因材施策以中央美术学院雕塑系楼外立面改造为例陈栋(中央美术学院，北京100012)摘要:科学、合理的建筑立面构造设计决定了建筑立面视觉呈现的最终效果。本文以中央美术学院雕塑系楼加建工程外立面更新改造为例，介绍了原有建筑外墙饰面开裂问题的成因，阐明了外立面构造设计与钢结构主体相适应的重要性，提出了建筑构造设计的“适应性”观点，为国内其他钢结构建筑外立面更新改造提供策略。关键词:建筑构造设计；钢结构；铝板幕墙中图分类号:G420文献标识码：A文章编号：1673-0038(2020)19-0086-021建筑立面与构造设计“优美典雅的校园景色,可以称为一所大学最具价值的财富之一。校园建筑是构成校园景色的重要元素，建筑立面则最为直观的体现校园整体风貌。“立面”是指建筑外壳的可见表面，它将室内与室外、形式与功能、使用者与行人分开。2当前，伴随着建筑行业的发展,立而设计手法丰富多样，建筑材料和施工技术不断更新，从视觉层面来看，建筑立面获得了来越多的关注，从建造层而来说，科学、合理的立面构造设计决定了建筑视觉呈现的最终效果。2既有建筑外立面改造的探索过程2.1工程概况中央美术学院雕塑系楼加建工程总建筑面积4500m2,工程于2011年投入使用，该建筑主体结构为钢结构，建筑造型规整，如同漂浮在空中的方形堡垒；原有雕塑系楼建筑为地上2层，为适应学生人数的增长及教学需要，学校决策在原建筑上方加建新的教学用房，新建3层为设计学院汽车专业教学实验室，外立而采用带型长窗,4层为雕塑系教室，外立面因教学需要不设窗，以屋顶天窗采光；为实现与校园整体风貌的统一,原建筑采用了灰色面砖饰面，见图1，建筑外表面积约1800m2o图1加建工程原外立面2.2外立面构造设计的“非适应性”成因雕塑系楼加建工程受场地狭小所限，在原有建筑之上新建，为最大限度的保护原有建筑的基础不受侵扰，选用了与原建筑完全脱开的钢结构形式，并由中庭部位四处巨大的钢筋混凝土核心筒支撑起上部建筑,建筑整体呈向外悬挑之势，见图2o加建工程的钢结构设计及技术方案在同时期的高校建筑中是具有特殊性，而钢结构的结构形式直接决定了建筑整体的构造设计形式与层次差异，如概况中提及，为了与校园整体风貌相协调，加建工程选用了灰色面砖外饰面，此举旨花保持校园风貌的整体性，却因片面追求形象统一，以致外立面构造设计合理性不足，加之客观因素影响导致安全隐患出现，为外立面改造与饰面更换提供了可能。图2加建工程原外立面2.3外立面构造设计的显著问题2.3.1结构体系与构造设计不匹配从材料性能方面来分析，钢结构与面砖材料的物理性能差别较大,其传热系数、共振频率等大不相同，例如现代工业建筑大多选取金属板材与钢结构相结合构成建筑主体，多是因为建筑构造应与结构形式相适应，金属材料间的各方面性能较为接近，此加建工程的外墙饰面材料选用忽视了材料物理性能的特点，虽然在建筑构造设计中采取了大量措施，但终因结构体系与构造设计不匹配造成了面砖脱落现象的产生。2.3.2外墙构造材料的性能差异经过多年来的实际使用，经历了无数次冻融循环过程，加之钢结构主体与面砖材料共振频率、周期的不同，在长期风荷载作用下，钢结构主体所产生的周期性“轻微”晃动，逐渐造成了外墙材料间构造层次的“分离”，外墙构造层的“分离”在雨水的侵蚀下加剧,“爬水”现象频发，雨水通过“毛细现象”渗入到而砖与砂浆结合层一侧，逐渐产生裂隙，并在不同周期的“共振”作用下出现了不同程度的面砖起拱、变形、脱落，受北京地区主导风向影响，建筑北侧、西侧外立面的破损程度较之于南侧、东侧尤为明显。2.3.3结合层砂浆材料的错误选择除上述两个显著因素外，施工工艺也是面砖脱落的成因之一。建筑构造设计考虑到外墙材料结合的问题，并采取了相应措施，面砖与钢结构无法直接相连接，需要某种结合层来将两种不同性质的材料相协调,而此工程的结合层为水泥加压板，板内侧通过锚栓连接方式与主体龙骨进行固定，板外侧需使用砂浆结合层与面砖进行粘接，而施工方使用了水性砂浆材料，在水分挥发、材料收缩后，砂浆与水泥加压板的粘结力变得有限，与而砖的摩擦力、附着力变小，成为面砖脱落的重要影响...