚诺与罗杰斯的机器美学中的构造节点表现

资料来源：http：//www.flick.com

与众多倾向纯粹的“机器美学”工艺表现的建筑师所不同，皮亚诺更倾向一种自然化的建筑。无论走到哪里，皮亚诺都试图在建筑与自然之间建立一种亲密的关系，生物形态及与周围环境的关系，赋予了皮亚诺建筑体系一种自然特性。相比较在形式上与自然谋求一致，皮亚诺更注重体系结构或构造在追求效益、效率的过程中形成的自然生物形态，而不是建筑师所需要的特定风格。在可移动的IBM旅行帐篷设计中，皮亚诺以全新的材料组合实现了精湛的构造节点设计。IBM帐篷有透明的聚碳酯金字塔结构的桶状拱形屋顶，由定制的木质支撑和金属节点构成，整个骨架屹立于抬高结构的地板上。最终的帐篷为一个透明的拱形屋顶，长48m，宽12m，高6m，由48个半弧组成（不采用整弧是为了更容易拆卸和运输），每个半弧都带有浇筑铝节点的片状木材支撑架所附带的6个聚碳酸酯金字塔构造。这些半弧实际上是三维桁架结构，聚碳酸酯既可以作为覆盖在结构表面上的膜，也可以作为内部和外部弦之间的结构网络（图2－36）。如同“关节”一般的铸铝节点将分散的木构件组合成完整的拱形，在清晰地实现力的传递机制的同时体现自然的有机性。精致的设计、出色的制造和装配工艺保证了构造节点的力学和美学品质，使得IBM旅行帐篷穿越欧洲数十个国家，在反复地安装和拆卸过程中不受到损坏。

图2－36　IBM旅行帐篷精美的节点设计

资料来源：［美］彼得·布坎南.伦佐·皮亚诺建筑工作室作品集［M］.张华，译.北京：机械工业出版社，2002：110－112

虽然在不同的时代，不同的技术条件下，节点的美学特征有着显著差异，但从构件的装配工艺角度出发，节点在大部分情况下可视为杆件连接时自然的工艺表现。另一方面，与杆件连接相对的另一种建造方式——砌筑——会产生另一种美的形式，那就是饰面，随着“层叠建造”技术的进步，这种由砌筑形式发展而来的“饰面”原则已经成为建筑审美情趣中不可或缺的重要组成部分。

（2）饰面

交替的水平与垂直砌缝是砌体建造活动中自然形成的“编织纹理”，它不仅赋予建筑统一与坚固的力量，还提供了一种图案美，建于公元前约570年的巴比伦伊师塔门和侧墙上的砖浮雕将这种美的形式进一步地具象化（图2－37）。砖不论是空心还是实心，大多数的砌法都是基于墙体的稳定性及经济性来考虑的，但装饰砌法也被工匠自然地融入建筑的艺术表现中。勃兰登堡圣哥特哈尔（St.Gotthard's）教堂走廊上的圆形柱，采用了具有哥特式风格的交错螺旋形绿色釉面砖丁砌法；位于诺曼底滨海瓦朗日维尔（Varangeville－Sur－Mer）的鸽房通过彩色的釉面砖和活泼的砌法，示范了材料、颜色和手工情况下砖块组合的无限可能性，水平垂直与斜向交错的砌法形成多层次的墙面纹理，颜色随着朝向檐口方向变得更加精细，檐口下倒三角形的砖砌雕饰类似古典建筑檐口装饰一样精致（图2－37）。

图2－37　砌体面饰的“编织纹理”

