天然石材係指在自然岩石中開採所得的石材，它是人類歷史上應用最早的建築材料之一。由於大部分天然石材具有強度高、耐久性好、蘊藏量豐富、易於開採加工等特點，因此它為各個時期的人們所青睞，常被作為牆體、地面、屋頂、建築構件、雕塑等材料來使用。
歐洲許多以石材為主要建築材料的優秀建築經受了千百年來的風吹雨淋，至今依然屹立於世，我們最為熟悉的古埃及金字塔、方尖碑、古希臘雅典衛城等都是石頭建築的代表作。
西方古典建築中常見的石材雕塑
經過多年歲月洗禮的英國格拉斯哥大學建築
石材在建築中最初主要作為結構及裝飾材料出現，發展到今天，石材作為結構材料幾乎已經絕跡，一般僅作為建築內外表皮裝飾材料使用。由於石材的天然特性，它經常能給人帶來深厚凝重的文化感、歷史感。
✎ 天然石材的類別
天然石材根據其成因分為火成岩（又稱岩漿岩）、水成岩（又稱沉積岩）、變質岩。建築中最常用的為俗稱為大理石及花崗石的兩種石材。
大理石在建築中一般多用於室內牆面，應用於室外牆面則需加大石板厚度或採用現代工藝的防水防腐保護處理。
用於室內地面時需經常拋光保養以保持光潔度，國內現在常用表面所謂的結晶處理工藝來保持大理石的光潔度。
各種各樣的大理石
用於室內的有著美麗花紋的白色系大理石
意大利科莫法西斯大樓（1936）
建築師：朱塞佩.特拉尼
意大利科莫法西斯大樓（1936）
經過長時間的風雨洗禮後，米黃色系大理石（類似於我們室內常用的金線/銀線米黃）表面風化已較為嚴重。
美國華盛頓國家美術館東館（1978）
建築師：貝聿銘
採用與老館同類型的田納西州大理石作為外牆飾面（在2008-2016年間重新修整過），柔和的粉色調幾何體塊簡潔高雅。
花崗石（granite）：屬火成岩，其主要成分為長石、石英、雲母等，它結構細密、耐磨、耐壓、耐腐，幾乎可用於室內外各種條件下，其表觀一般為均勻顆粒狀以及發光雲母顆粒。除少數品種外，大部分花崗石的表觀效果較為單一，與大理石相比缺少特殊的花紋，主要靠整體色彩及質感顯示效果。
除了常見的大理石、花崗石外，在建築中應用不斷增多的石材還有砂岩、板岩以及凝灰岩、瑪瑙石、火山石等，它們由於獨特的表面紋理及質感顯示出與大理石、花崗石迥異的視覺效果。
砂岩（sandstone）：是一種水成岩，由砂粒經過水流沖蝕沉澱於河床上，經長時間的堆積、地殼運動而成。
砂岩是一種亞光石材，不會產生強烈的反射光，視覺柔和親切，適合於大面積應用。
詹姆斯.斯特林設計的斯圖加特新美術館石板幕牆中的部分砂岩
板岩（slate）：同屬水成岩，天然板岩擁有一種特殊的層片狀紋理，紋理清晰、質地細膩緻密，沿著片理不僅易於劈分，而且劈分後的石材表面顯示出自然的凸凹狀紋理，可製作成片狀用於牆面、地面裝飾，顯示出自然親切的視覺觀感。
在一些盛產板岩的山區，板岩還常被用作石片屋瓦。板岩的硬度和耐磨度介於花崗石與大理石之間，具有吸水率低、耐酸、不易風化等特點。板岩從山上開採後不需特別加工，因此價格相對便宜，是一種性價比相當好的建築用材。
鏽色板岩/常見的青石板
德國柏林印度駐柏林大使館
建築師：里昂，沃爾海及，溫裡克（Léon, Wohlhage,Wernik）（德國）
以印度特有的紅色砂岩作為外牆面的主要材料清晰地顯示了印度特徵。
凝灰石（travertine）：屬水成岩（沉積岩），又稱石灰華、鈣華，由於表面常有許多孔隙而俗稱“洞石”。
它是鈣質碳酸鹽在富含石灰的河流、湖泊或池塘裡快速沉澱而形成的，由於沉澱速度快，鈣質碳酸鹽中的一些有機物和氣體不能及時釋放，長久固化後便產生了孔隙，形成了美麗的紋理。
