地域文化视角下钢构建筑中钢材的材料表现研究

黄圣翔

周铁军

钢铁材料是现代化的材料，其特殊的形式表达、特异的物质材料特性，为地域文化建筑的创作实践提供了多样的选择。在当前地域性实践中，建筑师对地域文化的追求更多地以一种对传统建筑式样的“符号化”呈现，将在特定自然环境与地域文化中孕育而生的建筑形式，转变为建筑意象，表现出一种高度抽象化、符号化、表皮化的设计策略[1]，缺少对于钢构建筑中钢材材料逻辑的关注。文章以地域文化为切入点，研究钢构建筑中钢材的材料美学，从材料的本体性和表现性出发，研究钢构建筑中钢材、钢结构与表现形式之间的关系，将三者相互联系，构建一种分析体系，探讨钢材在地域性创作中所具有的多样化建造表现力，并为钢构建筑的地域文化探索提供一种从钢材呈现出发的新角度。

文章基于“建构”理论、地域主义、材料呈现的当代建筑语境下，探讨钢铁材料作为建筑用材的多样化地域性表现。通过对钢构建筑的物质特性及表现形式的剖析，构建钢材与地域建筑之间的关联；通过对钢构建筑美学要素的分析，从钢铁材料的质感、肌理组合、色彩搭配建构钢构建筑材料和地域性美学表达的联系；结合具体案例梳理钢构建筑材料在地域建筑中的运用，以材料呈现的视角，探索并总结钢材在地域文化实践中的表现策略。

1 关于地域文化与钢结构建筑材料的思考

材料是建筑的载体，在建筑上任何的价值呈现都必须要实施建造，而建造就涉及到材料的选择[2]。钢材重量轻，承载能力强，属轻质高强材料，可塑性强，能够提供多样的连接方式，在建筑用材中，其结构的安全性和连接的高效性是非金属材料不可比拟的。因而，钢铁材料呈现出区别于砖、木等传统建筑材料的特点，结构用材表现性与多样化维护用材的重组成为建筑中钢材表现力的源泉[3]。此外，以钢铁为代表的金属材料，具有旗帜鲜明的时代特征和工业文明与地域印迹的肌理表现，极具材料张力，钢材精密的表面处理，拥有传统石材、木材等地域材料所不具备的细腻、精致的肌理，更能体现文化发展的创造力。

对钢构建筑钢材的材料表现的探索，应不仅强调在材料运用中本体性、物质性的实体存在，更是应当在地域文化的呈现过程中通过人的意识对物质存在的叙述而显现的知觉感知。胡塞尔曾说过：“在主体认知客体的同时，更强调出了主客体之间所存在的基础关系”[4]。弗兰姆普敦在《建构文化研究》中的“建构”无疑是与实体建造紧密相联的，他提出建筑应当是“诗意的建造”[5]。弗兰姆普敦所提出的建构的概念，强调结构理性主义，材料不仅成为建造的具体手段，更成为了地域文化的承载主体。钢材是人类社会发展的结晶，钢构建筑材料与建筑的地域性实践存在着内在的联系，而“建造”与地域材料、结构设计、细部构造以及形式的呈现息息相关。

2 在地域文化建构中钢构建筑钢材的材料运用与表现形式

在许多地域文化建构的实践中，建筑师将更多的精力强调空间场所塑造的重要性，忽视材料的表现力，甚至将建筑空间及形态当作主体对建筑的唯一感知，导致建筑师在地域文化建构中忽视对材料自身肌理、色彩、尺度等物质属性的真实表达。相反，如果从材料的建构视角出发，既忠实材料的物质特性，又呈现材料美学特征，表现出材料并非是空间的附属要素，在地域文化建构中展现出丰富的材料美学。

2.1 钢构建筑结构用材的地域性表达

建筑结构用材的呈现是材料表现的重要组成部分，但在设计实践中结构用材的呈现却不受重视。材料的美，不仅局限于材料的直接的视觉效果，而是转向如何在冰冷的钢铁结构中创造文化的、人性的空间。由此，在当代的钢构建筑中，结构作为建筑表现主体的形式美学成为造型设计的重要视角，建筑师在结构设计中的话语权加大，使建筑结构既能够满足承载性能和功能要求的同时，也符合地域人文需求，这也符合当下钢构建筑地域性表达的目标。

