传统与现代陶瓷应用在建筑外立面设计的技术创新

作者简介：祁发志（1989-），男，汉族，甘肃永靖人，工程师，本科，主要从事建筑工程设计工作。

摘 要：本文对传统与现代陶瓷应用在建筑外立面设计中的技术创新进行研究，传统陶瓷主要是在装饰和雕刻技术上进行创新，现代陶瓷主要是在材料、结构设计、功能性和可持续性方面进行创新。新材料如陶瓷薄板和复合材料具有更好的性能和应用潜力。这些创新使得陶瓷在建筑外立面设计中具备了更多样化、更功能化和更可持续的特点。

关键词：传统陶瓷；现代陶瓷；建筑外立面；设计；技术创新

1前言

随着建筑设计的不断演变和发展，外立面设计成为一项重要的考虑因素。传统陶瓷作为一种常见的材料，在建筑外立面设计中有着悠久的历史和广泛的应用。然而，随着科技的进步和创新的需求，传统陶瓷在外立面设计中也面临着一些挑战。为了满足现代建筑设计的需求，传统陶瓷不断进行技术创新，同时现代陶瓷也逐渐崭露头角。本文将探讨传统与现代陶瓷在建筑外立面设计中的技术创新，包括装饰技术、材料创新、结构设计、功能性和可持续性等方面。通过对这些创新的研究可以更好地理解陶瓷在建筑外立面设计中的应用和发展前景。

2传统陶瓷与现代陶瓷概述

2.1 传统陶瓷

传统陶瓷是指使用传统的手工制作技术和自然材料制作的陶瓷制品，这些陶瓷制品可以追溯到几千年前的古代文明。传统陶瓷通常使用黏土等天然材料，经过成型、干燥、烧制等工艺制作而成，传统陶瓷制品包括陶罐、陶瓶、陶碗、陶盘等，具有丰富的装饰图案和手工艺美感，传统陶瓷在各地文化中都有独特的表达形式和风格。

2.2 现代陶瓷

现代陶瓷是指使用先进的工艺技术和新型材料制作的陶瓷制品，现代陶瓷的制作过程更加工业化和精确，使用的材料也更加多样化。现代陶瓷通常使用陶瓷粉末、矿物质和化学添加剂等材料，通过成型、干燥、烧结等工艺制作而成。现代陶瓷制品包括陶瓷砖、陶瓷器皿、陶瓷雕塑等，具有优良的物理性能和化学稳定性，现代陶瓷广泛应用于建筑、电子、医疗和航空航天等领域，因其耐高温、耐腐蚀、绝缘等特性而备受青睐[1]。

3 传统与现代陶瓷建筑外立面的应用

3.1 传统陶瓷在建筑外立面的应用

传统陶瓷在建筑外立面的应用主要有以下几种，如表1所示。

3.2 现代陶瓷应用

现代陶瓷在建筑外立面的应用主要有以下几种，如表2所示。

4 传统与现代陶瓷应用在建筑外立面设计的技术创新

4.1 传统陶瓷应用在建筑外立面设计的技术创新

（1）数字印花技术：数字印花技术可以根据设计师的需求，将复杂的图案、色彩和纹理直接打印在陶瓷表面上，实现高度个性化和定制化的装饰效果，设计师可以通过数字工具实现对图案的自由编辑和调整，使每个项目都能够独一无二。相比传统的手工绘制和丝网印刷，数字印花技术的生产周期更短，数字印花可以直接将图案从电脑中传输到印花机中进行打印，无需制作传统的印刷版，大幅缩短了生产时间，提高了生产效率[2]。数字印花技术可以实现高精度的图案打印，能够呈现出更细腻、更清晰、更真实的装饰效果，无论是细微的纹理还是复杂的图案，数字印花都能够准确地再现，并且色彩鲜艳持久。数字印花技术可以减少人工和材料的浪费，降低生产成本。

（2）高温燃烧技术：高温燃烧技术是指将陶瓷材料在高温环境下进行燃烧处理，以改变其物理和化学性质，从而实现更高的强度、耐候性和装饰效果。传统陶瓷在建筑外立面设计中，经常需要考虑到陶瓷材料的抗风化、抗污染、耐候性等问题，而高温燃烧技术能够提供解决方案。通过高温燃烧处理，可以使陶瓷材料中的有机物质燃烧殆尽，从而增强其抗风化和耐候性。同时，高温燃烧还能够使陶瓷材料中的矿物质发生相变，形成新的晶体结构，从而提高其强度和硬度。除了物理和化学性质的改变，高温燃烧技术还可以实现陶瓷材料的装饰效果。在高温燃烧过程中，陶瓷材料表面会发生颜色和纹理的变化，形成丰富多样的装饰效果[3]。通过控制燃烧温度、气氛和材料成分等参数，可以实现不同颜色和纹理的陶瓷表面效果，从而满足建筑外立面设计的需求。

