到底清水混凝土是什么？
2019-03-06
很多建筑师喜欢用清水混凝土，那么清水混凝土到底是什么？清水混凝土，在国外叫Architecture Concrete（建筑艺术混凝土）、Exposed Concrete(暴露表面混凝土)，或叫Fair Faced Concrete(装饰混凝土)。
其最大的特点是混凝土浇注后，外面不再有任何涂装，也不贴磁砖、贴石材等材料，是表现混凝土素颜的一种手法。但由于担心会被雨水浸透或劣化，可能会喷上一层防水保护膜。
▲萨尔克生物研究所（路易斯·康/1959）
随着混凝土技术的发展，到二十世纪五六十年代，清水混凝土建筑逐渐被建筑师采用。在建造过程中浇筑一次成型、不再添加任何装饰，形成的表面效果作为建筑中的表现艺术。但由于技术有限，成型后时常会出现开裂渗水。因此，当时大多数混凝土建筑仍然会人为添加外观装饰。
▲光之教堂（安藤忠雄/1989）
在技术不断完善的过程中，清水混凝土在建筑师心目中的地位不断攀升——表面愈加光滑平坦、色调均质、表面接缝工整。民众对清水混凝土的艺术表现力也越来越认可。
▲龙美术馆西岸馆（大舍、张准/2012）
清水混凝土又名装饰混凝土，顾名思义，清水混凝土具有很强的装饰性。其在建筑领域区域与普通混凝土的最大特点也是它的装饰性，其混凝土表面的纹理、孔洞、颜色都是建筑设计的一部分。下面小i分别介绍清水混凝土的这几个特征。
清水混凝土纹理
混凝土脱模以后的表面是平整、光滑的，但在光滑的表面上，可能有木纹。模板的木纹不同，脱模后清水混凝土表面的纹理是不同的。
安藤忠雄喜欢用表面光滑的清水混凝土。有人用丝绸般的质感来形容安藤的清水混凝土，极致的均匀和平滑的质感是安藤忠雄追求的混凝土表现。
▲住吉的长屋（安藤忠雄/1976）
▲秋田县立美术馆（安藤忠雄/2012）
与安藤忠雄作品中如雕塑般的清水混凝土不同的，是由带木纹的小模板浇筑的清水混凝土。混凝土的兴起一定是从小模板开始的，直到现代主义盛行的时期，清水混凝土的模板也多用小块板组合而成。
▲东京圣·玛利亚大教堂（丹下健三、坪井善胜/1964）
这种小尺度的木模板正因为其不严格平整的拼接，在建筑表面的留下木模凹凸使用的痕迹，看上去别有滋味，也被建筑师们所喜爱。柯布的马赛公寓，也正是小木模板作品。
▲马赛公寓（柯布西耶/1947）
台湾日月潭游客中心，建筑师特意使用杉木模板，在混凝土的外表留下植物表面的纹理，连接建筑与自然。
▲台湾日月潭游客中心（Norihiko Dan/2013）
王澍在宁波博物馆使用了更具特色的竹模板，墙面纹理更加突出。竹木作为中国人最早使用的建造材料，建筑师把它投射到混凝土墙面上，与博物馆追溯当地历史文化的功能相呼应。
▲宁波博物馆（王澍/2008）
对拉螺栓孔眼、明缝、禅缝
由于清水混凝土不作任何施工后的装饰，所以，施工方式会在清水混凝土表面留下永久的印记。
对拉螺栓孔眼
清水混凝土最大的特征应该就是对拉螺栓孔眼了。用于墙体内、外侧模板之间的拉结，承受混凝土的侧压力和其他荷载，同时也是模板及其支撑结构的支点。其在成型后留下的孔眼是是清水混凝土的重要装饰点。
▲清水混凝土模板示意
▲亚洲艺术大学图书馆木模（安藤忠雄）
明缝
利用装饰线条对清水混凝土整体表面进行分块处理, 从而达到建筑结构与外观装饰艺术的统一。通常是在混凝土施工时以附在模板上的嵌条( 明缝条) 而形成。
▲明缝构造示意图
▲联想（北京）研发基地的明缝构造放大
禅缝
