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钢结构建筑自出现以来便有其独特的艺术表现力，虽然钢结构在我国出现的时间较晚，但随着我国建筑行业的不断发展，钢结构逐渐走向主流结构的中央舞台，在我国许多大型公共建筑特别是大跨度建筑中都有钢结构的身影。钢结构凭借各方面的优势以及独特的材料特性引领着当代建筑造型向时尚方向进军，已然成为如今建筑的重要表现手段之一。本文立足建筑学语境，通过钢结构在建筑中的具体应用浅析钢结构外表面材料表现力。 前 言 材料是影响建筑外在美学表现的首要因素。在整个建筑发展进步的漫长历程内，每一次建筑与形式的伟大变革总会伴随着建筑材料的变革与创新，这种变革又反过来又会推动建筑形式的革新与建筑空间丰富性的提升。由此可见，建筑的发展离不开材料的变革与创新，材料是建筑创作与建筑表达的重要因素之一。建筑师要想创作出完美的作品，首先必须深刻地了解建筑材料的特性，无论是物理属性还是化学属性。 现代主义建筑大师密斯·凡·德·罗就十分注重建筑材料本身特性的表达，他曾提出：“材料都有自己的性格，这一点千真万确，如果我们要利用它，我们就要了解它，钢材如此，其他如木材、砖材，也是这样。材料自己不会产生建筑作品，关键看建筑师如何利用它，只有建筑师充分了解了他所要使用的材料，并正确地运用了它，一个好的建筑作品才会产生。新的材料有新的特性，它也不一定是最好的，只有建筑师对它有了深刻的了解之后，才有可能使它的美展现在建筑之中。” 因此，深入了解和发掘钢结构材料的属性，并以合适的方式将其表现在建筑设计的过程中，是钢结构建筑审美表达能够实现的基础。作为建筑师，只有具备了这种认知和理解，才能创造出精彩的钢结构建筑作品。
钢结构建筑的材质表现力 钢结构的受力状态明确表达着结构受力的基本逻辑关系，这一点与混凝土结构“含蓄”的应力表现存在区别。同时，钢结构具有材料带来的时代特性，其质感和施工工艺理性科学，可以根据结构受力精心组织和排布构件从而满足建筑的形态追求。不同的加工方式会使钢结构呈现不同的材料质感，从而达到多样化的视觉效果，体现材料本身的美学韵味。 与钢筋混凝土构件不同，钢构件凭借其高强的力学性能而实现细长、纤薄的效果，这与墙体中的砌体结构的又宽又厚形成了鲜明对比。结构钢的材质表现根据质感不同，主要有特殊用途结构钢、饰面板不锈钢等。
▲ 特殊用途结构钢及其在建筑中的应用 耐候钢是特殊用途结构钢中最典型的一种，它是耐大气腐蚀钢，是介于普通钢材和不锈钢之间的低合金钢材系列，耐候性是普通钢的2~8倍，涂层性能是普通钢的1.5~10倍。耐候钢由普通钢材添加少量耐腐蚀元素如铜、镍等制作而成，具有优质钢的强韧、塑延性好、易成型、易焊割、不易磨蚀、耐高温、抗疲劳等特性。耐候钢最早起源于北美的考顿钢，我国各大钢厂均有生产，防锈性好，主要用于铁路、车辆、桥塔等长期暴露在大气中的结构。建筑结构中也使用耐候强度，但很少用于住宅建设。耐候钢因其表面未处理，保留了粗糙的质感，让人感觉建筑物经过了风吹雨打后，留下了时间的烙印，显得质朴无华。以芝加哥市政中心为例，其巨大的钢柱选择了科顿钢（也是耐候钢的一种），与普通钢材相比，其耐腐蚀性能超强，而其表面所形成的稳定、均匀的自然锈红色丰富了建筑师在建筑创作所采用的立面材料的色泽。以下举两个实例，让大家对耐候钢在建筑中的应用有个更直观的认识。 （1）同济大学中法中心（图1） 
图1 同济大学中法中心 同济大学中法中心，外墙和大坡度屋顶选择了耐候钢。同济大学的中法中心是在钢结构建筑中以暴露的耐候钢结构体以及耐候钢板表现钢的材料美学比较杰出的代表。在设计之初建筑师就希望用两种质感和色彩不同的材料作为建筑的外墙材料，一种红色，一种灰白色；材料要具有自然色泽与质感，不做不透明涂装的工业化材料。依据这一思路，建筑师就选择了耐候钢板（红色）和水泥纤维板（灰白色）。就色彩来说，远远望去，外墙部分色调较暗，充满红土式大地的坚实感与稳重感。这种融于大地的自然感是很可贵的。 （2）Ferrum 1商业办公中心（图2） 
图2 Ferrum 1商业办公中心 Ferrum 1商业办公中心，是俄罗斯第一栋由耐候钢制成的7层建筑。耐候钢因为极其耐腐蚀，是一种可以使用较长时间的建筑材料，整个办公楼都被纵横交错的锈红色钢板包裹住，呈现一种天鹅绒般的质地，使大楼表现力十足，十分引人注目。 项目名称中的Ferrum一词意为金属，是对立面建造材料的一种阐述，也是对前工业遗迹历史阶段的呼应。雕塑般的立面以几何网格进行建造，呈现出一种连贯、动态且有机流动的松散织物感，暗含经纬关系。纵横编织的条带贯穿整栋大楼，模块化的扁平与突出交替出现，既有三维立体的视觉冲击，又使立面具有编织的错觉。 从侧面望去，条带交叉处的水平线条有时会潜入垂线下方，亦或是垂线落入水平线条下侧。在大楼立面转角的处理上，精致的结构性玻璃与耐候钢板的锐角折叠相互交替，有如钢材游走在玻璃体周围一般。大楼的顶部是一圈金色的铝板条带，在视觉上以其独特的光泽感消除了立面覆层强烈的标志性颜色。“外锈内金”是Ferrum 1商业办公中心的核心设计原则。