厦门高崎国际机场T4航站楼，建筑主体采用混合结构模式，下部为高强钢筋混凝土结构，屋架结构采用钢桁架支撑体系，主楼屋面形式为直纹双曲面，采用双向圆管平面桁架结构体系[6]，由钢柱支承，该结构形式汲取了闽南地区传统民居建筑的双坡屋面。外立面上直纹双曲面屋面的设计、顺应天窗样式形成高低两道燕尾脊，都表达出了设计者将中国地方传统特色和新结构相结合的创作理念（图1）。

图3 法国盐业博物馆耐候钢的运用

2.2 钢构建筑表皮用材的地域性表达

当今，钢材作为结构用材的表现形式已趋于成熟，而钢材作为表皮的美学属性成为钢材在建筑、景观运用中的时代潮流。在扎哈·哈迪德、UN STUDIO、RCR事务所等当代建筑师的地域性创作中，建筑表皮的建构被当做重要的设计手段，其中更不乏孔、网面板等传统的工业材料，他们的工程实践对钢材的材料属性进行了前瞻性探索，还尝试了新的构造技术和表现形态。通常，建筑表皮用作功能空间的围护，独立于主体结构体系，通过连接件与主体结构链接。表皮摆脱了结构框架的束缚，能够以更高可塑性、可变性的方式控制、组合空间[7]。钢材在建筑表皮中的应用，主要用于表皮的结构构件、连接构件和围护构件，通过材料的虚实、色彩对比，形成强烈的视觉冲击。同时，钢构件也可以通过与自然材料组合的表皮界面，将时代特征与地域文化的内涵结合。

RCR工作室在Crematorio De Hofheide的设计中，建筑师将钢材的材料特性进行了提取和重构，考顿钢构成的表皮全部由悬挑于主体结构之外的水平钢构件承载，混凝土浇筑的主体结构被重复的异形考顿钢板包裹，钢材空白间隙的重复成为这栋建筑作品的主题，表皮的缝隙引进室外环境，走廊作为过渡空间，使得建筑宁静肃穆[8]（图2）。这种受到工艺美术启迪的表皮符号，其本质却是RCR事务所一贯追求的，建筑与自然环境的协调统一。

3 在地域性表达中钢构建筑材料美学表现力探讨

钢材具有强度高、可塑性强的材料性能，钢构件都以轻盈而纤薄的特点区别与其他材料结构构件，因而钢的材料美学集中表现在特殊钢材及不锈钢作为装饰构件或围护构件时。同时，钢材有着多样化的质感肌理表现，经加工处理策略的差别能够达到不同的美学表现，创造丰富的知觉体验。与普通钢材相比，特殊用途钢——如耐候钢板拥有更好的耐腐烛性，金属表层能够形成的特异、均质的铁锈色斑驳，丰富了钢材作为围护结构的材料色泽；而合金钢材具有精致、光滑的肌理，在自然环境中耐腐蚀性能较好，经过亚光、镀色、涂漆等处理，相比耐候钢拥有更加纯净的视觉表现力，能够体现合金钢特有的表面属性[9]。

3.1 质感的真实性——“光滑”与“粗糙”

合金钢材具有较好的漫射光反射和吸收能力，通过研磨、抛光或磨砂等处理后钢材表面呈现光滑镜面或者模糊的雾面，如镜面钢材不锈钢等，钢板之间做横竖向划分，能够与周边自然环境与人文环境发生趣味性的冲突，如与光滑的不规则形体结合使用容易突显出新建建筑的体量，难以规避过于突出、缺少地域文化属性的评价。

图4 阿联酋阿布扎比卢浮宫博物馆的表皮建构

图5 RCR在苏拉吉博物馆中对钢板的处理及细部构造

图6 日本美秀美术馆钢结构构造及桥梁大样图

以耐候钢为主的未经现代工艺加工的钢材，其表层粗糙的质感则让人感觉沉重、沧桑，钢材自然氧化的铁锈就如同时间在建筑表面雕刻的斑斓条纹，常用于历史记忆、工业遗址、与环境融合的乡土建筑。法国制盐厂前身为法国的盐业基地，是二战期间城市工业化运动的里程碑。盐业博物馆和在毁于二战的工业遗址上营建的Speetaeles Jeux餐厅都采用当地经过氧化锈蚀的耐候钢板为建筑围护用材[10]，加强了新旧建筑之间的联系，耐候钢硬朗、粗犷的质感作为原有工业建筑厂区历史记忆的延续，延续了制盐厂区的生活氛围（图3）。