隙特徵使石材的強度降低，暴露在大氣中時內部易產生裂縫和分層。實際應用中常採用表面塗覆有機硅防水劑的方法來進行防水加固處理，在作為幕牆板材時應特別注意石板的連接細節，防止石材裂縫的產生。凝灰石雖然強度受孔隙的影響，但其硬度較高，完全可以作為地面材料使用，為防止灰土進入孔隙內，一般應在表面塗覆合成樹脂。
密斯.凡德羅設計的西班牙巴塞羅那館
（原建於1929，後拆除。現在的建築是由密斯巴塞羅那館基金會1986年根據原作復原的）
巴塞羅那館採用的洞石講
厚達40mm的米色系洞石幕牆的北京中國銀行總部大樓（2001）
建築師：貝聿銘
貝聿銘設計的德國柏林歷史博物館（2003）
德國柏林歷史博物館石板幕牆
建築大師貝聿銘的作品一貫堅持經沉穩典而非譁眾取寵的現代風格，柔和的凝灰石牆面恰好適宜於詮釋這種風格。大師近期的作品中經常出現這種色彩柔和的牆面，北京中國銀行總部辦公樓外牆面除了窗戶、玻璃幕牆外幾乎全部採用了厚達40mm的凝灰石，雖然建築設計比不上其巔峰之作，但其大氣的風格還是得到了大眾的認同。
瑪瑙石：建築中常使用的瑪瑙石是縞瑪瑙（onyx），瑪瑙石的一種。縞瑪瑙擁有不同顏色的色層，常用作浮雕及高檔室內設計材料。
縞瑪瑙用於室內時，一定厚度經過高度拋光後可呈半透明狀態。瑪瑙石屬於名貴材料，大部分時候在建築中作為點睛之筆使用。
華麗色彩紋理的瑪瑙石
西班牙巴塞羅那館
瑪瑙石牆面成為簡潔空間裡的視覺中心
隈研吾設計的日本大阪LVMH總部大樓
瑪瑙石與玻璃組成複合材料作為幕牆板材應用
火山石（basalt、lava）：俗稱浮石、多孔玄武岩，是火山爆發後由熔融的岩漿與氣泡以及一些碎屑經冷凝、成巖、壓實等多種作用形成的多孔形石材，因其常能浮於水面俗稱“浮石”。火山石中含有鈉、鎂、鋁、硅、鈣、鈦、等幾十種礦物質和微量元素，常於過濾、研磨、建築、園林造景、無土栽培等領域。
多孔柔和的質感
奧地利維也納現代藝術博物館（MUMOK）
建築師：Ortner & Ortner等
深淺不一的深灰色火山石幕牆結合簡潔的體塊形成了與周圍迥異的形象。
✎ 天然石材的表面加工處理
石材表面通過不同的加工處理可以形成不同的效果，石材表面的加工方法常有拋光、啞光、機刨紋理、燒毛、剁斧等。
粗磨原板/燒毛/拋光
拋光後的隨機鏨鑿/拋光啞光相間/機刨紋理
機刨紋理/凸凹紋理（盲道石）/手工紋理/蘑菇石
對於砂岩及板岩，由於其表面的天然紋理，一般外露面為自然劈開或磨平顯示出自然本色而無需再加工，背面則可直接鋸平也可採用自然劈開狀態；
大理石具有優美的紋理，一般均採用拋光、啞光的表面處理以顯示出其花紋，而不會採用燒毛工藝隱藏其優點；
而花崗石因為大部分品種均無美麗的花紋則可採用上述所有方法。
不同品種、不同色彩、不同紋理、不同的加工方法以及不同的設計方法可以創造出多樣性的石材牆面。
✎ 拋光石材的反光性
將色澤較為單一、質地更為緻密的花崗石進行高度拋光後可以達到反射圖像（反光）的效果。
美國華盛頓越戰紀念碑（1982）中黑色拋光花崗石的應用
建築師：林瓔（Maya Ying Lin）
拋光的大理石更能展現自身的花紋，因此實際應用中絕大部分的大理石均採用拋光處理。受紋理影響，雖然反光能力強，但反射圖案較差。
密斯.凡德羅巴塞羅那館中拋光大理石牆面
高反光度的拋光石材自潔性更好，讓人感覺更為乾淨、高貴。
✎ 石材的透光性
石材常被加工成薄片用於室內燈箱以產生有紋理的透光效果。
這種透光的板材除具有石材複合板固有的優點外，另一個顯著的優點是用於室外條件時一般將玻璃面置於面臨室外的一面，石材的花紋清晰可見，同時又可以避免天然石材特別是大理石在室外惡劣環境中的汙染腐蝕，更加易於清理維護，提高外牆的耐候性及耐久性。
透光石在室內的應用
