用石头来展现建筑奇特的非线性空间曲面——中央美院美术馆的板岩屋面的工程技术

1 引言 　　石头，作为建筑材料在人类早期就已经得以应用。一种可以用作墙面、屋面的天然板状石头也早已被人们所认识，并应用于民间建筑中。如石头寨的房屋建筑基本上都是以石头为主要材料建成的(如图1.1、1.2)。但用板状石头为主要材料做墙面、屋面的美术馆是近年来才出现的，我们叫这样的板状石头为板岩。 　　那么，什么是板岩呢?板岩的定义是：具有板状结构，基本没有重结晶的岩石，是一种变质岩，原岩为泥质、粉质或中性凝灰岩，沿板理方向可以剥成薄片。板岩的颜色随其所含有的杂质不同而变化。使用这种板岩石材作为面装饰材料的建筑就是我们本文要介绍的公共建筑项目，中央美院美术馆。 　　1.1、工程概况 　　中央美院美术馆是由日本建筑大师矶崎新(ARATA ISOZAKI)设计，新的美术馆位于北京的望京花家地南街8号中央美院内，校区用地的东北角，建筑占地面积3546 平方米，总建筑面积14777平方米，其中地上9032平方米，主要为艺术展厅。地下5725平方米，是藏品库、设备用房、办公用房等构成。美术馆为地上四层、地下二层的框架结构（词条“框架结构”由行业大百科提供）建筑。 　　美术馆的整个建筑是由三块自由且不规则的弧面架构而成，外表的幕墙和屋面为板岩石材材料，把刚性石材做成柔性曲面，表现了质朴敦厚、内敛包容的本质特点。于2008年年底投入了使用。 　　“它的最大亮点就是不论你站在哪一个角度看看上去都显得非常特别。”(如图1.1.1~1.1.4)这是中央美院院长潘公凯先生对美术馆的赞赏。 　　1.2 、工程特点及处理方案 　　中央美院美术馆是非线性（词条“非线性”由行业大百科提供）建筑幕墙的具体体现。建筑的整体是由三块不规则的非线性曲面在空间架构而成的，是一种近些年来才兴起的，典型的非线性建筑幕墙。用曲线、曲面作为非线性的一个重要形式，以建筑幕墙为载体来展示美术馆建筑的魅力! 　　对非线性建筑探索，是上世纪60年代发生的非线性科学理论在建筑设计上的反映，受到模糊理论、混沌学、耗散结构理论、非标准数学分析等学科的启发。 其最重要的技术手段在于依靠计算机强大的运算能力来解决各种综合性复杂问题，包括分析影响参数、指导建筑施工等等。 　　美术馆建筑外表的幕墙材料和屋面材料为天然板岩石材。全部石材是通过转接系统固定在1mm厚的原色锤纹铝镁锰板上。在这个项目我们采用了无穿透技术将表面的装饰板岩与支撑结构有机的连接成整体。 　　在建筑顶部设置了三块平面（词条“平面”由行业大百科提供）多功能玻璃采光顶。玻璃采光顶采用了半隐框的安装形式，用8+15A+(6+1.14PVB+6)钢化夹层中空Low-e玻璃。玻璃表面进行了磨砂处理，室内加遮阳系统。在采光顶结构的室内侧设置了接露槽和导水系统，确保玻璃采光顶的防水性能。