李書雅　程云杉

[摘要]竹材作為一種性質(zhì)優(yōu)良的建筑材料備受青睞，而近年來竹構(gòu)建筑也方興未艾。本文以竹構(gòu)為研究基礎(chǔ)，從美學(xué)方面闡述重復(fù)的藝術(shù)手法在竹構(gòu)中的應(yīng)用，結(jié)合親身建造的竹構(gòu)，分析從簡單元素通過不同的組合方式形成復(fù)雜構(gòu)筑物的設(shè)計手法，以及在過程中問題的分析與解決。通過這個過程，我們可以將單一元素通過不同組合方式設(shè)計出具有不同韻律的構(gòu)筑。

[關(guān)鍵詞]竹構(gòu)；重復(fù)；變化；節(jié)奏韻律

文章編號：2095-4085（2016）05-0060-03

建筑的“重復(fù)”作用在于將建筑視覺形象秩序化、整齊化，在圖形中可以呈現(xiàn)出和諧統(tǒng)一的視覺效果。在建筑設(shè)計中連續(xù)不段的使用同一元素，成為重復(fù)的基本形態(tài)，大的基本形態(tài)重復(fù)，可以產(chǎn)生整體構(gòu)成的力度；細(xì)小密集的基形態(tài)的重復(fù)會產(chǎn)生形態(tài)機(jī)理的效果。這些關(guān)于重復(fù)的建筑藝術(shù)手法相輔相成，并通過反復(fù)的重復(fù)設(shè)計突出主題，強(qiáng)化了觀眾的視覺記憶，成為建筑設(shè)計中不可或缺的設(shè)計手法。

1.“重復(fù)”手法及在構(gòu)筑物中的應(yīng)用

1.1線性排列構(gòu)成

線性排列是最為常見的一種構(gòu)成方式，人類最初的構(gòu)建行為就已經(jīng)體現(xiàn)了這種方式。線性排列的方式雖然直接而簡單，但往往能創(chuàng)造明確的秩序感，產(chǎn)生嚴(yán)謹(jǐn)有序的心理感受，古希臘神廟正是運用柱式的線性排列創(chuàng)造了莊嚴(yán)神圣的建筑氛圍。對于中國傳統(tǒng)木構(gòu)建筑，線性排列更是其構(gòu)建的基本原則；對于竹材而言，其本身就是線性的形態(tài)，在進(jìn)行線性排列的同時易于產(chǎn)生明確的秩序感，同時由于竹材的獨特性，相似中略有不同，使得秩序中富有變化，嚴(yán)謹(jǐn)而不單調(diào)。

1.2面狀編織構(gòu)成

編織是一門古老技藝。建筑理論家森佩爾認(rèn)為：建筑與編織同步。編織的構(gòu)成方式由于與同類材料及結(jié)構(gòu)形態(tài)的重復(fù)而具有很強(qiáng)的統(tǒng)一感與韻律感。實際上，編織是一種使線條轉(zhuǎn)化為面，從一維到二維的手法，在對線條的編織中，會產(chǎn)生不同的肌理形態(tài)，有的是材料本身帶來的，而有的是不同的編織方式形成的。在長期的實踐中，人們總結(jié)了多種編織方式，隨著設(shè)計手法的創(chuàng)新，竹材編織又加入了一些新元素，如無序編織，沿自由曲面編織等，都以不同的形式展現(xiàn)了面狀編織其獨特的表現(xiàn)力。對于目前竹構(gòu)的編織手法，可大致分為：平面有序編織，平面無序編織，曲面有序編織及曲面無序編織。

1.3空間交織構(gòu)成

空間交織構(gòu)成是一種三維空間的構(gòu)成形式，這一構(gòu)成方式通常按照一種秩序進(jìn)行組合。竹材在進(jìn)行空間的交織構(gòu)成時能產(chǎn)生明確有序的形式感，同時交織的秩序多樣性也使得最終的建造形式千變?nèi)f化。因此，空間交織構(gòu)成的這種手法常用于竹材作為結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)筑物中。竹材良好的力學(xué)性質(zhì)與空間交織手法相結(jié)合能形成受力合理、豐富多彩的結(jié)構(gòu)形式，凸顯交織之美。

2.案例分析——以校園竹構(gòu)建造為背景

2015年南京林業(yè)大學(xué)校園竹構(gòu)作品“生命之錐”是以正四面體為骨架元素，按照空間交織的構(gòu)成手法進(jìn)行組合、變化，最終搭建而成的一個扭曲的多面構(gòu)架。