通常由模板拼缝形成, 它在明缝的基础上更进一步地对清水混凝土表面进行分割及装饰。两块模板之间用泡沫橡胶填充，底下用胶带密封。
▲禅缝构造示意图
明缝又叫水平缝，禅缝也叫立缝。
基于清水混凝土以上的特点，模板的尺寸，对拉螺栓的间距都会影响到建筑墙体的效果。因此，设计清水混凝土建筑时，建筑师需要将对拉螺栓纳入设计的考虑中。安藤忠雄认为对拉螺栓形成的孔是非常重要的设计元素，并将孔的位置精确到毫米。
▲小筱邸（安藤忠雄/1981）
安藤忠雄的 900mm×1800mm 模板尺寸来自于日本传统榻榻米一张草席的尺寸。在他的模板中，对拉螺栓的分布比例为横向1：2：1，即 225mm、 450mm、 225mm。横向 1： 2： 2：1，即 300mm、600mm、600mm、300mm。在更小的 900mm×1200mm 模板与900mm×600mm 的模板中，安藤忠雄始终保持竖向 225mm 与横向 300mm 的基本尺寸关系。
基于这种模板尺寸的影响，建筑的柱距一般为 6000mm、4800mm、5400mm、4200mm。层高一般为2700mm 或 3600mm 等等，保持竖向 900 毫米的倍数关系。
▲杭州良渚艺术中心（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来自日本的木材。在通过马来西亚的加工与日本的化学处理后，表面抛光打磨，并且涂抹模板保护剂，内部呈现平滑细腻的质感，大大提高了清水混凝土表面的光滑度。
清水混凝土颜色
既然清水混凝土要起到装饰作用，他的颜色就要需要比普通混凝土有更高的要求。对清水混凝土颜色最基本的要求是均匀性、无色差。
▲韩国RW教堂
由于原材料会影响混凝土的颜色，所以，清水混凝土的配合比都需要重点研究。比如，细骨料的表面色对其配置的混凝土表面色就有比较大的影响，清水混凝土中一般不用或少用矿物质掺合料。
以上是从保持混凝土本色的角度出发，但是混凝土的颜色除了本色，还可以进行色彩的转换。通过添加不同的外加剂，可以调制出不同的颜色。
白调
白色清水混凝土以白水泥为主要凝胶材料，使用白色或浅色矿石为骨料。丰岛美术馆整体白皙，成就了日系独美轻薄的风格。它不单靠白水泥的作用，骨料上选择了白色石英砂与花岗岩，通体白色让建筑空间更加纯粹。
▲丰岛美术馆（西泽立卫/2010）
伊东丰雄为墨西哥普埃拉设计的巴洛克艺术博物馆，也采用了白色混凝土，白色清水混凝土在保留厚重体量时，柔滑了清水混凝土建筑高冷的外观质感。
▲巴洛克艺术博物馆（伊东丰雄/2016）
黑调
建筑师AkihisaHirata设计的ALP住宅项目，重新思考建筑中色调运用，建筑为折叠表面，将巨大的山形体量完美呈现。采用朗盛的拜耳乐碳黑色颜料与清水混凝土结合，给建筑物永久着色。彰显建筑冷峻个性。
▲ALP住宅（Akihisa Hirata/2010）
室内应该是涂了白色的涂料，不然住在这样一个黑漆漆的房子里面，小i真觉得有点难以接受。
清水混凝土的结构
对于结构设计来说，清水混凝土的受力特性与普通混凝土是一样的。
但我们看到的大多数清水混凝土都是用于墙，而很少用于框架结构上。这是因为框架需要一次浇筑而成，施工过程中需要提前对结构中的各种预埋件和构件进行准确的设计与定位，轴线与几何尺寸控制需精确，施工过程十分复杂。成功案例较少。
▲杭州良渚艺术中心（安藤忠雄/2015）
杭州良渚艺术中心小i觉得应该是一个框架剪力墙结构。
清水混凝土的细部
保温