3.2 肌理的可变化性

钢材具有较好的再加工性能，能够创造出各式各样的图底肌理，材料表面形态各异的光阴虚实变化，运用钢材肌理的可塑性，使钢材呈现出材料美学的可变化性。

图7 大报恩寺塔楼结构设计及立面材质处理

图8 多明莱斯葡萄酒厂表皮处理及剖面图、立面图

由法国建筑师让·努维尔设计的阿联酋阿布扎比卢浮宫博物馆，悠久的伊斯兰文化传统与海边的自然环境，成为项目设计独树一帜的建设背景。在建筑形体构成上，这个沙漠中的卢浮宫，由漂浮海面之上分散而形态各异的几何模块相互关联组成，屋架结构为超尺度的钢构圆形穹顶，由此组合而成的分散的形体，以浮桥与陆地相连[11]。建筑师采用伊斯兰建筑中常用的多边形几何图案为屋架结构母题，层层重叠拼合创造具有时代风格的钢构表皮；此外，这种符号化的镂空肌理，营造了与宗教文化建筑一致的肃穆静谧氛围，是对传统伊斯兰宗教寺庙场所空间的再现，以现代手法创造出了温和怡人的内部空间、宁静而多变的场所氛围，回应了地域的炎热气候与伊斯兰文化环境，体现出现代与传统碰撞下所产生的独特魅力（图4）。

3.3 色彩的不确定性

钢材原色的表现能够表现材质的固有属性和时间段印记，运用镀层、涂层改变耐候钢颜色的方式，在起到避免钢材侵蚀氧化的同时，还能满足地域文化建筑对立面光影、色彩的多元化需求，以适应不同的自然人文环境，构建当地特有的历史人文气氛。

“材料是建筑视觉语言的载体，他能够深层次地体现人类的情感”[12]。耐候钢有丰富的不同的视觉属性，RCR工作室以耐候钢的色彩和质感为语言，使钢材与建筑对话。RCR工作室在苏拉吉博物馆工程中，建筑立面大面积由考顿钢覆面，以考顿钢板的竖向划分、色彩与肌理的交替变化的方法来进行空间构成，透明的玻璃点缀其中，凸显建筑体量，模糊消隐体量的交接。通过对钢板进行精致的处理，通过喷涂、刷漆等方法，使得每一块钢板呈现出不同的色彩；随着气候的变化、时间的流逝，钢材的表面又会发生不同程度的锈蚀、变化，给与人们极为强烈的视觉冲击[13]（图6）。同时，这里对钢材的使用己经超出了本身作为结构构件的性质，在色彩与质感的变化中表现考顿钢的艺术效果，铁锈色斑驳的建筑肌理与草地、泥土、枯枝等自然要素相辅相成，与坡地景观完美的结合（图5）。

4 钢构建筑在地域性建构中钢材的材料表现策略

基于钢材在钢构建筑地域性表达中，表现形式具备多样性、历史延续性、场地适应性的特点，从钢材的建构实践出发，提出在地域文化建构中钢材的材料设计策略：钢构建筑材料作为表现主体的设计策略、钢构建筑材料服务表现主体的设计策略以及钢构建筑材料作为普世与本土媒介的设计策略。

4.1 钢材作为表现主体的设计策略

将钢材料作为建筑表现主体的设计策略，更多的是对材料自身的一种展示，更倾向于材料物质属性的表达。在此策略中，建筑师主要是在钢材地域性的表达内容和表达形式上进行创新。尽管地域性表达的内容相对来说在一定的历史时期内具有稳定性，钢材作为现代材料往往能够体现传统与现代的更替，为设计师提供当代地域性表达内容与创作灵感，钢材作为结构用材的表现主题能够产生区别于传统结构的建筑形式与场所氛围，运用现代的技术材料对地域文化进行再演绎。

贝聿铭设计的日本美秀美术馆体现出用现代材料对东方地域文化的再诠释。贝聿铭钟情于自然光的运用，为了实现屋架结构的精细化建构，使用了高强度的新型材料碳素钢获得适宜的空间尺度。建筑师利用仿木色铝合金格栅除了在结构美学上的考虑，更是通过其丰富的光影变化，在传统的日本竹帘式的空间中，与“影子文化”交相辉映[14]。典型的现代材料，却没有离开本土文化，将东方文化与现代技术高度结合，并将建筑巧妙地融入到自然中去（图6）。