（3）陶瓷复合材料：传统陶瓷外立面可以应用陶瓷复合材料技术，以提高其力学性能和设计灵活性。通过将陶瓷与金属材料进行复合，可以在陶瓷的装饰效果的基础上增加金属的质感和光泽，从而使建筑外立面更加富有层次感和现代感。陶瓷与玻璃的复合可以实现更多样化的装饰效果，玻璃的透明性和光线传递能力与陶瓷的质感和色彩相结合，可以创造出独特的视觉效果[4]。陶瓷与复合材料的复合可以充分发挥各自的优势，复合材料的高强度和耐候性与陶瓷的装饰效果相结合，可以实现更高的建筑外立面设计要求。

（4）自洁技术：通过在陶瓷表面涂覆一层光催化剂，当紫外线照射到表面时，光催化剂能够产生化学反应，将附着在表面的有机污染物分解为无害的物质。通过在陶瓷表面形成一层超疏水的涂层，使表面具有极低的表面张力，水滴在表面上形成球状，将污垢带走，从而实现自洁效果。通过在陶瓷表面添加抗菌剂，抑制细菌的生长和繁殖，从而保持表面的清洁和卫生。

4.2 现代陶瓷应用在建筑外立面设计的技术创新

（1）纳米陶瓷涂层技术：纳米陶瓷涂层技术是指将纳米颗粒添加到陶瓷涂层中，以改善陶瓷的性能和功能。纳米颗粒的添加可以使陶瓷表面形成一层微观凹凸结构，增加表面的比表面积，使污染物难以附着在表面上，同时，纳米颗粒还可以吸附和分解大气污染物，实现抗污染的效果。纳米颗粒的添加可以改变陶瓷的光学性能，如透光性、反射性和折射性，通过调控纳米颗粒的大小和形状，可以实现不同的光学效果，从而增强建筑外立面的装饰效果。纳米颗粒的添加可以增加陶瓷的硬度和耐磨性，提高其抗风化和耐候性能，同时，纳米颗粒还可以形成一层保护膜，防止紫外线的侵蚀，延长陶瓷的使用寿命。

（2）薄瓷砖技术：薄瓷砖技术是指将陶瓷砖的厚度控制在较薄的范围内，通常在3-6mm。相比传统的陶瓷砖，薄瓷砖的重量更轻，减轻了建筑外立面的负荷，这对于大型建筑和高层建筑来说尤为重要，可以降低结构的压力和成本，并提高施工效率。薄瓷砖的厚度较薄，可以节省室外的空间，减少对建筑外墙的压迫感[5]。薄瓷砖的薄度和轻质化使得其安装更加方便和快捷，薄瓷砖可以使用薄胶水直接粘贴在墙面上，无需进行复杂的砌筑和固定工艺，这不仅减少了安装时间和成本，还提高了施工的效率和质量。薄瓷砖技术可以实现更多样化的色彩和纹理效果，可以通过数码印刷和仿真技术实现各种图案和纹理的呈现，满足建筑外立面设计的个性化需求。

（3）陶瓷幕墙技术：陶瓷幕墙技术是指将陶瓷材料应用于建筑外墙幕墙系统中，实现建筑外立面的装饰和保护功能。陶瓷材料具有优异的耐候性能，能够抵抗紫外线、酸碱气体和大气污染物的侵蚀，通过陶瓷幕墙技术，可以有效延长建筑外立面的使用寿命，减少维护和修复成本。根据热传导计算公式：Q =k× A× （T1-T2）/d （其中，Q是热传导的热流量，k是材料的热传导系数，A是热传导的截面积，T1和T2是两端的温度，d是热传导路径的长度），由于陶瓷材料具有较低的热传导系数和高的反射率，热传导的热流量较小，可以有效隔热和反射太阳热量，降低建筑的能耗，同时，陶瓷材料还具有较高的光透过率，可以增加室内自然采光，减少对人工照明的依赖。陶瓷材料具有丰富的色彩和纹理，可以实现各种装饰效果，通过陶瓷幕墙技术，可以创造出多样化的外立面造型和图案，增加建筑的审美价值和标识性。陶瓷幕墙具有较高的抗冲击和防火性能，能够有效阻止火灾和外部冲击对建筑的损害，陶瓷材料的不燃性和稳定性，使其成为一种理想的建筑外墙材料。

