地域文化传承视角下现代建筑表皮设计创新

引言

建筑表皮作为建筑与环境交互的首层界面，其功能已从单纯的物理围护演变为文化信息的空间载体。在全球化引发的“地域性危机”中，标准化玻璃幕墙的泛滥导致城市风貌趋同。西安奥体中心轴线上的热雪奇迹室内冰雪乐园项目即面临此类挑战：作为城市东轴地标，既要延续西安十三朝古都的历史文脉，又需体现冰雪建筑的现代性 。这种张力揭示了当代建筑的核心命题——表皮如何成为地域文化的活性载体而非静态化石？本文试图从设计策略、技术路径和案例实践三重维度展开系统性回应。

一、地域文化传承与建筑表皮的内在关联

（一）表皮作为文化载体的演变

建筑表皮的文化表达经历了从“装饰依附”到“本体叙事”的范式转变。19 世纪哥特复兴时期，建筑表皮通过尖券、飞扶壁等石构符号直接复制历史样式；而当代建筑中，如西安热雪奇迹项目通过铝板肌理像素化重构古城墙的“梅花丁”砌筑逻辑，将表皮转化为抽象化的文化文本。这种演变表明，表皮的文化传承已从具象摹写转向基因提取，通过空间、材料与技术的重组激活集体记忆。

（二）地域文化的空间转译需求

地域文化的核心在于特定自然与人文要素的时空耦合。福建土楼的环形聚落形态源于中原移民对山地防御与家族伦理的空间回应，其表皮采用夯土墙体实现保温隔热，窗洞布局兼顾通风与箭孔功能 。当这类文化基因需在现代金融建筑中重生时，如埃塞俄比亚 ABAY 银行大楼，设计将闽南红砖色彩转译为东非火山岩肌理，既延续了地域辨识度，又以现代幕墙技术重构了传统材料的象征意义 。这种转译超越了形式模仿，直指文化基因的功能性内核。

二、地域性表皮设计的创新策略

（一）文化符号的抽象转译

1.形态拓扑重构

秦岭太白山的“高寒奇险”成为西安热雪奇迹建筑形体的灵感来源。设计通过体量切削模拟山势折线，雪道斜线切割形成的三角面呼应了冰川运动轨迹，使建筑在抽象几何中隐喻地域自然景观。同样，大宸设计的子兮如斯文化行馆提取湘南渔舟的弧线轮廓，以错落起伏的屋面重构“渔舟唱晚”的意境，实现传统意象的现代空间化 。

2.纹样数字化再生

阜城文化中心表皮以传统纹样为原型，借助参数化工具将璎珞纹、回纹等分解为拓扑网格。通过 Grasshopper 算法控制单元模块的旋转角度与疏密度，使传统装饰转化为可动态调节日照的立体遮阳系统 。这一过程在苏州博物馆新馆的菱形格栅幕墙中亦有体现，其灵感源自园林漏窗，但通过模数化重组满足当代采光与隐私需求。

（二）材料的在地性创新应用

1.传统材料技术赋能

福建土楼的夯土工艺在现代建筑中面临力学性能不足的局限。福建省建筑设计研究院的解决方案是将夯土配方与钢筋混凝土复合，形成 300mm 厚双层墙体：外层保留粗颗粒土料的肌理，内层植入混凝土承重网架，中间填充发泡陶瓷保温层。该构造在龙岩土楼博物馆项目中实现传热系数 K⩽0.35W/(m²⋅K) ，超越现行节能标准 。

2.生态性能与文化表达的一体化

西安热雪奇迹的双层表皮系统是典型代表。外层为印刻城墙纹样的穿孔铝板，内层采用 Low-E 中空玻璃幕墙，两层间形成 200mm 通风腔体。冬季关闭通风口形成保温空气层，夏季开启促进热压拔风，年节能率达 31% 。更关键的是，铝板孔洞密度按古城墙砖缝比例生成，使节能构造同时成为文化符号的载体。

（三）生态智慧与当代技术的融合

客家土楼的环形布局营造了中央庭院的风热环境，这种被动式设计在现代建筑中被重新诠释。洁特生命科学产业园以“鱼鳃式”呼吸幕墙为特色，东西立面设置可旋转陶板，根据实时气象数据开合角度。当夏季主导风入射时，陶板呈 45^∘ °导风，将气流引入中庭拔风井；冬季则闭合减少热损失 。该设计获 LEED 铂金认证，证明地域生态基因可通过智能技术焕发新生。