资料来源：［德］普法伊费尔.砌体结构手册［M］.张慧敏，译.大连：大连理工大学出版社，2004：12，13，36

森佩尔根据人类学研究中的一些发现，将这种类型的建造活动归结为一种“编织文化”，这种编织活动从早期的树枝与篱笆开始，经历了编席以及更高文明的织物阶段，开始在建筑中以一种象征的和视觉的方式移植和转化到砖、瓦、马赛克以及雪花饰面板中来。而在希腊时期，墙上一层薄薄的彩色涂层则使得饰面达到艺术上的巅峰。森佩尔饰面理论的意义在于很好地解释了建筑非物质化进程的发展方式，“建筑形式的发展是一个象征性演变的过程，在这个转变中，人们希望以一种富于表现力的艺术形式来隐匿构造的物质性”（construction's materiality）［28］。雅典神庙群中丰富的人物浮雕、哥特建筑中辉煌的《圣经》故事壁画、东方宫殿建筑中丰富的彩画等以不同的艺术形式表现了各异的人文或自然的主题。

作为森佩尔亲密助手的威尔士曼·欧文·琼斯（Welshman Owen Jones）在对东方建筑考察的基础上于1856年出版了《装饰的法则》，这部跨文化研究为装饰世界提供了更开拓的视野，展示了东方精美的装饰艺术，对路易斯·沙利文（Louis Sullivan）、奥托·瓦格纳、奥古斯特·佩雷、弗兰克·劳埃德·赖特（Frank Lloyd Wright）等建筑师产生了重要影响。从19世纪末，沙利文在建造中开始大量地使用色彩斑斓的装饰，尤其是其在1906—1919年的设计生涯晚期，在美国的一系列银行建筑中，色彩丰富的压制面砖形成的主题丰富的花饰在建筑中发展到了登峰造极的地步。这些面砖被沙利文视为一种织物，对此，他写道：“制造商们先将泥土或者岩石磨成粉末，然后用钢丝在重制砖的表面切割，形成一种有趣的新型肌理，它有一种毛茸茸的效果，就如同安纳托利亚（Anatolian）地毯一样。”［29］对应用预制砌块编织饰面纹理的建造活动，赖特和沙利文的观点几乎如出一辙：“现在，建筑终于可以使用在工厂轻松预制的材料建造了，然后用一种单一的材料像东方地毯一样编织成特定的图案。”［30］（图2－38）

图2－38　“面饰原则”在早期现代建筑中的表现

资料来源：Kenneth Frampthon.Studies in Tectonic Culture：The Poetics of Construction in Nineteenth and Twentieth Century Architecture［M］.Cambridge，Mass：MIT Press，1995：96，100，108；http：//www.flick.com

森佩尔的“饰面原则”为建筑装饰艺术的发展建立了重要的理论基础，但另一方面，对饰面的过度关注也使得相当长时间内，建筑艺术凌驾于物质构成之上，乃至艺术风格被认为是建筑的本质。琼斯认同饰面的重要性，但他并不认为建筑的本质就是装饰艺术，在其著作中，可以看到他始终主张装饰应当为结构服务，而不是为了装饰的装饰。琼斯的观点随后得到了另一位重要建筑师的肯定，并在森佩尔的“饰面原则”的基础上提 出 了 新 的“饰 面 法 则”（the law of cladding，das gesetz der bekleidung）和著名的“装饰即罪恶”的口号，这位建筑师就是阿道夫·路斯（Adolf Loos）。

路斯对森佩尔的饰面理论的继承与反思和其早期在美国所见的新文化有着密切关系，正是在华尔街看到的巨型建筑所代表的生机勃勃的新生力量与古老的维也纳充满虚伪装饰的奢靡之风的强烈对比，使得路斯对建立在艺术风格之上的建筑文化价值产生了怀疑。路斯秉承了森佩尔饰面理论中将衣服等同于饰面的观点，但他反对将饰面等同于时装（fashion）。路斯认为将饰面等同于时装，认为饰面是可以随意选择的历史外衣的观点是有悖于古典精神和现代价值追求的，路斯的观点是对卡尔·弗雷德里希·申克尔（Karl Friedrich Schinkel）关于“装饰构造的合目的性”的肯定与加强。

