【同木大課堂】清水混凝土

時(shí)間 2020.03.10
來源上海同木建筑咨詢

本文轉(zhuǎn)自：iStructure

ID: iStructure2017

作者：顧樂明

很多建筑師喜歡用清水混凝土，那么清水混凝土到底是什么？清水混凝土，在國外叫Architecture Concrete（建筑藝術(shù)混凝土）、Exposed Concrete(暴露表面混凝土)，或叫Fair Faced Concrete(裝飾混凝土)。

其最大的特點(diǎn)是混凝土澆注后，外面不再有任何涂裝，也不貼磁磚、貼石材等材料，是表現(xiàn)混凝土素顏的一種手法。但由于擔(dān)心會被雨水浸透或劣化，可能會噴上一層防水保護(hù)膜。

▲薩爾克生物研究所（路易斯·康/1959）

隨著混凝土技術(shù)的發(fā)展，到二十世紀(jì)五六十年代，清水混凝土建筑逐漸被建筑師采用。在建造過程中澆筑一次成型、不再添加任何裝飾，形成的表面效果作為建筑中的表現(xiàn)藝術(shù)。但由于技術(shù)有限，成型后時(shí)常會出現(xiàn)開裂滲水。因此，當(dāng)時(shí)大多數(shù)混凝土建筑仍然會人為添加外觀裝飾。

▲光之教堂（安藤忠雄/1989）

在技術(shù)不斷完善的過程中，清水混凝土在建筑師心目中的地位不斷攀升——表面愈加光滑平坦、色調(diào)均質(zhì)、表面接縫工整。民眾對清水混凝土的藝術(shù)表現(xiàn)力也越來越認(rèn)可。

▲龍美術(shù)館西岸館（大舍、張準(zhǔn)/2012）

清水混凝土又名裝飾混凝土，顧名思義，清水混凝土具有很強(qiáng)的裝飾性。其在建筑領(lǐng)域區(qū)域與普通混凝土的最大特點(diǎn)也是它的裝飾性，其混凝土表面的紋理、孔洞、顏色都是建筑設(shè)計(jì)的一部分。下面小i分別介紹清水混凝土的這幾個(gè)特征。

清水混凝土紋理

混凝土脫模以后的表面是平整、光滑的，但在光滑的表面上，可能有木紋。模板的木紋不同，脫模后清水混凝土表面的紋理是不同的。

安藤忠雄喜歡用表面光滑的清水混凝土。有人用絲綢般的質(zhì)感來形容安藤的清水混凝土，極致的均勻和平滑的質(zhì)感是安藤忠雄追求的混凝土表現(xiàn)。

▲住吉的長屋（安藤忠雄/1976）

▲秋田縣立美術(shù)館（安藤忠雄/2012）

與安藤忠雄作品中如雕塑般的清水混凝土不同的，是由帶木紋的小模板澆筑的清水混凝土?；炷恋呐d起一定是從小模板開始的，直到現(xiàn)代主義盛行的時(shí)期，清水混凝土的模板也多用小塊板組合而成。

▲東京圣·瑪利亞大教堂（丹下健三、坪井善勝/1964）

這種小尺度的木模板正因?yàn)槠洳粐?yán)格平整的拼接，在建筑表面的留下木模凹凸使用的痕跡，看上去別有滋味，也被建筑師們所喜愛?？虏嫉鸟R賽公寓，也正是小木模板作品。

▲馬賽公寓（柯布西耶/1947）

臺灣日月潭游客中心，建筑師特意使用杉木模板，在混凝土的外表留下植物表面的紋理，連接建筑與自然。

▲臺灣日月潭游客中心（Norihiko Dan/2013）

王澍在寧波博物館使用了更具特色的竹模板，墻面紋理更加突出。竹木作為中國人最早使用的建造材料，建筑師把它投射到混凝土墻面上，與博物館追溯當(dāng)?shù)貧v史文化的功能相呼應(yīng)。

▲寧波博物館（王澍/2008）

對拉螺栓孔眼、明縫、禪縫

由于清水混凝土不作任何施工后的裝飾，所以，施工方式會在清水混凝土表面留下永久的印記。

對拉螺栓孔眼

清水混凝土最大的特征應(yīng)該就是對拉螺栓孔眼了。用于墻體內(nèi)、外側(cè)模板之間的拉結(jié)，承受混凝土的側(cè)壓力和其他荷載，同時(shí)也是模板及其支撐結(jié)構(gòu)的支點(diǎn)。其在成型后留下的孔眼是是清水混凝土的重要裝飾點(diǎn)。