2.1單體優(yōu)勢

我們選擇正四面體為結(jié)構(gòu)元素，是充分考慮了它的優(yōu)勢所在。正四面體是由四個全等正三角形圍成的空間封閉圖形，是最簡單的正多面體，由于正四面體與自身完全對偶，也是一種柏拉圖多面體。在平面中，三角形的穩(wěn)定性最強(qiáng)，同樣，在立體中幾何中正四面體有著很強(qiáng)的抵抗外在破壞力的能力。在實際生產(chǎn)中，三角形是框架結(jié)構(gòu)中最常見的形式，它結(jié)實穩(wěn)固，耗材最小。例如建筑工地上腳手架間用斜撐的鋼管以確保整體的穩(wěn)定性，我們?nèi)粘Ｋ脭z像機(jī)的三腳架同樣是在空間上形成了四面體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

2.2平凡到異殊的組合模式

基于對正四面體結(jié)構(gòu)的普遍性與優(yōu)勢的了解，我們校園建造的竹構(gòu)作品“生命之錐”（圖1，2）以正四面體為基本元素進(jìn)行組合。由于正四面體的幾何對稱形和規(guī)律性有著多種的組合方式。四個相同的正四面體頂點相接能夠組成一個大正四面體，九個單體頂點相接會組成一個更大的正四面體，這種平方模式可以組成不同大小的正四面體。而正四面體如果兩兩圍繞一點，面面相接，每一個正四面體頂點為60度，六個單體就可以組成一個新多面體。如果單體以任意方向面與面自由銜接，那就有多種可能性。以校園構(gòu)造“生命之錐”為例，就是正四面體縱向連接，形成一條扭曲的長構(gòu)筑，并且可以根據(jù)需要在整體上增減四面體單元以適應(yīng)外部環(huán)境。

2.3組合過程中的問題及處理

2.3.1穩(wěn)定性

在實際建造中也遇到了幾點問題，一是多個正四面體組合后，形成了一個不規(guī)則的扭曲多面體，導(dǎo)致了該構(gòu)筑物的著地點過少，整個構(gòu)架搖晃不定，尤其當(dāng)我們向構(gòu)筑一端不斷向上疊加單元體時，因為下方受力不均，導(dǎo)致頭重腳輕，幾乎有傾覆的危險。出于安全考慮，我們最終減少了向上疊加的單元體個數(shù)，使得整個構(gòu)筑物重心下移，維持了基本的穩(wěn)定。在后一次的建造實踐中，我們采取了相應(yīng)的應(yīng)對措施：一是將竹竿按質(zhì)量分類，較重的竹竿組建的單元體將來放置在構(gòu)筑物的底層，相反，輕質(zhì)的竹竿組成的單元體疊加在上層，可以保持重心接近地面；二是增加構(gòu)筑物與接觸面的面積與摩擦力。第一次建造由于構(gòu)筑物擺放在水泥地面上，著地點少，導(dǎo)致不穩(wěn)定，而第二次建造在山問進(jìn)行，竹構(gòu)作品擺放在林間草地上，柔軟的草地與竹構(gòu)有著較大的接觸面，草坪地為竹構(gòu)提供了摩擦力，使得竹構(gòu)的穩(wěn)定性大大增強(qiáng)；三是依托山間起伏多變的地形組合單元體，設(shè)計結(jié)合地形，穩(wěn)定性更強(qiáng)。

2.3.2節(jié)點

另一個問題便是節(jié)點問題，節(jié)點是竹竿與竹竿間交接部位的處理，也是重要的受力結(jié)構(gòu)，在一定程度上，節(jié)點的類型決定了整個構(gòu)筑物的造型以及制作方式。對于正四面體結(jié)構(gòu)的連接，每一個單元體中，一個節(jié)點要連接三根桿件，其對于受力要求較高。在工業(yè)生產(chǎn)上常使用鋼節(jié)點，鋼鐵焊接，這種節(jié)點有著較高的穩(wěn)定性，不易變形，而且適應(yīng)工業(yè)化大批量生產(chǎn)。在日常生活中我們也常能看到這類結(jié)構(gòu)，如各種網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，它們因具有標(biāo)準(zhǔn)化，模數(shù)化，規(guī)范化的優(yōu)點而受到青睞。與工業(yè)化節(jié)點相對的是手工節(jié)點，手工節(jié)點有著可操作性強(qiáng)的優(yōu)點，但對于手工工藝有著較高的要求。在兩次建造活動中，我們也分別嘗試制作了以下幾種節(jié)點：