路斯所处的19世纪正是工业革命蓬勃发展的时代，在工业化制造技术的进步中，传统的石材（砖）砌体逐渐被淘汰，取而代之的是更经济的混凝土，面层的厚度不断变薄，层叠构造技术也在不断地发展，这一建造方式的发展必然会带来违背材料自身属性和制作特性的问题。例如，在工厂加工工艺下改变原有的材料属性以模仿另一种材料的可能。对于路斯来说，所有的材料都具有相同的价值，他的“饰面法则”拒绝饰面材料被另一种饰面包裹，壁纸、油布、织品等不应当看起来像砖或者石头，就像编织的衣物不应当使用和皮肤接近的颜色，任何一种材料的形式只能属于自己［31］。这就是为什么路斯对1857年维也纳老城改造项目中大量采用水泥制品来模仿大理石或者花岗岩等贵重材料的做法极度反感的重要原因。

路斯在工业化发展之际，看到了去除建筑表面多余东西的必要性，在那个时代具有一定的前瞻性，同时，路斯的“装饰即罪恶”并不是完全对森佩尔饰面理论的全盘否定，而是将之前的“风格饰面”转换成为“材料饰面”，倡导一种源于工艺的审美倾向，“高贵的材料和精致的工艺不仅继承了装饰曾经起到的社会功能，作为一个独特性（exclusivity）的标志，而在豪华上它甚至超过了装饰能达到的效果。”［32］路斯所提倡的古典精神中的“经济性”并不是一种纯粹的市场价值的衡量标准，在其设计的建筑室内，只要条件许可，往往都会使用各种纹理清晰、色泽华美的材料如大理石、黄铜、马赛克、木材和彩色玻璃。因而，以昂贵的精美材料来取代装饰的做法只能说是一种源于道德经济的判断标准左右了路斯。且不论路斯的“饰面法则”是否真正符合工业化发展背景下的经济实用的建造要求，可以肯定的是，路斯对将固有的“风格饰面”转向更广泛的基于材料和建造工艺的“广义饰面”有着重要的贡献，随着材料技术的进步，路斯的“饰面法则”引起了一轮新的饰面效应——材料以更独立的形式成为不同类型的“饰面”。

当玻璃从昂贵的艺术品变为通用产品之后，以多变的“透明性”迅速成为一种新兴的“图像饰面”。透明、半透明或者不透明为建筑师选择不同的玻璃来匹配特定的建筑提供了多样的选择（图2－39）。20世纪80年代之后，玻璃的透明性又得到了新的发展。材料科学家通过不断的实验，实现了用全息摄影或者二向色膜的方法进行酸刻、喷砂、网板印花和镀膜等方式来生产不同效果的玻璃。不同效果的玻璃对光的反射颜色和照明色调产生了迥异的影响，为建筑师改变建筑表面视觉感官提供了更多的可能。艺术家建筑师詹姆斯·卡本特（James Carpenter）通过镀膜玻璃创造了许多令人印象深刻的光影韵律。1994年卡本特设计的纽约二色光域（dichroic light field）除了采用镀膜玻璃作为建筑表皮，更是巧妙地将固定玻璃的构件设计成另一种颜色的镀膜玻璃，在阳光的照射下，浅色的光斑在深色的玻璃上形成丰富多变的光影效果（图2－39）。同样是由卡本特设计的印第安纳波利斯小礼拜堂，窗户采用了氧化金属的二色性镀膜，氧化金属利用干涉现象或传递、反射（由入射角度决定），把光分成光谱色彩。不停变幻的色彩使内部朴质的白色产生了生动的画面，动态的光影形成了三维动态效果（图2－39）。