▲清水混凝土模板示意

▲亞洲藝術(shù)大學(xué)圖書館木模（安藤忠雄）

明縫

利用裝飾線條對清水混凝土整體表面進(jìn)行分塊處理, 從而達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)與外觀裝飾藝術(shù)的統(tǒng)一。通常是在混凝土施工時(shí)以附在模板上的嵌條( 明縫條) 而形成。

▲明縫構(gòu)造示意圖

▲聯(lián)想（北京）研發(fā)基地的明縫構(gòu)造放大

禪縫

通常由模板拼縫形成, 它在明縫的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步地對清水混凝土表面進(jìn)行分割及裝飾。兩塊模板之間用泡沫橡膠填充，底下用膠帶密封。

▲禪縫構(gòu)造示意圖

明縫又叫水平縫，禪縫也叫立縫。

基于清水混凝土以上的特點(diǎn)，模板的尺寸，對拉螺栓的間距都會影響到建筑墻體的效果。因此，設(shè)計(jì)清水混凝土建筑時(shí)，建筑師需要將對拉螺栓納入設(shè)計(jì)的考慮中。安藤忠雄認(rèn)為對拉螺栓形成的孔是非常重要的設(shè)計(jì)元素，并將孔的位置精確到毫米。

▲小筱邸（安藤忠雄/1981）

安藤忠雄的 900mm×1800mm 模板尺寸來自于日本傳統(tǒng)榻榻米一張草席的尺寸。在他的模板中，對拉螺栓的分布比例為橫向1：2：1，即 225mm、 450mm、 225mm。橫向 1： 2： 2：1，即 300mm、600mm、600mm、300mm。在更小的 900mm×1200mm 模板與900mm×600mm 的模板中，安藤忠雄始終保持豎向 225mm 與橫向 300mm 的基本尺寸關(guān)系。

基于這種模板尺寸的影響，建筑的柱距一般為 6000mm、4800mm、5400mm、4200mm。層高一般為2700mm 或 3600mm 等等，保持豎向 900 毫米的倍數(shù)關(guān)系。

▲杭州良渚藝術(shù)中心（安藤忠雄/2015）

值得一提的是，安藤忠雄所常用的木模板通常都使用來自日本的木材。在通過馬來西亞的加工與日本的化學(xué)處理后，表面拋光打磨，并且涂抹模板保護(hù)劑，內(nèi)部呈現(xiàn)平滑細(xì)膩的質(zhì)感，大大提高了清水混凝土表面的光滑度。

清水混凝土顏色

既然清水混凝土要起到裝飾作用，他的顏色就要需要比普通混凝土有更高的要求。對清水混凝土顏色最基本的要求是均勻性、無色差。

▲韓國RW教堂

由于原材料會影響混凝土的顏色，所以，清水混凝土的配合比都需要重點(diǎn)研究。比如，細(xì)骨料的表面色對其配置的混凝土表面色就有比較大的影響，清水混凝土中一般不用或少用礦物質(zhì)摻合料。

以上是從保持混凝土本色的角度出發(fā)，但是混凝土的顏色除了本色，還可以進(jìn)行色彩的轉(zhuǎn)換。通過添加不同的外加劑，可以調(diào)制出不同的顏色。

白調(diào)

白色清水混凝土以白水泥為主要凝膠材料，使用白色或淺色礦石為骨料。豐島美術(shù)館整體白皙，成就了日系獨(dú)美輕薄的風(fēng)格。它不單靠白水泥的作用，骨料上選擇了白色石英砂與花崗巖，通體白色讓建筑空間更加純粹。

▲豐島美術(shù)館（西澤立衛(wèi)/2010）

伊東豐雄為墨西哥普埃拉設(shè)計(jì)的巴洛克藝術(shù)博物館，也采用了白色混凝土，白色清水混凝土在保留厚重體量時(shí)，柔滑了清水混凝土建筑高冷的外觀質(zhì)感。

▲巴洛克藝術(shù)博物館（伊東豐雄/2016）

黑調(diào)