戈登.邦夏（(Gordon Bunshaft，SOM事務所建築師）設計的美國耶魯大學貝克特珍本圖書館（1963）
透光石外牆形成如同寶盒的、保護內層的外罩，光影效果令人驚豔。
受當年技術的限制，石材厚度還較厚，透光性還未達到更好的程度。但根據當時技術產生的固定構造卻產生了遠超當代幕牆形式的效果，將功能性與裝飾性完美地統一起來。
隈研吾設計的日本大阪LVMH總部大樓（2004）
將4mm的瑪瑙石薄片複合在兩片玻璃中形成的特殊夾層玻璃，由於更薄透光效果更好，強度也能得到保證，這也是現代技術發展的結果。
✎ 石材複合板
純天然石材密度大，某些稀缺品種價格高昂，且受形成時的自然條件的限制，常常在局部有一些瑕疵，影響觀感及石材的結構強度，因此天然石材在使用上常受到價格、規格、數量的一定限制。
近年來，隨著石材加工技術的發展，一種由石材與結構增強板相互粘結而成的輕質高強薄型石材複合板應運而生。
石材複合板表面常採用2~10mm（室內用常2~5mm厚，室外用常5~10mm甚至更厚）的超薄天然石材，結構增強板一般使用厚度在20mm以下的蜂窩鋁板、鋁塑板、膠合板、硅鈣板、浸漬樹脂紙板甚至安全玻璃等，粘結劑可使用環氧樹脂和聚酯樹脂等。
20mm厚天然石板/20mm厚鋁蜂窩石材複合板/5mm厚石材鋁塑板複合板
20mm厚的蜂窩鋁與5厚石材的複合板僅重約16kg/m2，約為20mm厚天然石板的1/4~1/3。
以石材複合板作為石板幕牆、地板材料時可大幅減輕幕牆重量、結構荷載、減少金屬型材的用量，有利於整體安全。背粘鋁塑板的超薄石板由於厚度較小，剛度相對較差，板塊單元規格受限制，一般用於室內牆面。
由於重量輕可以採用膠粘結構造方式，減少了構造厚度，更加適宜於空間有限的區域。複合板材保留了天然石材的自然紋理和色彩，但面層又比純天然石材用料薄許多，減少了天然石材的消耗量。
石材複合板由於結構得到增強相比於同厚度的天然石板具有重量輕、抗折強度高等優點，同時板材的規格突破天然瑕疵結構的限制可以更大。
同時，石材複合板加工、安裝更為簡便高效，進一步拓寬了石材應用領域。
當然，石材複合板可能並不像一些廠商所宣傳的只有優點沒有缺點，實際上石材複合板有幾個問題需要解決：
①兩種材料的熱膨脹係數不一，在溫差變化較大的室外環境（不宜採用）容易引起薄板鼓包及裂縫，這要求中間的膠結層能夠適應這種變形差。當石材複合板用於室內環境時，由於溫差變化較小，影響可忽略不計。
②相對於普通石板幕牆的兩個水分揮發面，複合石板吸收水分後揮發面減少，更易形成水斑。
③觸感及敲擊時的聲響與自然厚度的天然石板有異，用於人體接觸的位置時易於感受。
④類似於鋁塑板，複合板邊緣不宜外露，需要做打膠密封處理。由於重量較輕，石材複合板外牆面系統的構造與蜂窩鋁板、鋁塑板外牆更為類似，常採用掛耳、背栓式滑掛件甚至膠粘結的構造方式，這種板材也更適宜於室內環境。
✎ 石材幕牆的構造
傳統的石板牆面採用鋼筋網+銅絲綁紮+灌漿的構造方式，效率低、受主體結構變形影響大，現在已基本淘汰。
現代的石板牆面常採用我們俗稱的幕牆幹掛法，它採用各種專用金屬幹掛件將石材固定於金屬龍骨上，金屬龍骨則固定於結構牆體上，牆體與石板間距一般在80mm以上（考慮到保溫以及安裝調節量常在250mm左右）。
幕牆幹掛構造現場施工簡便，易於調節牆面平整度且有利於牆體的保溫節能。幹這種施工工藝引進國內多年，技術較為成熟，基準單價僅約為￥600/m2。
幹掛石板幕牆常採用鋼銷式、短槽式、通槽式、背栓式安裝方法固定支承石板，其中鋼銷式構造可靠性最差，僅可用於非抗震設計或6、7度抗震設計中高度不超過20m的幕牆，石板面積不大於1.0m2。背栓式石板幕牆構造適應性最強，特別適合於異型的、排列不規則的、複雜的、開縫式的石板牆面。