图2－39　玻璃的透明性作为一种新的面饰特征在现代建筑中的应用

资料来源：［德］史蒂西，施塔伊贝.玻璃构造手册［M］.白宝鲲，厉敏，译.大连：大连理工大学出版社，2004：42

迎合信息快速更迭的需求，在电子广告屏开始成为建筑表皮的新元素之后，建筑师开始尝试将薄膜液晶或全息照片整合入玻璃板层之中，使建筑成为媒体信息传播的工具，这种将图像本身作为一种表面材料的做法也让建筑更具时尚的特质。让·努维尔（Jean Nouvel）在这方面做了大量的尝试，早在1990年的DuMont Schauberg出版社获奖竞赛中，他就提出了一种透过深度、背光、反射和强光效果展现透明平面的方案，在玻璃上采用印刷字母和符号，将建筑物本身变成媒体功能的象征（图2－40）。努维尔在随后设计的建筑中，如德国科隆的媒体公园（Mediapark，1990），柏林的欧洲里尔（Euralille）购物中心（1995），瑞士弗里堡卡地亚（Cartier）仓库（1996）等，摒弃了传统的柱、墙、窗户形成的传统立面模式，建筑的正面采用最新的信息技术塑造成巨大的“屏幕”，图像化的饰面赋予建筑与众不同的视觉体验（图2－40）。

图2－40　不同加工技术使得玻璃产生了新的美学效果

资料来源：［德］史蒂西，施塔伊贝.玻璃构造手册［M］.白宝鲲，厉敏，译.大连：大连理工大学出版社，2004：46

相比较玻璃的坚硬和透明性，金属的柔软、光亮、多变的纹理也是建筑师热衷的材质。在建筑领域，一方面，金属被用做研究大跨度和轻质高强的新型建筑结构体系；另一方面，多样的金属制品被研制出来丰富了建筑表面材料。金属可以被制成坚硬起伏的表面，可以被折叠成三维形状，可以制成泡沫铝板，可以形成金属网制成遮阳构件，结合最先进的LED技术将LED型材附着在金属丝网背面形成多媒体屏幕，还可以制成金属砖和带金属层的纺织面料等硬度反差巨大的产品用于表现不一样的质感（图2－41）。塞尔福里奇百货公司（Selfridges Store）和格乐利雅购物中心（Galleria Shopping Centre）的设计都利用了金属光亮和富于变化的材质特征，创造了一种奇特的、幻影般的饰面效果（图2－42）。

图2－41　丰富的金属面材产品

资料来源：［西］迪米切斯·考斯特.建筑师材料语言：金属［M］.孙殿明，译.北京：电子工业出版社，2012：66－71

图2－42　建筑表皮中光亮的金属面饰

资料来源：http：//www.flick.com

弗兰克·盖里（Frank Gehry）是一位对金属材料有着超乎寻常热爱的建筑师。不过，盖里并不喜欢抛光、磨亮的金属表面以及象征先进工业技术如钟表仪器般精密的构造节点，“故此，他拒绝如高级派建筑师一样表现金属加工工艺的精良，反而乐意使用一种看似随意性的粗糙来抵抗精美的庸俗。在他看来，柔顺如奴隶般的金属压抑了材料的表现力，而每一块褶皱和波动都各不相同，反射效果难以预知的金属板材中却蕴藏着躁动不安的强盛生命力，这种生命力造成的表面波折与弯曲是和建筑整体生命力的自由焕发吻合一致的。”［33］在盖里不同的建筑实践中，可以清晰地看到其应用不同肌理和形式的金属饰面来刻画建筑性格的方法（图2－43）。

图2－43　不同形式的金属材质在盖里建筑表面上产生了丰富艺术效果

资料来源：http：//www.flick.com

材料科学的发展不仅使得玻璃、金属、塑料等新兴材料丰富了“饰面”的美学内涵，还使得石材、混凝土等传统的重质材料获得了结构支撑功能以外新的“饰面”作用。石材是一种坚固的结构材料，但考虑到石材是一种有限的不可再生资源，以及更经济实用的钢筋混凝土已经代替石材成为常用的结构材料，石材逐渐被加工成很薄的板材，成为保护结构和具有一定美学品质的饰面产品。赖特认为现浇混凝土建筑很难产生令人信服的构造形式，因为它不宜表现构件之间的交接关系，并且早期的混凝土在长期暴露的情况下会因为湿气的作用而影响外观材质的均匀性，因此建筑师在混凝土外层通常会覆以其他材质的面层进行外观上的修饰。在解决混凝土潮湿而影响外观的问题上，路易斯·康提供了很好的构造解决方案。康通过将灰岩大理石或者其他种类的大理石和混凝土材料并置使用的方法，将人们的目光从潮湿的混凝土外观上引开，混凝土的冷灰色和灰岩大理石的暖黄色辉映成趣，融为一体，实现了建筑外观的完整性。另一方面，通过精致的模板设计，康重塑了现浇混凝土的美学品质。

