建筑表皮近年来一直是建筑学界讨论的热门话题。大卫·莱塞巴罗 (David Leatherbarrow) 和莫森·莫斯塔法维 (Mohsen Mostafavi) 将建筑表皮概念的来源追溯到19世纪建筑师戈特弗里德·森佩尔 (Gottfried Semper) 提出的建筑四要素理论。森佩尔认为空间的围护最早是由编织物形成的, 因此墙的本质是编织物, 而结构仅是为了固定覆盖面而存在的, 这与今天的普遍认知中“结构先于表皮”的概念恰恰相反。建筑师阿道夫·路斯 (Adolf Loos) 认为建筑师的首要任务是铺设“毛毯”, 第二项任务是设计“框架”。其中“毛毯”指人们感受到的房间表面, 一种能够表达建筑师对空间氛围预设的材料和形式;“框架”指用于固定这层表皮的结构。由此可见, 无论是对建造逻辑还是人的感知而言, 表皮都先于结构。

与一百年前的社会环境不同, 我们今天所处的消费社会前所未有地重视快速体验, 随处可见的是对图像的热爱和对结构的冷漠。被消解了内部结构的社会成为“奇景社会”, 被消解了内部结构的城市则成为“拼贴城市”, 经历了解构、后现代等主义与思潮对建筑自身结构与意义的多次消解之后, 建筑也愈发呈现出偏离结构与功能的“表皮”倾向。建筑不再是一个必须具有完整结构的整体, 而更像是外显的、独立构图的叠加, 即表皮的拼合。表皮取代空间, 成为人们对建筑记忆、体验、消费和记录的更快速的对象, 甚至成为衡量建筑品质的判断标准。自赫尔佐格&德威龙 (Herzog&De Meuron) 、库哈斯 (Rem Koolhaas) 等明星建筑师在设计实践中聚焦“表皮”概念开始, 此后几乎每一个“表皮建筑”的出现, 都会引发当代建筑师对表皮乃至建筑本质问题的思考。建筑师广泛地关注表皮, 认为高质量的表皮设计能够解决建筑内部要素的逻辑自洽问题, 甚至可以独立于建筑的内部结构而存在, 成为设计的核心。

“建筑开始于两块砖被仔细地连接在一起”, 这种“仔细地连接”包含密斯·凡·德·罗 (Ludwig Mies Van der Rohe) 对建筑构造和施工精细化的强调。在工业化生产的时代背景下, 城市建筑的表皮不可避免地由大量标准化构件组成。如何在工业化、标准化的建造方式下实现精细化, 在关注快速体验的当下通过表皮设计实现建筑的个性表达, 是当代建筑师无法回避的问题。在开封国际金融中心立面改造项目中, UUA建筑师事务所 (以下简称UUA) 的设计团队以精细化的模块化设计和整合式设计方法, 对来自业主和政府的高品质表皮设计需求予以应答。建筑的模块化设计与建造源于工业制造领域, 建筑的整体或局部由一系列重复使用的工厂预制模块组合而成。这种因重复性而产生的高效率可以使建筑师集中资源对单一模块进行精细化设计, 对生产工艺进行优化。在精细化设计的原则下, 由模块组合而成的建筑在美学上呈现出清晰的形式、尺度和韵律, 以此彰显建筑的技术美感与个性。

建筑设计行业的快速生产模式催生了行业内部更专业化的分工方式以及各个设计阶段内更清晰的工作界面。方案、施工图以及各专项设计通常属于不同团队的工作范畴, 这种分工协作方式可以更高效地完成设计周期内的图纸表达, 但也相应地难以避免一个行业痛点——由于各团队之间巨大的沟通成本和差异化的工作目标, 难以获得令人满意的方案完成度, 而且催生大量快速却缺乏细节控制的建筑产品。以幕墙设计为例, 职责清晰的水平向和阶段性分工, 会令方案设计通常止于对建筑整体外形、立面分格的常规控制, 除非有高水平的幕墙顾问提出积极的建设性意见, 否则由于建筑师通常不具备幕墙精细化设计的专项知识, 会极大地限制其对表皮表现力的挖掘以及对细部的控制;而施工图设计团队通常以完成图纸为目标, 缺乏对影响方案表现力的设计问题的研究动力;幕墙设计团队又难以基于全局高度进行设计, 当幕墙深化工作直接交由幕墙制造商的设计部门完成时, 其结果是通常采用现成的幕墙体系或采用更经济、更简化的解决方案, 缺乏美学的探究, 导致最终的立面呈现非常普通、缺少创意。