作為外牆的石板幕牆常選用耐久性能較好的花崗石，當選用大理石時應做適當的表面防護處理或增加板材厚度。
石板厚度一般不應小於25mm，燒毛板厚度應不小於28（30）mm。板材太薄易於破碎、太厚則加大了牆體自重，常用厚度為25~30mm，在一些要求較高的重點工程中，厚度甚至達到40~50mm。考慮到石板的經濟性，板材單塊面積一般不大於1.5m2。
國內最為常見的的是板間以密封膠密封的封閉式幕牆，密封的做法雖然有其自身的優勢如相對密封的空氣層減少了對流換熱、熱工性能更好、有一定的拉結作用……，但也有一些難以避免的缺點，特別是建築師關心的細節視覺效果。
現今，歐美大部分石板幕牆、金屬板幕牆常採用板縫敞開、不打膠的開縫式構造，國內同樣也有一些國外建築師設計的工程採用了開縫式構造。
對於光面石板，膠縫邊緣相對還容易控制；對於燒毛板面或多孔粗糙的石材則更不容易控制膠縫的挺括。
當然，通過膠縫凹入板面5-10mm更容易達到整齊的效果。即便如此，依靠完全現場環境的手工操作控制質量還是有相當難度的。
開縫式做法更為適合於非板邊固定、接縫處看不見掛件的構造（如背栓式構造），由於無需手工打膠，板縫線條更為挺拔，視覺效果更為精緻，更能體現現代加工技術的精度，這也是大部分建築師所願意追求的目標。
板縫不打膠同時可以避免密封膠對石板面的汙染和膠面的灰塵積聚。開縫式構造由於幕牆面板不密封，更加有利於幕牆空腔的通風及雨後石板的乾燥，避免幕牆空腔中冷凝水的產生、潮氣的積聚。除此之外，開縫式構造形成的等壓腔對於板面的受力也有一定的好處。
開縫式構造的主要不利影響在於通過板縫進入的雨水會對幕牆結構造成一定的腐蝕，因此我們必需特別注意石板後掛件及龍骨的防腐蝕能力以及雨水的排除。幕牆背後的保溫板或結構牆體同樣應注意防水防風的處理，如採用防水透氣薄膜、鍍鋅鋼板等。
✎ 石材幕牆的形式設計
對於建築師來說，應根據建築的整體風格確定石材的品種、石材的表面質感效果、立面劃分、石材厚度、幕牆構造厚度、色差控制原則、與其他材料交接部位的處理等相關內容。
不同的石材品種、質感處理、組合比例、構造細部處理對於建築外在形式的影響是巨大的，瞭解相關知識有利於對最終結果的控制。
表面燒毛、粗磨的石材除了能看出大體色調外，一般看不出花紋，因此可選用價格相對便宜的品種。拋光或啞光面層的石材則需考慮其紋理及色調。
室外運用石材時一般主要注意大色調，而室內運用時則應考慮到視覺距離較近可採用紋理較好的石材。
石材的單塊比例、排列模式、構造方式對於整體的影響是顯而易見的，不同的建築師有著不同的解決方案，形成自己獨特的方式是設計創新的一個重要手段。
板材的規格選擇應注意大小適中，太大則出材率低、易於損耗且損耗後損失大；太小則會增加固定件的數量，增加安裝工作量。
石材屬於天然礦石，不同的石材主要根據其品質、儲存數量、開採地、加工工藝、運輸距離等因素，在價格上也會有顯著的差異。這就要求建築師根據工程預算選擇相應的石材，在可能的條件下應選用地產的、產量大的石材，通過設計產生與眾不同的效果，避免進入“價格高的石材就是好石材、進口石材比國產石材好的認識誤區”。
石板幕牆的技術性細節如支承構架、掛件的選擇等則可交給專業幕牆設計師或專業廠商，根據幕牆設計要求綜合考慮重力荷載、風載、地震作用、溫度作用以及主體結構的變形等諸多因素深化設計，並提供固定型材的預埋件位置以便結構施工時預埋。
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