虽然康不一定是第一个创造清水混凝土构造的建筑师，但却是最成功地在建筑中实施该项技术的建筑师之一：模板技术是清水混凝土构造的关键，康采用了一种可重复使用的螺纹系扣保证模板之间保持一定的距离方便混凝土的浇筑，每个螺纹系扣的末端设有一个木栓，在混凝土浇筑后留下一系列经过精细布置的洞眼，为了控制两块夹板之间缝隙渗漏的混凝土对最终外观的影响，康极为苛刻地要求使用误差很小的V形接缝处理，渗漏的混凝土最终会在墙的表面形成一种凸起的接缝。现在，清水混凝土的施工构造技术已经越来越多样化，细节处理也在不断地提升，裸露的混凝凝土自身也具有了“饰面”的效果（图2－44）。

图2－44　具备了美学意义的混凝土饰面

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结合混凝土的可塑性，裸露混凝土的饰面潜能还具有很大提升的余地。“蝴蝶”作为韩国第一个实验性的艺术剧院“零剧院”的取代品，以独特的造型轻盈地降落在弘益大学街这片“文化之花”上（图2－45）。建筑两个立面的动态线条形象地模仿了蝴蝶展翅的美妙曲线，这些由混凝土雕塑出来的曲线虽然具有结构的功能，但在建筑师有意地对玻璃前后的混凝土采用了不同的表层处理效果（内部的混凝土采用了白色的涂层抹面，外部混凝土采用了裸露材料的清水做法）之后，表层的混凝土就如同附着在玻璃上的立面水彩画。轻薄、振翅欲飞的“蝴蝶”造型通过混凝土这种重质材料得以表现，产生了强烈的视觉感受。“蝴蝶”的成功不仅得益于建筑师天马行空的艺术想象力，也离不开建造技术的进步。

图2－45　通过技术重塑材质的艺术表现力，赋予混凝土与众不同的饰面效果

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从艺术风格，到材料饰面，再到工艺技术，建筑构造的审美经历了从装饰艺术到建造艺术的转变。虽然技术的变革是巨大的，我们似乎总能在不经意间发现，现在和过去的建造形式依然有着不少的相似之处。例如，当我们重新审视山西应县佛宫寺木塔和上海金茂大厦时，两者虽然在材料的选择和体量上有着天壤之别，但层层递缩的形态都是出于结构的稳定性而形成的；又如雅玛萨奇（Yamasaki）巧妙地借用力学原理在纽约世贸大厦的底部将三根柱子合为一根，既扩大了入口，又形成了类似哥特式尖拱的美学效果。显然，建筑构造技术与形式的创新并未割裂传统与现代的联系，原则规定了方向，但内容却可以不断变化。这也正是建筑师在创作中总是希望能不断创新，但却又情不自禁地模仿传统的原因。虽然早期现代建筑打破了古典建筑静态构成、统一形式和整齐匀称的品位，但经过时间的沉淀，被大量应用的国际式风格依然体现了古典精神的精髓，这些新的范式并不是传统的中断，而是在新的时代背景下为推动主导文化秩序适应环境变化而进行的自我调整，它们扎根于过去和现代，并根据现在的情况映射未来的远景。技术的发展是永不停歇的，但不变的“自然”法则一直潜移默化地影响着建造的行为，不论建筑的外延在技术的作用下发生了何种变化，经济与可持续的自然原则始终都会让建造行为获得持久的连续性。