▲ 饰面板不锈钢及其在建筑中的应用 世界知名建筑应用材料专家凯瑟琳·胡斯卡指出“不锈钢使很多著名建筑历经数十年风霜，依然保持完好的外观和内在质量”，虽然不锈钢属于建筑材料界的新秀，但其在建筑材料创新领域影响却并不亚于其他更早出现的建筑材料。不锈钢可以延长建筑的寿命，如果合理选择其材料，并精细加工，注意维护，甚至可以使建筑留存百年。并且在如今不少建筑材料都在按照一定的比例溢价，而不锈钢却独树一帜，涨幅远低于一些其他材料。与此同时，保养维护建筑物以保持良好使用状态的价格更是涨速惊人。正因如此，其可持续性和高效益性吸引了不少建筑师及使用者。下面例举一些常用的饰面板不锈钢及其应用实例。 （1）不锈钢材料的应用概况 不锈钢表面美观，耐腐蚀性能好，在未经表面处理时就有非常优秀的表面性能。不锈钢美观的表面可以提升设计与建筑的美感。不锈钢根据表面处理方式不同，在经过研磨、抛光和磨砂等工艺的处理后可以分为亮面不锈钢和雾面不锈钢两类。 亮面钢材比如镜面钢材不锈钢等，表面的明暗反差很大，极易产生强烈的高光和阴影，具有较强的反射性。亮面因其具有良好的反光性能而与周边环境形成有效且有趣的互动，加深亮与暗的对比，加以光滑的曲面组合，以增强建筑形态轮廓感，突出建筑的形体。 雾面钢材具有较好的光吸收能力和细腻均匀的表面肌理，呈现出柔美，典雅的质感。钢材的质感表现带给人丰富的感官体验，体现最本质的表现力。同时对钢材料外在表现进行凹凸、穿孔、织网等加工，获得多重材料表现。此外，钢结构材料质感也表现出冰冷、坚硬等特性，对建筑表现力产生影响。 （2）亮面不锈钢应用实例 
图3 新西兰Govett-brewster美术馆 新西兰Govett-Brewster美术馆（图3），20块整体14m高的预制混凝土Z形板，外覆抛光度达8K的镜面不锈钢板。在常规锯齿形式上的少许变化，让反射成像更加复杂多变。不同的天气、不同的角度能够产生不同的镜像效果，这种不确定性也正是建筑的魅力之处。用于建筑表皮的不锈钢薄板多为奥氏体304和纯铁体系不锈钢。纯铁体系含有20%~30%的铬和少量钼，因不含镍而价格更低，且热膨胀系数相对较低，适用于大跨度屋面的材料。 （3）雾面不锈钢应用实例 
图4 法国 P?le Simone Veil 多功能运动中心 法国 P?le Simone Veil 多功能运动中心（图4），这个当代建筑的整体形象是一个锚固在地面上的图标，然而它正在被重新组合，以适应新的功能。首先，它的体量仿佛被抬升，以使公共空间能丝滑过渡到这个建筑的中心。其次，它的材料性与亚光陶土砖的“遗产”特性相呼应，表皮由拉丝不锈钢板制成，充满了活力。最终，这个当代建筑回应了模型的通透体量，拥有一个“透明的体量性”，能让人一眼望穿其所容纳的活动。 
图5 斯图加特新保时捷博物馆 该项目主体周身被白色铝制板材所覆盖，主体的下表面则选用了高度抛光的不锈钢材质，这种强反射性的材质能够清晰地反照下部空间中的场景和活动，从视觉上扩充了广场、基座与主体之间的空间领域，并营造出了一处极具戏剧性的入口空间效果。而位于至高处的垂直玻璃幕墙，与主体简练的铝制表皮形成了强烈的对照，在通体白色的烘托下，化身为一种多变的诱惑，并在不同的天气和时段下，呈现出截然不同的情绪。 雾面钢材表面肌理细密均勾，具有良好的光吸收能力，呈亚光，给人柔和、素雅之感。在斯图加特的保时捷博物馆（图5）设计中，展厅下部抛光不锈钢板的强烈反光大大地削弱了上部巨大体量悬挑带来的重量感和压迫感，菱形的肌理如同“粼粼波光”映射出建筑构件、周围景观和人群的倒影，整个建筑闪烁着奇异的光影律动，充满了未来感。
结 语 在建筑设计过程中，容易走进一个误区，也就是过分强调空间和形态对于建筑的重要性，而忽略了材料本身质感的直接体现，忽略了建筑材料的表现力，但其实广泛选材也是极其重要的。有时候为了追求所谓空间的纯粹，就去减少材料的种类或者削弱其表现力，结果最后却导致空间的乏味单一。我们应充分了解材料的各类属性，肯定材料的自身特色以及固有属性，将空间氛围与材料元素的运用方式充分考虑，才能最大限度地发挥材料的表现力。 钢铁在建筑中的应用促进了建筑结构与技术的发展，成为建筑师手中突破传统思维的有力工具。我国的钢结构建筑在近三十年飞速发展，出现了一大批优秀的作品，但是当下仍有一些制约因素在影响钢结构的发展。比如过分强调钢结构的力学结构作用，而不注重其材料表达，使其美学价值无法发挥到极致。我们不仅要追求其合理性、安全性、经济性、实用性，还要深入挖掘钢结构材料的美学表达优势。作为设计者，深刻地认识和体会钢结构的材料特性与美学表达方式，才能推动钢结构建筑健康长远的发展。
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