浅析透光混凝土在建筑空间中的应用

李 嘉 李嘉鑫

（长沙理工大学设计艺术学院，湖南 长沙 410536）

0 引言

混凝土是应用于建筑行业最广泛的材料之一，透光混凝土既保留了传统混凝土易塑、耐火、耐久、抗压等品质，还兼具节能环保理念。相较于传统混凝土，透光混凝土的水泥基底由水泥细砂浆或水泥净浆制成，并插入一种导光材料——光导纤维，起到传输光线的作用，打破了传统混凝土沉闷、粗糙、单调的刻板印象，轻盈活泼的透光混凝土具有一定的艺术价值，在未来的建筑空间中将会得到广泛应用。

1 透光混凝土的概念

透光混凝土又称“导光混凝土”，许多文献将其命名为“light-transmitting concrete”,意为“传导光线的混凝土”。2001年，匈牙利建筑师阿隆·罗布尼奇将混凝土与玻璃光纤结合，首次提出透光混凝土的概念[1]。随后，他将玻璃光纤替换成塑料树脂，实现了更强的导光效果。2010年亮相上海世博会的意大利馆便首次应用了这种材料，透光率高达50%，白天自然光线穿透到室内，能减少灯光使用，而当夜晚室内灯光亮起，建筑外能隐约看到室内结构。目前，透光混凝土制备技术不够成熟，就透光混凝土与钢筋结合后，如何使钢筋和透光材料不发生位置上的冲突、怎样完善混凝土的黏结性、如何突破现场施工的局限性等问题还有待研究[2]。因此，该材料在建筑表皮的应用还需要继续努力研发。

2 透光混凝土在建筑空间中的美学意义

2.1 功能美

功能美可以理解为以实用性为目的发挥功能时体现的一种美。首先，透光混凝土的功能美体现在抗压性和耐久性上。透光混凝土的抗压性与光导纤维的掺入量相关，当光导纤维掺入量小于3%时，其力学性质不受其影响，承重与抗压能力丝毫不亚于传统混凝土，在室内空间中可用作受压构件或承重墙来使用。其次，透光混凝土的功能美体现在轻质性和结构性上。与传统混凝土相比，透光混凝土因为光导纤维的加入，相同体积下透光混凝土的密度比传统混凝土的密度小20%左右，故而透光混凝土可用作轻质混凝土[3]。

2.2 形式美

形式美可以理解为视觉形态的美，可以带来精神层面的愉悦。透光混凝土的形式美体现在透光性上。透光混凝土透光性能优异，大量光导纤维平行分布于混凝土两端，使自然光或人造光从混凝土一端传到另一端，从而达到透光的效果，透光混凝土的透光率与光导纤维的掺入量有关，一般情况下透光混凝土的透光率在10%～25%左右[4]。在室内空间中，可以通过选择不同颜色的光纤材料或改变人造光色彩达到自己想要的视觉效果。

2.3 材质美

材质美指材料本身所展示出来的美感。首先，透光混凝土的材质美体现在绿色性上：由于透光混凝土的优良透光性能，白天将自然光线传输至室内，减少室内灯光照明，起到绿色环保的作用；透光混凝土在室内空间中不用再装饰，免除油漆、面漆等化学制品对室内环境的影响。其次，透光混凝土的材质美体现在质感美上：透光混凝土本色为灰色，但其灰色并不是简单的一种颜色，而是通过调整水泥的品种和掺量，调出不同色度的灰色；在没有光源的情况下，透光混凝土呈现的是一眼望过去的纯净、质朴之美。

3 透光混凝土在建筑空间界面中的应用

建筑空间界面是指建筑中的地面、墙面、隔断、吊顶以及柱体，其在设计中占据着重要的地位，“界面”的释义为“物体与物体之间的碰触面、连接面”。建筑空间界面给人的感受源于空间界面自身的造型和界面所运用的材质两方面。在界面设计时要根据建筑空间性质和环境气氛的要求，结合现有材料、设备及施工工艺等对空间界面进行处理，即可赋予空间特性，还有助于加强它的完整统一性。