当代建筑设计早已成为一系列团队的协作过程, 建筑师作为这一过程的主导方, 应为各个团队提供清晰的工作界面和设计导则。UUA的整合式设计是一种“先区分、后整合”的设计方法:首先建立一套逻辑清晰的设计框架体系, 划分出各个建筑系统之间的协作界面;依据建筑系统, 划分出各个团队的工作内容;依据协作界面, 团队之间建立协作连接。这种基于团队分工和协作的整合式设计使建筑成为一个由清晰层级结构组成的整体, 同时各个建筑系统也得以展示各自的技术和艺术特征。

由于某些原因, 在开封国际金融中心立面改造项目中, 建筑师对表皮的关注几乎是完全被动的。开封国际金融中心坐落于河南省郑州市开封新区郑开大道北侧, 是目前开封在建的第一高楼, 也是无可争议的城市地标, 总建筑面积约32万m², 局部高度152.9m, 这一本应体现现代城市形象的标志性建筑在方案阶段始终未能呈现出令业主和政府满意的建筑形象。设计团队被赋予的任务是在既有报规方案形体和结构的基础上, 通过立面的重新设计, 传达出城市地标建筑应有的品质与定位, 同时满足幕墙施工和落地的精细化要求。因此, 改造设计过程并非是一般的从环境、体块、功能到表皮的聚焦过程, 而是项目在被定位于表皮设计之后, 设计团队是如何围绕材料、构造和施工以精细化的模块化设计和整合式设计方法, 实现超高层综合体的表皮精细化设计与落地。

由于建筑的体量关系无法改变, 只能在原有结构设计基础上对比例和细部做出调整。所以在立面优化中, 我们通过手绘这种最直观的方式推敲并最终确立整体线条关系与判断深化方向。之后在草图的基础上, 通过制作素模进行方案细化, 确定比例关系, 寻求最佳效果。在深化后的线稿方案基础上, 与业主多次沟通, 确立了深化方案, 并选用陶板作为主要建筑材料, 在此基础上确定了最终效果图, 完成立面方案优化。

现有建筑体块可根据功能分为三大部分, 分别是超高层写字楼、商业和公寓 (办公) 。考虑到视线和人流因素, 建筑形象的设计重点放在超高层写字楼和商业部分的立面设计。

超高层写字楼部分的建筑高度 (女儿墙) 为152.9m, 单塔楼面积约13万m²。超高层塔楼的既有体量略显粗壮, 但好在原有结构在塔楼中部有3层一组的共享空间。我们采用斜面玻璃及共享户外阳台的方式, 将粗壮的塔楼削切成两个竖向体量, 不但增强了塔楼的挺拔感, 而且利用竖向的中庭空间在建筑外部形成连续的空中花园, 丰富了立面节奏和光影变化。塔楼下方的裙房部分为商业功能, 立面优化需要考虑商业在外立面上的连续性, 同时需要避免塔楼的竖向感被商业的横向体块切断。因此, 商业的首层和二层贯通了两个体量, 并且不切断塔楼落地, 形成商业与塔楼咬合的关系。写字楼外立面为了突出竖向感, 增加了竖向线条的层次, 通过铝板的竖向线条强化形成第一层级, 竖向玻璃肋形成第二层级。建筑天际线也根据现有建筑形体处理为简单的收分关系, 形成一个完整的几何形体。

商业部分建筑高度为51.6m, 地上10层, 地下3层, 商业中心总面积约6.5万m²。商业部分位于郑开大道第四大街 (城市快速路) 交汇处的西南角, 是重要的城市黄金交角, 也是设置商业部分的入口所在。因此, 商业部分的立面除了城市形象外, 还需考虑对城市人流的标识性和引导性。由于商业体量在东北角有一个45°切角, 所以在细化之前的方案推演阶段选择了立面带有斜线的处理方式, 将视觉焦点汇集到商业体量的东北切角处。同时, 在切面上设置了LED超大的屏幕, 令商业入口在夜间成为视觉中心。

国际金融中心的南侧公寓与办公是项目最早竣工的部分, 建筑高度99.6m, 地下3层;地上酒店式公寓共28层, 办公部分共25层, 两者总高度相同, 但由于初期功能定位不同, 导致层高不同, 因此需要采用两种立面处理方式。加之现有形体相对呆板, 立面主材已确定为陶板和陶棍等, 限定条件颇多。最终公寓采用了三段式的设计方法, 分别在建筑底层、主体和天际线三个部分做竖向区分, 同时在以下五个方面做出了调整和控制。

