复合材料赋能建筑，更轻、更新、更强

日期：2026-01-30 15:20:09 / 人气：8

复合材料曾仅局限于航空航天与汽车工业领域，如今在当代建筑中正发挥着愈发核心的作用。这类材料通过将纤维与聚合物等两种或多种组分结合，兼具轻量化与高强度、高耐久性、形态自由度以及卓越的环境性能。其融入建筑实践，标志着我们在空间设计、建造与使用方式上正经历一场深刻变革。借助复合材料，我们得以构思出更轻盈、更具表现力且更高效的建筑或构件，以极低的浪费和减少的维护需求，探索流畅的表面、大跨度空间以及复杂几何形态，拓展结构与表现之间的边界。以下案例研究将展示，在数字设计与高性能制造交汇的领域，建筑师与工程师如何将这场材料革命转化为现实。

01 轻质表皮与结构围护体系

复合材料在建筑领域最具前景的应用之一便是建筑外墙（立面）。这类材料质地轻盈且可塑性强，能够以毫米级精度打造出连续、曲面及三维立体的表面效果，大幅减轻结构荷载并缩短安装时间。除具备高机械强度与耐腐蚀性外，其维护需求极低，且可直接将隔热或隔音功能集成于系统之中。

墨尔本斯旺斯顿广场公寓

设计：ARM Architecture

地址：墨尔本，澳大利亚

该项目将材料的精准性转化为公共艺术。其色彩斑斓的外立面由一千多块独一无二的玻璃纤维增强聚合物（GFRP）面板拼接而成，构成了一幅在城市各处皆可见的巨型像素化肖像。除了引人注目的视觉效果外，该模块化系统还减轻了建筑重量、简化了安装流程，并能抵御城市气候的侵蚀，展现了复合材料如何将工业效率与象征性表达融为一体。

由Foster+Partners设计的库比蒂诺市苹果园区内的史蒂夫·乔布斯剧院，将材料与技术的融合推向了新的高度。其圆形屋顶（一座重约80吨、跨度超过40米的碳纤维穹顶）依托于一圈连续的结构玻璃环支撑，没有立柱，也看不到任何连接构件。复合材料的轻盈与刚性，成就了极致通透的视觉效果，并摒弃了传统支撑结构。最终呈现出的，是一种流畅而精准的空间体验——技术消融于材质之中，完美诠释了苹果标志性的优雅格调与技术严谨性。

马赛某建筑项目

设计：Rudy Ricciotti,Carta,Reichen et Robert Associés

地址：马赛，法国

该项目通过聚酯树脂闭模工艺（RTM）生产的轻质复合板材，实现了以极简结构支撑大跨度的设计，既最大化引入自然光线、维持室内热舒适性，又塑造出充满动感与有机形态的立面图案。

在迈阿密，扎哈·哈迪德建筑事务所设计的千号博物馆（One Thousand Museum）则将这些理念提升至城市尺度。其流动感十足的外骨骼结构，借助复合材料模具成型，使高性能混凝土达到非凡的精度。在此案例中，复合材料并非作为显性元素存在，而是以隐形助推者的角色，将形式上的复杂构想转化为切实可行的建造方案。

02 展馆与城市基础设施

临时建筑与地标性建筑也常作为材料实验的“试验田”。得益于复合材料的轻盈、高强度与可塑性，设计师得以打造出传统材料难以实现的雕塑感动态造型。在展馆与标志性作品中，这类体系不仅赋予建筑形式自由度、模块化特性及快速组装能力，更为兼具表现力与前沿技术的新一代建筑铺平道路。除美学潜力外，复合材料在公共基础设施领域同样展现出显著价值——其耐久性、模块化设计及低维护需求，恰好契合该领域的核心诉求。

2020年迪拜世博会阿联酋馆

设计：Santiago Calatrava

地址：迪拜，阿拉伯联合酋长国

在圣地亚哥·卡拉特拉瓦（Santiago Calatrava）设计的2020年迪拜世博会阿联酋馆中，27片碳纤维“羽翼”如猎鹰展翅般开合自如。该系统将轻盈质感与动态美感融为一体，每片构件的重量仅为同等规模钢制结构的零头。这一项目生动诠释了复合材料如何将文化符号转化为建筑动能，实现结构性能与形式美学的诗意交融。

英国的英国铁路网公司（Network Rail）人行天桥项目展现了公共工程的未来图景。模块化纤维增强聚合物（FRP）构件在工厂预制完成后，运输至现场进行快速组装，最大限度减少施工干扰。与传统钢桥不同，复合材料结构具备耐腐蚀性，无需定期涂漆维护，且全生命周期成本更低。其轻量化特性还使支撑结构更为纤细，设计得以无缝融入城市景观。

03 研究与实验性建筑

在科技飞速发展的当下，众多前沿领域不断碰撞融合，催生出无数令人瞩目的创新成果。其中，部分最具颠覆性、足以改变行业格局的复合材料创新成果诞生于建筑与材料科学交汇的研究领域。

德累斯顿工业大学“碳纤维房屋”（CARBONHAUS）

设计：HENN

地址：德累斯顿，德国

德累斯顿工业大学的“碳纤维房屋”（Carbonhaus）便是这一领域的里程碑式项目。该项目基于碳纤维增强纺织混凝土的研究成果，以碳纤维取代传统钢筋加固。最终建成的结构重量仅为普通混凝土的四分之一，耐久性却提升五倍，且完全无需担忧腐蚀问题。其纤薄的外壳与大跨度悬挑结构预示着未来建筑形态将摆脱材料重量的束缚。

Caerostris Wall-e原型项目

设计：Groupe Solutions Composites

地址：法国

该项目探索了拉挤成型玻璃纤维增强聚合物（GFRP）的潜在应用。该系统作为模块化垂直面板体系开发，采用通过拉挤工艺生产的玻璃纤维复合型材——这一连续成型工艺在赋予构件高强度与尺寸稳定性的同时，确保了其轻量化与纤细的形态特征。

展望未来：JEC世界复合材料展与复合材料的发展前景

诸如JEC世界复合材料展这类活动，对于洞悉复合材料在建筑及其他领域的未来发展至关重要。作为全球规模最大的复合材料展会，该展会每年在巴黎举办，汇聚了来自100多个国家的专家，堪称材料科学与设计文化交汇的全球创新枢纽。对于建筑师而言，展会提供了直接接触该领域前沿进展的契机——热塑性成型技术演示、大幅面增材制造工艺展示，以及多材料混合系统应用案例，均揭示了这些技术将如何重塑建筑环境，拓展建筑构件的功能边界，并革新其生产与组装方式。

随着建筑行业的持续演进，JEC世界复合材料展已成为预测行业趋势、展示可规模化应用成果的前瞻性平台。它为跨领域协作开辟了通道，助力将尖端研究成果转化为建筑实践，凸显了复合材料从高性能幕墙到模块化基础设施、再到再生系统等多元应用场景中释放的文化与空间潜力。在此背景下，复合材料远不止是钢铁、玻璃或混凝土的替代品——它们开创了一种全新设计范式，使数字逻辑、材料性能与制造创新得以深度融合。随着可持续发展要求与形式创新追求的持续升级，此类展会将在拓展复合材料建筑边界、塑造更高效、更具表现力且更耐久的建筑形态方面，发挥愈发关键的作用。今年JEC世界复合材料展将于3月10日至12日期间在巴黎举办。

作者：J9九游会