3.1 地面

地面是室内空间中最基本的界面，也是与我们接触最多的界面，耐脏、耐磨、耐腐蚀、防潮、防水、防滑等功能都缺一不可，透光混凝土有着与传统混凝土相同的抗压性与耐久性，用作地面有其区别于其他装饰材料的独特优势。目前，透光混凝土应用于室内空间中地面的案例较少，多应用于室外景观。比如北京市延庆区2019年举办的世界园艺博览会中的河南园的地面就采用了透光混凝土（见图1），在地面预埋LED灯，每当夜晚降临，LED 灯穿透混凝土形成独特的视觉体验，在功能上，可利用自身材料的独特性与光影的变化性，为人们指引方向。此外，透光混凝土也可以用于较暗的室内空间中，比如电影院的走道，博物馆的走道和楼梯等（见图2），起到指引方向的作用。

图1 透光混凝土地面

图2 透光棍凝土楼梯

3.2 墙面

墙面是垂直界面，是与我们视线接触得最多的界面。透光混凝土常应用于商业场所，作为logo 商标墙、品牌店装饰墙、展示墙等，起到品牌视觉传播的效果。早在2006 年位于日本东京的万宝龙专卖店（见图3），整面墙都采用该材料，墙面的四个角都分别用螺栓固定在一个钢框架结构上。目前透光混凝土墙在国内也逐渐应用，杭州延安路的工联大厦的电子显示屏、成都的斐乐品牌网红店的logo 墙、秦皇岛北戴河新区华夏孔雀城的正门Logo墙等都使用了该材料。

图3 万宝龙装饰墙

将透光混凝土用于墙面代替电子屏，与人造光相互辉映，既能起到良好的树立公司企业文化的作用，又极具装饰性。在国内，2017年12月28日开馆的广州城市规划馆的大厅正面有一个巨大的透光混凝土墙面（见图4），播放着广州千年城市变迁的视频，光从墙后透射形成正面的光之地图，只要打开里面的光源，就能看到广州市的地图全貌。此外，透光混凝土还可以用于公共场所的指示灯，比如消防通道、紧急出口、安全出口以及一些安全标志等。

图4 广州城市规划馆展示墙

3.3 隔断

隔断的主要作用是分隔空间，还包括遮挡视线，增强私密性等作用，透光混凝土应用于隔断可以创造独特氛围。图5 是在德国北部位于汉堡和不莱梅之间的小镇锡登森，业主用白色透光混凝土造了一面隔断用于分离走廊与浴室，白天浴室无需照明，夜晚走廊灯光亮起，朦胧光线穿过透光混凝土进入浴室，为浴室创造别样氛围。图6 为将透光混凝土作为电视背景墙的隔断，电视墙将卧室与客厅的空间一分为二，墙内放置光源，不管是在客厅还是在卧室都能看到混凝土中隐约透出的柔美光线。

图5 私人住宅隔断

图6 私人住宅电视背景墙隔断

除了私人住宅，透光混凝土还可以用于办公室，利用其透光性能增加员工办公的趣味性，降低整个办公室的沉闷感。图7是georgia银行总部办公室的顶面、地面和办公室隔断都是用透光混凝土砖块砌成，有光源和无光源呈现的是科技和质朴两种截然不同的风格。

图7 georgia银行总部

透光混凝土的透光性不仅仅可以用来提高艺术价值、增加趣味性，还可以真正实现功能与形式的统一。如图8 是一座牙科诊所的外墙由透光混凝土砌成，在室内的牙科医生通过这面透光的墙看到室外患者的身影，以此来判断室外有多少人等待以控制自己的进度。

图8 牙科诊所隔断

3.4 顶面

利用光导纤维良好的透光性能，控制导光材料疏密大小并排列成图案样式达到想要的视觉效果，是未来透光混凝土广泛应用的方向之一。近年来星空吊顶、星空走廊（图9）在网红场所频频亮相，透光混凝土吊顶与“星空”元素应用于空间顶部，给人随手摘星辰的视觉效果，吸引了一群群打卡的游客。

图9 星空走廊

透光混凝土应用于吊顶时内置光源，可减少灯具的使用。图10是私人住宅的洗手间，顶部采用透光混凝土吊顶，关灯时顶面呈现的是一面质朴的“白墙”，开灯时整面顶像一个巨大的发光体，穿过透光混凝土的光线柔美不伤眼睛，为室内空间创造低调而又奢华的氛围。

