建筑外表皮视觉样板段的设计应用研究

谢敏奇

华南理工大学建筑设计研究院有限公司 广东 广州 510642

引言

在建筑外表皮的建造上，越来越多的项目采用了先行建造外表皮视觉样板段的方式，来检验设计成果，把控施工细节，实现建造品质，在样板段的设计及建造内容上，有着愈发细致的考量，外表皮视觉样板段，逐渐成为把控建筑外表皮设计——建造品质中的极为重要一环。

1 建筑外表皮视觉样板段的定义、组成与设计要点

1.1 定义——参建各方全流程的共同的沟通工具

当代建筑的外表皮呈现出复杂，综合的发展趋势，外表皮的组成，包括了玻璃幕墙、金属幕墙、石材幕墙等多种材料，不一而足，表皮围护空间、调节气候、再现功能、反映理念甚至传递信息[1]，实现越来越多样的功能。外表皮视觉样板段，是一种结合项目本身所使用的立面、幕墙系统而针对性设计的，表达真实建成效果的1∶1实体建造模型。

图1 MAD事务所所设计的“山水城市”造型外观及其视觉样板段

视觉样板段能够发挥多层次，多角色的作用。对于设计师，助力其工作从设计转向建造，展示材料特性，外观效果及建造细节，进行目标导向的设计调整；对于业主，可针对材料的选择，建成效果与设计师通过实体样板达成共识，减少后续的决策变化；对于施工方，建造视觉样板段，可提前熟悉系统的建造流程，把控工艺细节、对施工工艺、资源分配、预算控制及人员安排等都实现提前的预控及有效组织，是一个全流程，参建各方的共同的工具，在当下有着越来越重要的作用。例如MAD事务所所设计的“山水城市”项目，为两栋具有复杂双曲面玻璃幕墙的超高层建筑。通过对复杂形体部位的截取与组合，形成了视觉样板段，并将深化成果进行实际建造，后续进行了参建各方的评议验收，保证了外观效果的同时，一起发现系统设计问题并提前解决，保证了后期施工的实际效果，并通过了这个视觉样板，建立了实际有效的沟通机制。

1.2 组成与设计验证要点——贯穿项目设计—建设过程的建造样板

基于对不同项目的研究及总结，笔者发现在实际工程中，视觉样板段其基本包括以下几个部分：材料小样——材料大样——节点试装段——视觉样板段。

材料小样：在方案设计阶段实施，尺度约为100～600mm，主要验证要点为材料要素，其主要用于比选各表皮系统的材料种类，颜色、表面处理效果，肌理光泽等。帮助建筑师初步判断及选取最符合设计意向的一些材料及表面质感，把控方案方向及设计效果。

材料大样：在方案深化阶段实施，尺度约为1000～3000mm，主要验证要点为：①实体比例的材料要素，材料表面纹理、颜色、表面处理效果在等比例实物中的效果感受；②特殊工艺材料成型测试（如超大或异形玻璃面板）；③其他的材料表现要素，如有条件可考虑集成灯光等内容。

节点试验段：在施工图纸设计阶段实施，尺度约为1000～3000mm，在这个阶段，外表皮的意向选材已经确定，材料的组合以及组合的关系是验证图纸内容的重点，包括了材料组合方式的可行性、稳定性（如表皮结构形式，节点构造系统）以及材料组合后的实际设计效果（如造型角度，材料拼接、接缝，拼合效果等）。因此节点试验段的主要内容是针对节点大样进行1∶1或1∶2的方式进行实体建造，来实现上述目的。

视觉样板段：在施工前期进行建造实施，建造尺度为实际建筑尺度，设计端的主要验证要点为：①实际建成效果的提前检验，最终选定的各部分材料按图纸建造，能够对主体建筑的外表皮，有一个提前的、直观的感受，其包括了如关键幕墙节点的构造细节，多层次幕墙表皮结构的效果（室内外视野是否相互影响）；近距离远距离不同的细节呈现及视觉效果等；②检验外表皮的历时性变化，一方面是效果的变化，如日——夜光影变化、春——夏光泽变化，检验建筑在不同时间段的视觉感受，另外一方面为考验耐候性能，效果是否能够经受水和灰的考验[2]；③检验外表皮的与其他系统的集成及其对效果的影响，如泛光专业的灯具如何结合，对外观影响，机电百叶风口的特殊设计，室内装修效果的配合等。