比较好的是中间保温空腔，一般见到的六七百厚的清水混凝土墙都是双层中间带保温空腔，这样内外均为清水混凝土效果。墙体保温层与屋顶保温相连，杜绝冷桥，减少能耗。
▲墙体中间保温
▲保温屋面节点
还有一种是内保温，外立面上保留清水混凝土效果，内部做保温层的做法。
▲内保温节点
实际上，安藤忠雄在日本设计的小住宅大多是没有保温的。如住吉的长屋、4X4住宅等都是一次性浇筑成型且墙体内外表面均为清水混凝土,无夹层无饰面。
玻璃细部
在光之教堂中，参观者往往十分惊讶于混凝土与玻璃之间没有任何连接的金属框，玻璃似乎平嵌在清水混凝土中，给人以纯净的感觉。
这因为在节点设计中，窗框被完美地隐藏在了混凝土凹口中，构造的精心设计和施工的完美最终达到了极简的效果。
▲光之教堂的细部
同样在TOD‘S青山店，玻璃与混凝土之间也表现出极简的关系，整个建筑显得特别清爽。由于建筑高度比较高，为了避免地震时玻璃被混凝土挤压破碎，采用了基础隔震设计，尽量减少上部结构的位移角变形。
▲TOD'S青山店
清水混凝土的施工
本来列的提纲中有一节专门讲清水混凝土的施工。但写到此处发现，清水混凝土的施工与它的特性紧密关联，所以，前面其实已经把施工写的差不多了。
清水混凝土项目效果好不好，关键在于施工质量，施工的关键在于模板。模板的制作不仅需要知识，更重要的是实践经验，在日本很多都是师徒传承。
▲清水混凝土模板
施工时，模板必须平整、尺寸必须精确、拼缝必须严密。浇筑时，必须使水泥均匀分布。振捣不能太多也不能太少，太多了容易振离析了，色泽和质地就会不均匀。为了解决这一问题，普利策美术馆的混凝土采用了均匀级配的混凝土，也就是说，混凝土里的全部石子都是一样的尺寸，这样就不会产生分层离析这一问题了。
任何一个地方出错或有瑕疵，拆模时，这个错误就会反映在混凝土表面上。
▲普利策美术馆（安藤忠雄/2001）
难怪安藤忠雄会说，“直到今天，这三十多年来，我仍不断和混凝土搏斗。水泥的质量随着时代进步不断提升，现在只要依循工作手册，以一般混凝土用水泥泵送灌浆，谁都能做出一定水平的成品。即便如此，清水混凝土的特性就是：还没有拆下模板前，不知成败 。”
▲写到这里，小i觉得有必要po一张大神的图
目前国内的清水混凝土施工质量小i不是很清楚，但查阅资料发现，很多项目是拆模后再刷一层清水漆，来弥补施工时质量的不足。
小结
在这里引用知乎猪小宝的一段话，好的清水混凝土“是先用木头做了一个艺术品，然后往这个艺术品里灌混凝土，然后再拆掉木头模板。留下的混凝土，其实只是那个木头艺术品的影子。”
做艺术品总是很难的。
由于篇幅限制，案例就不展开了，罗列一些供大家欣赏。
▲谢子龙影像艺术馆
▲上海保利大剧院
▲东京工业大学绿丘六号馆
▲水之教堂
▲风之教堂
参考文献：
《清水混凝土》 冯乃谦 （日）笠井芳夫 顾晴霞
http://www.tadao-ando.com/
维基百科 https://zh.wikipedia.org/
https://www.archdaily.cn
知乎：清水混凝土其实是什么？安藤忠雄清水混凝土建筑为什么出名？
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亚洲清水混凝土建筑中的艺术表现研究 敖琳 硕士论文
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本文来源 iStructure 公众号,
作者：顾乐明