（4）智能陶瓷技术：智能陶瓷技术是指将传感器、控制器和陶瓷材料相结合，实现对建筑外立面的智能化控制和管理的技术创新。智能陶瓷材料可以根据外界温度变化自动调节建筑外立面的传热性能，实现温度控制，有效降低建筑的能耗和保持室内舒适度。智能陶瓷材料可以根据光照强度自动调节建筑外立面的透光性能，实现光透控制，有效控制室内采光和遮阳，提高室内环境的质量。智能陶瓷材料可以通过物理或化学方式实现自洁功能，使建筑外立面具有自清洁能力，减少对建筑外立面的维护和清洁成本，同时保持外立面的美观。智能陶瓷材料可以通过特殊的结构和材料设计，实现对声波的吸收和隔离，提高建筑外立面的声学性能，减少室内外噪音的传递，提供更舒适的室内环境。

5  陶瓷建筑外立面应用实例

5.1 工程概况

工程为皋兰县妇幼保健和计划生育服务中心综合业务楼建设项目，综合业务楼建筑面积9154.00平方米，地下一层、地上六层框架结构建筑。地下一层层高为5.10m，一层层高为4.20m，二层层高为3.90m，三层层高3.60m，局部手术和监护中心部分层高4.80m，四、五层层高3.60m，六层层高3.60m，局部健康教育用房层高4.60m，室内外高差0.30m，建筑高度23.80m。

建筑立面及造型的设计源于建筑物的功能和地方人文历史，立面采用现代设计手法，以细腻的风格和适度的比例组成一组韵律深远的外观立面，使之与城市融为一体，通过屋顶体块的变化，墙面色彩的递进和线条的韵律等造型手法来体现建筑之活力、建筑之魅力。本工程采用干挂大理石墙面，在整个城市中有一个鲜明的印象，坡屋面的丰富变化，简洁而不呆板，经济不失特色，形成清新、典雅、高贵的建筑品质。

5.2 采用干挂大理石作为建筑外立面效果

（1）美观：大理石作为一种高贵的建筑材料，具有独特的纹理和色彩，能够为建筑外立面带来高雅、豪华的视觉效果，干挂安装方式可以使大理石板呈现出清晰、整齐的外观，增加建筑的质感和立体感。

（2）耐久：大理石具有优异的耐候性和耐腐蚀性，能够在室外环境中长时间保持美观和稳定，采用干挂安装方式可以避免大理石与粘合剂接触，减少了因粘合剂老化或失效而导致的脱落和损坏。

（3）维护便捷：干挂大理石墙面的安装系统通常包括可调整的支撑结构和固定夹具，使得大理石板可以轻松拆卸和更换，这样，当有需要时，可以方便地进行维护、清洁和修复，保持建筑外立面的完好和美观。

（4）隔热和保温：大理石具有较好的隔热性能，可以在一定程度上减少建筑外立面的热传导，此外，干挂大理石墙面可在大理石板和建筑结构之间形成空气层，提高建筑的保温性能，降低能耗。

（5）可持续性：大理石是一种天然材料，其采集和加工过程相对较环保，采用干挂安装方式可以减少对环境的影响，并且大理石板可以回收再利用，符合可持续发展的理念。

6结语

传统与现代陶瓷应用在建筑外立面设计的技术创新研究为建筑行业带来了许多新的可能性和机遇。通过研究传统与现代陶瓷应用在建筑外立面设计的技术创新，可以更好地理解陶瓷材料的特性和潜力，探索其在建筑领域的更广泛应用。基于对材料、工艺和技术的深入研究，可以设计出更具创新性、可持续性和功能性的陶瓷外立面系统，提升建筑的质量和价值。然而，在进行技术创新研究时，也应该考虑到实际应用的可行性和经济性，在选择材料、工艺和技术时，需要综合考虑建筑的特点、环境的要求以及项目的预算等因素，确保创新研究能够真正得到应用和推广。

参考文献

[1] 王晗睿.节能环保材料在建筑外立面设计中的应用[J].上海包装，2023（04）：16-18.

[2] 张婧婧.现代陶瓷砖在建筑外立面的艺术化应用[J].装饰，2016（12）：78-79.

[3] 刘文婷.陶瓷产品元素在城市建筑中的设计应用[J].建筑科学，2021（01）：151.

[4] 黄哲威.现代高层居住建筑外立面设计研究[J].建筑与预算，2022（07）：28-30.

[5]刘静.绿色建筑外立面节能技术的实际应用[J].佛山陶瓷，2023，33（04）：50-53+56.