图2 视觉样板段的分阶段流程

另一部分的验证要点与施工准备，施工展开的内容息息相关：①材料及施工工艺的掌握，通过视觉样板段的施工，对未来施工的材料进行提前的熟悉，有助于了解相关的材料特性，以及相关材料在施工中需要注意的特点，保证后续的主体施工中的工程品质；②施工顺序的调配，外表皮系统是一个复杂的建造系统，从基础的结构层至面层，往往涉及多种不同工艺，不同特性材料的施工组合，在实际的操作中，采用怎么样的施工方案，通过建造视觉样板段的经验，可实现提前制定，保证工序的有效推进；③通过参建各方对视觉样板段效果的验证及评议，建立起一个实现共识的建成质量标准，对品质进行提前预控。

2 视觉样板段的重要意义及趋势探究

2.1 设计的支撑依据

视觉样板段提供了设计师在主体施工前对建成实体把控的一个工具，通过对具体材料以及具体材料组合的充分认知，能够快速识别并针对设计不完善、不到位、效果不理想之处进行及时的调整及优化；另一方面，也是对既定的设计效果的一个提前验证，保证从性能上，效果上，都能够达到预定的设计效果及要求。

2.2 施工的前置参照

视觉样板段是连接设计图纸与施工的一道桥梁与沟通工具，作为在设计末期与施工前期起到串联作用的实体，其对于施工方，在施工准备阶段，起到了材料选板，各方共同确认工程品质的作用；另一方面，通过建造视觉样板段，提前进行了针对施工的深化设计，提前摸清楚了工序及相关流程；同时在这个过程中，解决了各个分项的施工工艺，量标准、资源调配、工程效果预展及方案选择等各环节，为工程项目顺利进行提供切实可行的参考依据[3]，是工程重要的前置参照部分。

2.3 趋势探究——提前化，全过程化，复合化

提前化——视觉样板段前置。以往的视觉样板段，都是在是主体施工单位进场后，由主体施工单位承担建设，往往此时设计图纸、工期、造价安排已经成为定局，后续的调整较为困难，现在的一个趋势是将视觉样板段提前制作，在主体施工单位进场之前，进行独立的第三方制作，具有如下优势。一方面，帮助业主及设计师，提前解决视觉效果问题，及时调整，保证建成效果满足参建各方评价，包括例如：①材料色彩、质感、表面工艺问题的评判；②单元划分大小、立体造型肌理细部设计等；③材料与构造系统的基本工法；另外一方面，帮助参建各方提前进行实施控制，保证建成品质及实施效果，包括例如：①提前形成施工招标提出较为明确、准确的相关招标的技术条件；②提前控制进行整体及分项的造价把控，特别是关键选材的价格预控措施；③协助业主树立施工单位进场后的实施品质底线。

全过程化——持续利用。视觉样板段通常的过程中都为一次性、单目的的使用，非工程部位的实体样板通常在完成了验收评议后，需要被拆除，以腾挪场地，一次性利用后拆除，不仅浪费大量的建筑施工材料，且产生建筑垃圾，污染环境。当下的工程实践中，视觉样板段的设计，应当考虑到后续利用的可能性，包括是工程中的一些施工方案试验，其他材料的应用等，甚至是一些非外墙工程的应用，如精装修室内的样板，机电样板，都可以实现在一个样板段工程中进行设计及复合利用，以实现样板段的最大价值，并且实现全过程的持续利用。

复合化——后续利用。形成后续利用的可能性及基础：①施工单位进场后，可进行后续利用挂样板；②完工后，可结合场地条件作为展品或科普基地，后续可以作为景观及建筑设施，或者是保留有纪念意义的建筑价值内容。以香港M+博物馆为例，M+博物馆前置样板段位于西九文化区苗圃公园中，项目建成后持续作为餐厅、咖啡厅对外开放，并承担一定的城市功能。

3 结束语

综上所述，视觉样板段所起到的检验设计成果，把控施工细节，实现建造品质的作用在当下的实践中，起着越来越明显地作用，其作为设计——施工的沟通工具，未来必然在精细化设计与高品质的施工中被不断地细化，充实相关的设计及内容，并发挥着越来越重要的作用。而其余的利用价值，在实践中也将发挥着越来越广的生命力。