三、技术赋能下的创新路径

（一）参数化技术赋能文化表达

BIM-Grasshopper 协同平台为表皮文化表达提供精准控制工具。南京某办公建筑项目中，设计团队将传统云锦纹样转化为幕墙单元算法框架：首先通过 Revit 建立建筑信息模型，继而借助 Rhino.Inside 插件导入 Grasshopper 参数化平台，运用 Octopus 多目标优化插件平衡传统纹样视觉密度与室内采光系数的矛盾关系，最终生成孔洞分布与结构性能协同的最优方案。模拟数据表明优化后的云锦纹幕墙使室内采光均匀度提升26% ，同时减少 15% 的空调能耗负荷。这种技术路径证明传统文化符号可蜕变为动态调节建筑性能的智能界面，实现文化表达与生态性能的双向强化。

（二）数字建造激活传统工艺

机器人智能编织技术正在重构地域工艺的现代表达。浙江兰溪纺织工坊项目中，KUKA 机械臂以 ±0.5mm 精度再现传统竹编工艺，预设程序集成苏式回纹、闽南万字纹等七种地域纹样算法单元，现场拼装效率达到人工操作的 4 倍。更具突破性的创新发生在福建德化白瓷博物馆，设计团队提取宋代瓷器开片裂纹美学原型，通过机械臂陶土打印技术进行空间化演绎——融合闽南红壤与瓷粉的复合材料经 FDM 工艺逐层堆积，高温烧结后形成自承重表皮系统，使德化"中国白"的材质基因在无柱大跨空间中得以延续。这种技术路径既保存传统工艺的视觉基因，又赋予其现代结构表现力。

四、实践案例解析

（一）西安：古城意象的冰雪转译

热雪奇迹项目通过规划布局、建筑形态与表皮构造的三维整合实现秦地文化转译。规划层面延续唐长安城棋盘格城市肌理，使 400 米长建筑主轴精准对齐奥体中心景观带；形态设计捕捉秦岭太白山冰川切割形成的三角折线特征，将滑雪赛道斜线转化为建筑轮廓的锐利棱角；表皮系统则以双层幕墙构造实现文化表达与节能性能的共生——外层穿孔铝板通过像素化处理将古城墙"梅花丁"砌筑逻辑转化为现代金属肌理，内层 Low-E 玻璃幕墙结合 200mm 通风空腔形成热缓冲带。夜间照明系统将《霓裳羽衣曲》韵律转化为光色序列的动态演绎，实现历史文脉的可视化传承。

（二）闽南：土楼基因的当代重组

福建地域建筑创新呈现出空间基因、材料基因与技术基因的系统性重组。莆田学院图书馆通过 12 米悬挑雨棚重构土楼檐廊的灰空间原型，形成适应亚热带气候的半室外活动场所；埃塞俄比亚 ABAY 银行幕墙则将闽南红砖色彩符号转译为非洲火山岩材质，通过激光蚀刻技术再现传统砌筑肌理；BIM 技术平台则实现生态智慧的现代转化，远思南药产业园项目中将客家围屋的被动式通风系统转译为幕墙单元开合算法，使梅片叶造型的光伏屋顶与智能通风系统协同工作，传统符号升华为绿色产能装置。

（三）新疆：阿以旺表皮的生态智慧转译

新疆阿以旺民居的表皮设计融合气候适应性、伊斯兰符号与生态智慧，通过三重现代转译实现创新：材料上，哈密项目以玄武岩纤维增强的 3D 打印夯土模块替代传统 50cm 土坯墙，提升抗震性 200% 同时保留蓄热性；喀什文化中心采用纳米改性石膏复合板，以微孔结构维持 40%50% 室内湿度，还原"呼吸墙体"。构造上，乌鲁木齐丝路大厦通过智能旋转陶土百叶 ⋅_+200mm 通风空腔强化被动拔风效率 300% ；吐鲁番项目创新应用 10km 地埋陶管与毛细管网，复现"地窖蓄冷"效应使空调节能 70‰ 。文化上，和田大剧院将伊斯兰几何纹样解构为 2.8 万组渐变穿孔铝板单元（穿孔率 0.1-0.6），立面抽象演绎《十二木卡姆》韵律；穹顶 18 米双曲面太阳能聚光器同步实现采光与热压通风，使装饰构件蜕变为产能装置。最终达成年减碳 42kg/m² ，驱动传统气候基因零碳新生。

结论

建筑表皮的地域性创新本质是文化基因在技术媒介中的创造性重生，这种转化需把握空间原型、材料智慧与生态策略三位一体的表达逻辑。当建筑表皮成为生态性能、文化记忆与技术创新的共生载体，才能真正构筑"望得见山、看得见水、记得住乡愁"的城市空间诗学。

参考文献

[1]王子豪.地域文化视角下西安地区博物馆建筑表皮设计研究[D].长安大学:2020.

[2]黄瑜.现代建筑语境中的材料策略研究[D].华南理工大学:2018.

[3]许令昊.博物馆建筑表皮的地域性表达研究[D].安徽工业大学:2023.