建筑師AkihisaHirata設(shè)計(jì)的ALP住宅項(xiàng)目，重新思考建筑中色調(diào)運(yùn)用，建筑為折疊表面，將巨大的山形體量完美呈現(xiàn)。采用朗盛的拜耳樂碳黑色顏料與清水混凝土結(jié)合，給建筑物永久著色。彰顯建筑冷峻個(gè)性。

▲ALP住宅（Akihisa Hirata/2010）

室內(nèi)應(yīng)該是涂了白色的涂料，不然住在這樣一個(gè)黑漆漆的房子里面，小i真覺得有點(diǎn)難以接受。

清水混凝土的結(jié)構(gòu)

對于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來說，清水混凝土的受力特性與普通混凝土是一樣的。

但我們看到的大多數(shù)清水混凝土都是用于墻，而很少用于框架結(jié)構(gòu)上。這是因?yàn)榭蚣苄枰淮螡仓?，施工過程中需要提前對結(jié)構(gòu)中的各種預(yù)埋件和構(gòu)件進(jìn)行準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)與定位，軸線與幾何尺寸控制需精確，施工過程十分復(fù)雜。成功案例較少。

▲杭州良渚藝術(shù)中心（安藤忠雄/2015）

杭州良渚藝術(shù)中心小i覺得應(yīng)該是一個(gè)框架剪力墻結(jié)構(gòu)。

清水混凝土的細(xì)部

保溫

比較好的是中間保溫空腔，一般見到的六七百厚的清水混凝土墻都是雙層中間帶保溫空腔，這樣內(nèi)外均為清水混凝土效果。墻體保溫層與屋頂保溫相連，杜絕冷橋，減少能耗。

▲墻體中間保溫

▲保溫屋面節(jié)點(diǎn)

還有一種是內(nèi)保溫，外立面上保留清水混凝土效果，內(nèi)部做保溫層的做法。

▲內(nèi)保溫節(jié)點(diǎn)

實(shí)際上，安藤忠雄在日本設(shè)計(jì)的小住宅大多是沒有保溫的。如住吉的長屋、4X4住宅等都是一次性澆筑成型且墻體內(nèi)外表面均為清水混凝土,無夾層無飾面。

玻璃細(xì)部

在光之教堂中，參觀者往往十分驚訝于混凝土與玻璃之間沒有任何連接的金屬框，玻璃似乎平嵌在清水混凝土中，給人以純凈的感覺。

這因?yàn)樵诠?jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中，窗框被完美地隱藏在了混凝土凹口中，構(gòu)造的精心設(shè)計(jì)和施工的完美最終達(dá)到了極簡的效果。

▲光之教堂的細(xì)部

同樣在TOD‘S青山店，玻璃與混凝土之間也表現(xiàn)出極簡的關(guān)系，整個(gè)建筑顯得特別清爽。由于建筑高度比較高，為了避免地震時(shí)玻璃被混凝土擠壓破碎，采用了基礎(chǔ)隔震設(shè)計(jì)，盡量減少上部結(jié)構(gòu)的位移角變形。

▲TOD'S青山店

清水混凝土的施工

本來列的提綱中有一節(jié)專門講清水混凝土的施工。但寫到此處發(fā)現(xiàn)，清水混凝土的施工與它的特性緊密關(guān)聯(lián)，所以，前面其實(shí)已經(jīng)把施工寫的差不多了。

清水混凝土項(xiàng)目效果好不好，關(guān)鍵在于施工質(zhì)量，施工的關(guān)鍵在于模板。模板的制作不僅需要知識，更重要的是實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在日本很多都是師徒傳承。

▲清水混凝土模板

施工時(shí)，模板必須平整、尺寸必須精確、拼縫必須嚴(yán)密。澆筑時(shí)，必須使水泥均勻分布。振搗不能太多也不能太少，太多了容易振離析了，色澤和質(zhì)地就會不均勻。為了解決這一問題，普利策美術(shù)館的混凝土采用了均勻級配的混凝土，也就是說，混凝土里的全部石子都是一樣的尺寸，這樣就不會產(chǎn)生分層離析這一問題了。

任何一個(gè)地方出錯(cuò)或有瑕疵，拆模時(shí)，這個(gè)錯(cuò)誤就會反映在混凝土表面上。