(1) 公寓体块重构。为了打破原有立面的单调感和重复感, 方案在公寓立面上创造出具有凹凸感的体量变化关系。其中三组具有外凸感的建筑体块, 因受到现有结构限制, 并非真正意义上的形体外凸, 而是通过两个手法给人以强烈的外凸感受:其一, 采用“外凸体块”的形式, 设置一个具有较高天际线的外凸造型边框, 强调体块的边界和外凸感;其二, 在边框内部设置水平方向的外凸造型层间板, 增强边框内的阴影效果, 与边框外简洁的立面处理形成“繁”与“简”的强烈对比。

(2) 办公楼立面的节奏调整。在办公楼的立面处理上, 原方案中垂直石材墙体和垂直玻璃幕墙的间隔过于紧密, 给人紧张之感。改造方案则将陶板幕墙和玻璃幕墙间隔拉大, 形成更舒缓的节奏。同时, 在玻璃幕墙外, 通过设置水平方向的陶棍百叶, 以层为单位, 产生疏密变化的韵律, 为建筑立面注入一种更细腻的层次感。

(3) 陶板幕墙分缝的整体模数化控制。陶板幕墙的使用对幕墙板的模数化控制提出了很高的要求, 由于公寓楼和办公楼的层高分别为3.4m和3.8m, 并不存在公约数作为唯一的幕墙模数, 因而方案引入100mm和300mm两个基本模数, 通过协调配合, 创造出无错位的统一立面分缝效果。

(4) 裙房商业的组团化处理。结合柱跨和平面功能, 在裙房立面上划分出若干个宽窄变化的组团。每一个组团通过两边的侧墙和挑檐界定, 包含1~2个完整的沿街店铺单元。这种处理手法, 不仅丰富了立面的凹凸关系和阴影变化, 而且有助于立面广告牌的规范化控制, 同时也在无形中增加了每个店铺的专属感。

(5) 主入口层叠处理。入口的设计概念取自于中国古代城市中轴线大街上层叠的牌楼意象, 通过叠放5组高度递减的“牌楼”, 创造出一个具有强烈透视感和导向性的入口空间。

在立面方案确认后, 表皮精细化设计是保证方案完成度的前提。为了确保项目成功落地, 针对材料选型、比例关系、构造做法等, 设计团队对建筑细节进行了大量的模型细部推敲, 通过1:1精确建模, 有效地控制了基于基本形体关系的近人尺度的细节优化。最终在三维建模基础上, 绘制了大量二维细部图纸, 确保图纸与实际建成做法一致。

项目的设计原则是强调在既有体量和空间格局下, 对“表皮-结构”逻辑进行探讨, 以及对比例和细部进行精细化设计。虽然表皮是最后被处理的, 但其设计过程却同样是表皮结构化的过程。

在幕墙细部控制阶段, 设计团队将三维图纸信息转换成二维图纸, 以指导幕墙深化及最终施工。在此基础上幕墙提资图绘制, 设计团队将每个典型墙身对应模型, 进行双重幕墙提资, 保证幕墙的完成度。

在材料选样阶段, 同样按照建筑师总体把控的原则, 由建筑师对陶板、陶棍、铝板、玻璃等主要材料进行定样定色, 保证项目最终的实施效果。基于业主与设计方对精细化施工的共同追求, 虽然实施过程一波三折, 但庆幸的是项目最终建成效果与方案阶段效果图在细节方面几乎完全一致。

建筑高速生产的时代已经过去, 在快速画图、快速建造、快速销售的地产黄金期, 设计行业的专业化细分迎合了建设项目对速度的需求, 也造成了完成度多数难以保证的局面。相信下一个设计周期将重点关注项目高完成度的控制, 这也势必会对建筑师提出更加综合、严格的要求。成熟的建筑师需要具有精细化设计的能力和对方案、施工图、幕墙等专项环节的全局控制力, 以整合式设计方法取代传统的方案、施工图、幕墙等专项设计师各自为政的设计思路。建筑设计行业的下一个时代, 应属于具有高完成度和全局控制力的建筑师。

业主:河南蓝码置业有限公司

建设地点:河南省郑州市开封新区

设计公司:UUA建筑师事务所

设计团队:李泳征、李其郅、Tim Mason、卢倩、姜腾、吕延峰、虞楠、王发路、王玮、杨波

建筑面积:32万m²

建筑高度:152.9m

建筑主材:陶板、陶棍、古铜色氟碳铝板、超白玻璃

施工单位:北京江河幕墙股份有限公司