（1）鋼絲綁扎，簡單粗放，節(jié)點容易晃動，不穩(wěn)定。（2）螺桿連接，耗時間長，節(jié)點精確性不強(qiáng)，但穩(wěn)定性好。（3）木板+合頁，工序復(fù)雜，對手工藝要求高。最終結(jié)合昆明理工大學(xué)實驗研究的石膏節(jié)點的理論基礎(chǔ)，我們采用了鋼構(gòu)+石膏灌注（圖3）的模式。即把三根螺桿按一定角度交于一個預(yù)制好的球節(jié)點，球節(jié)點為鋼制，球上按四面體頂角的交角度數(shù)預(yù)留孔洞，以備螺桿插入擰牢，于是便形成了一個鋼球、三根螺桿的結(jié)構(gòu)模式，最后再將三根螺桿分別垂直插入竹竿空腔，螺桿與竹腔的空余部分用石膏填滿。由于石膏強(qiáng)度大，和易性好，凝結(jié)快，質(zhì)量也較同體積的水泥輕，所以選擇石膏為灌注材料。通過實驗發(fā)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)是簡便而牢固的，所以在整個竹構(gòu)中，不僅單元體內(nèi)部可以采用這種方式，單元體與單元體之間的連接亦可采用。

“鋼結(jié)構(gòu)+石膏灌注”模式介于工業(yè)化與手工生產(chǎn)之間，鋼球節(jié)點可以通過工廠提前預(yù)制，螺桿也可以提前按照所需長度截取，有著工業(yè)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化的特點。而節(jié)點與竹材的連接以及填充石膏的過程，可根據(jù)竹竿長短、粗細(xì)等不確定因素做出相應(yīng)調(diào)整，因此也具有手工操作的可變性。

2.3.3重桿

在拼接組合過程中，另一個不可忽視的問題是重桿現(xiàn)象的處理。由于多個相同正四面體相連接，會有重合的面和桿件，在構(gòu)筑物中間相連部分最多會有3根重桿，我們可以簡化其結(jié)構(gòu)，重復(fù)部分僅用一根桿件，這樣會大大減少竹材的使用，節(jié)約成本。當(dāng)然，我們也可以選擇不簡化，保留重桿，這種處理手法意在突出竹構(gòu)的線條，避免竹構(gòu)形成網(wǎng)架結(jié)構(gòu)而帶來的相同粗細(xì)線條的視覺單一感，同時通過粗細(xì)線條的劃分強(qiáng)調(diào)了正四面體的骨架元素地位。保留重桿，可以使整個構(gòu)架中正四面體以獨立的單元存在，可以在搭建前批量化生產(chǎn)，然后再根據(jù)需要進(jìn)行組裝，還可以通過增減獨立單元體或者改變單元體在構(gòu)架中的位置從而對實際方案進(jìn)行便捷的修改。如果簡化重桿，整個構(gòu)建要一次性完成，相反，采用獨立的正四面體單元，不僅在整體效果上是完整的，在實際施工中也有著單元體便捷的優(yōu)勢，在視覺上有著線條重復(fù)感（圖4）。

2.3.4空間與尺度

竹構(gòu)的尺度問題也是我們關(guān)注的核心之一，將每個單元體設(shè)為邊長1.5 m的正四面體，實際上這是比我們的最初設(shè)計縮小了50%邊長。在建造過程中，我們眼中一個個正四面體組合而成的普通構(gòu)架，在兒童眼中成為了有著不同感受的小空問，成年人以俯視的視角看待這個構(gòu)造，但是6—8歲的兒童可以在其間自由穿梭（圖5）。根據(jù)不同需要在各正四面體單元上增加編織的圍護(hù)面，兒童便可以在其問互動，體會或開敞或封閉的不同空間，感受由陽光帶來的豐富投影。

3.結(jié)語

“重復(fù)”作為自然界中司空見慣的現(xiàn)象，在人類社會的建造活動中也成為一種常見手法，通過重復(fù)可以使得單一元素在組合后具有節(jié)奏與韻律之美。我們以親身實踐的校園建造為案例分，簡述重復(fù)所帶來的優(yōu)勢：可批量化生產(chǎn)、多種組裝方式、具有模數(shù)化、有利于工業(yè)化模式下的生產(chǎn)現(xiàn)狀、具有良好的多變性與適應(yīng)性，也闡釋了在重復(fù)組合過程中遇到的問題。在此過程中，不變的是簡單的一成不變的同一個元素，而變化最終所呈現(xiàn)的確是千姿百態(tài)的形式和韻律之美，其所需要的便是重復(fù)衍生的過程、奇思妙想的設(shè)計策略，才使得一切從單一轉(zhuǎn)化為豐富多彩。