图10 室内吊顶

4 透光混凝土在室内装饰中的应用

一提到混凝土就会让人想到工业风、粗狂、原始、廉价等词汇，但透光混凝土改变了这种认知，它在外表质朴的基础上多了份温情，对于形成具有亲和力兼具有美学价值的室内装饰设计十分有利。从材料本身的属性来说，透光混凝土具有出色的抗压、抗弯力和抗冲击性能，可塑性强，在室内装饰设计方面潜力巨大。

4.1 室内软装设计

室内软装设计是指在完成室内地面、墙面、顶面等一次性空间建构的基础上，再使用可移动的装饰物品来进行二次空间装饰，相比起硬装，室内软装设计最大的特点就是可移动[5]。目前，室内软装的消费趋势扩大，消费者对居住环境的艺术表现力提出了更高的要求。其中，灯具和壁画的需求量稳居榜首。

导光性是透光混凝土的核心竞争力，该材料在灯具设计中拥有无限市场潜力。图11 是一款创意灯具，由预制好的透光混凝土砖块制作而成，灯光从朴质的水泥灯具里面穿透出来，远处看像一个火炉在生火，星星点点的装饰效果不管放置在房间还是庭院都别具一格。酒店、旅馆经常需要用到室内软装设计，透光混凝土灯具用于旅馆、主题酒店可以避免连锁酒店的同质化竞争。透光混凝土灯具可以结合酒店当地特色文化，其材质、形状和颜色给顾客留下美好回忆的同时带来经济效益。

图11 灯具

4.2 室内硬装设计

室内硬装是指为了满足房屋结构、功能、美观需要，添加在室内固定且无法移动的装饰物。抗压性是透光混凝土相较于其他装饰材料的突出属性，不仅抗压，还防水耐磨，应用于家具（见图12）时可使其兼具实用性与审美性。此外，内置灯源的透光混凝土产品也可以用于娱乐消费场所中，是酒吧、饭店、KTV 等场所的不二之选，比如酒吧吧台、饭店桌面、接待台等，可以起到调节氛围的作用。

图12 洗手池

5 透光混凝土的艺术表现

5.1 公共艺术

公共艺术是最能体现透光混凝土价值的当代艺术之一。首先，混凝土可塑性强，在成型前呈黏糊状，设计师可以按照自己的需求来定制模具达到自己预期效果。其次，用透光混凝土制成的城市雕塑白天塑造城市形象，晚上灯光亮起形成巨大的光源。位于加拿大的哈利法克斯纪念碑是为了纪念在战争中阵亡的和平官员而设立的（图13），该纪念碑是一座4000mm 高的拱形混凝土，两边的柱子是用白色透光混凝土制成，柱子内部放置了光源，在夜晚可以从内部释放光源。

图13 哈利法克斯纪念塔

5.2 珠宝设计

人们对珠宝的概念还停留在玛瑙、翡翠、钻石等昂贵材料的印象中，LiTracon 公司反其道而行之，该公司设计的透光混凝土珠宝造型简洁（见图14），乍一看像是极简主义的补充，当与光线交相辉映时才能窥其全貌，该珠宝的意义在于“您只能向您选择的人展示它的透明性”。透光混凝土的透明性恰恰是它的特殊性，象征外表质朴内涵丰富的人只在自己信任的人面前展示自己独特的一面。

图14 LiTracon Jewellery

6 结束语

综上所述，透光混凝土保留了传统混凝土的优良性能，且透光性能优异，可作为绿色材料应用于建筑表皮、室内空间、户外景观和产品设计中。根据透光混凝土的属性，可将美学价值分为功能美、形式美和材质美。透光混凝土应用于大型建筑表皮中有着技术和经济方面的局限性，但在未来一定会广泛应用于施工面积较小的室内空间，比如私人空间中的隔断、创意摆件、电视背景墙、家具，公共空间中的显示屏、商标墙、楼梯、吊顶等，与灯光共同点缀空间。建筑的进化史也是材料的进化史，立足于绿色材料属性，发掘其美学价值，使之更好地满足人类的需要是今后新型材料应用的必然方向。