4.2 钢材附属于建筑主体的设计策略

钢材附属于建筑主体的设计策略正是基于钢材在地域性建构中具有历史延续性的特点。这种策略就是从传统材料的符号语言中去寻找创作源泉，通过钢材、玻璃等现代建筑材料与历史空间形态在知觉感知上的延续性来完成材料呈现上的延伸，通过现代材料与传统空间场所的重组，构建人对历史文化的追忆，着重对钢材的知觉体验层面的表达[15]。在这一策略中，基于传统物质形态的延续和基于传统精神文化的传承是钢材表现的主题。

在金陵大报恩寺遗址博物馆设计中，建筑师以现代的结构设计体系再现传统木构，继而从空间、形式、材料三方面寻求地域性的解法。建筑师与结构工程师设计了由16根钢管构建的“桅杆柱”用于塔身主体的塔桅结构；建筑主体外廓角部由内而外挑出金属翼板与钢梁，外侧由白玻璃围护，翼板内层玻璃上装饰有古塔元素的图形，使古塔风貌能够全方位地呈现[16]。建筑基底部分运用传统烧制的琉璃碎片与GRC板复合幕墙挂板，展现了现代工艺与传统手法的历史性延续与差别（图7）。

4.3 钢构建筑材料作为普世与本土媒介的设计策略

利用钢材平衡本土特征与现代建筑风格的设计策略是基于具有时代性的钢材在地域性表现中的场地适应性特点。钢材在地域文化的建构中，既可以作为建构表现主体进行凸显，又可以作为材料表现客体进行消隐，通过适宜性的材料表现策略，平衡历史意义与现代效益、普适性与地域性这两者的关系，中和现代建筑材料与传统材料的相互矛盾，是地域文化表达中最为困难的环节。

赫尔佐格和德梅隆所设计的多明莱斯葡萄酒厂以钢桁架作为建筑的主体结构，建筑外立面运用“编制的表皮”，采用当地出产的玄武岩，又针对其尺寸特点加入了钢材编织的“笼子”共同完成立面的构筑，完成对于取材于土地的传统表达，又融入了现代的建构方法[17]（图8）。在RCR事务所的旧铸造厂改造中，保留的本土老旧砖墙与砖垛，墙面外露的原有旧钢架断面、旧钢柱，体现原有的本土的精神面貌；新建部分以钢作为内部结构构件以及装饰材料，大面积玻璃幕墙，将室内外空间统一起来，室内钢材喷漆、覆盖、氧化处理，与原有工业用材形成强烈的对比，历史记忆通过新旧材料的对比找到普世与本土之间最佳平衡点。

结语

钢铁材料是建筑材料发展的时代产物，是现代工艺技术条件下地域文化建筑实际建造的物质基础，钢材的地域性呈现也是当代建筑建构表达的重要课题。从材料属性和时代发展的视角探讨钢材与形式的关系，通过对“结构用材”与“表皮用材”的类型分析，探讨钢材在不同建筑构件的表达形式；从材料美学表现力的层次，通过质感的真实性、肌理的可变化性、色彩的不确定性将钢铁材料的物质属性进行美学转译；在地域文化层面，提出钢材作为表现主体的设计策略、钢材服务表现主体的设计策略以及钢料作为普世与本土媒介的设计策略。钢材的材料表现应当寻求前沿的、时代的创新方式，同时又在普世化、全球化的现代建筑中，关注地域文化的意义与内涵，赋予地域建筑以新的钢材工艺，以时代化、多元化、抽象化的钢构建筑材料表现构建特定的场所空间。

资料来源：

图1：方超，裴茂祥，郑春林，王宏斌，苟兴文.厦门高崎国际机场T4航站楼结构设计[J]. 浙江建筑，2013，30（09）:25-28；

图2：引自El Croquis 162 RCR ARQUITECTS 2012[M] ；

图3：http://www.ikuku.cn/project/；

图4、6：https://www.archdaily.cn/cn；

图5：引自El Croquis 192 RCR ARQUITECTS 2017[M]；

图7：引自：韩冬青，陈薇，马晓东，孟媛.在地脉和时态的关联中传承和创新——金陵大报恩寺遗址博物馆设计[J].建筑学报，2017（01）:11-15；

图8：引自https://bbs.zhulong.com。