在任何一項(xiàng)建造實(shí)踐中,建筑與結(jié)構(gòu)的表達(dá)都是一個(gè)被反復(fù)討論的話題和不斷推演的過程。在建筑與結(jié)構(gòu)融合的合理性與表達(dá)的真實(shí)性這兩者中,常常有如體育中心的大跨度建筑、超高層建筑,其結(jié)構(gòu)以幾乎絕對(duì)的主導(dǎo)性呈現(xiàn)建筑空間,也有相對(duì)較小規(guī)模的建造,以建筑與結(jié)構(gòu)的合理平衡塑造獨(dú)特的空間體驗(yàn)。因此,特別邀請(qǐng)多位來(lái)自高校、設(shè)計(jì)院和獨(dú)立設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的建筑師與結(jié)構(gòu)工程師暢言建筑與結(jié)構(gòu)的多樣性呈現(xiàn),探討建筑與結(jié)構(gòu)表達(dá)的多種可能,以及空間塑造與結(jié)構(gòu)高效之間的平衡,這種平衡恰恰游離于合理之外。當(dāng)下,對(duì)于建筑的訴求雖然多在表皮、形式、新技術(shù)、城市、環(huán)境等層面,但對(duì)于建筑與結(jié)構(gòu)的思辨仍然非常重要,值得每位建筑師與結(jié)構(gòu)工程師警醒。
袁 烽
曾 群
榮朝暉
張 男
周 健
黃永強(qiáng)
袁 鑫
張 準(zhǔn)
陸 洋
嘉賓:
[袁 烽]同濟(jì)大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院教授
[劉宇揚(yáng)]劉宇揚(yáng)建筑事務(wù)所創(chuàng)始人、主持建筑師
[曾 群]同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院(集團(tuán))有限公司副總裁、副總建筑師
[榮朝暉]江蘇中銳華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司董事長(zhǎng)
[張 男]上海中森建筑與工程設(shè)計(jì)顧問有限公司總建筑師
[周 健]華建集團(tuán)華東建筑設(shè)計(jì)研究總院結(jié)構(gòu)工程師
[黃永強(qiáng)]華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司主任工程師
[袁 鑫]袁鑫工程顧問(上海)事務(wù)所
[張 準(zhǔn)]和作結(jié)構(gòu)建筑研究所聯(lián)合創(chuàng)始人
[陸 洋]獨(dú)立結(jié)構(gòu)工程師
劉宇揚(yáng):就建筑學(xué)的傳統(tǒng)訓(xùn)練而言,我們通常把空間、功能、形式等方面作為首要考慮因素。而結(jié)構(gòu)、機(jī)電和暖通等是用以實(shí)現(xiàn)上述層面的技術(shù)手段,同時(shí)也以一種更次要和隱性的方式,“配合”著作為“主角”的建筑共同“演出”。然而,在當(dāng)下我們會(huì)同時(shí)面對(duì)這兩種情況:一是空間的不確定性或多樣性;二是在被使用的過程中,空間能不斷地被更新和改造,功能也更趨于一種模糊狀態(tài)。這與在現(xiàn)代主義語(yǔ)境下所產(chǎn)生的明確的空間與功能不同。這時(shí)候,建筑的本體是什么已經(jīng)開始受到質(zhì)疑和改變。
就建筑形式而言,當(dāng)今似乎沒有任何形式是無(wú)法被實(shí)現(xiàn)或接受的。換而言之,在當(dāng)下建筑學(xué)的語(yǔ)境里,已經(jīng)不存在所謂的主流風(fēng)格。通過近兩百年的技術(shù)演變,當(dāng)代建筑對(duì)于形式的訴求——與現(xiàn)代主義或更早的新古典主義等相比——已經(jīng)是絕對(duì)的多樣化呈現(xiàn),致使如今結(jié)構(gòu)開始重新進(jìn)入到一個(gè)更顯性而主動(dòng)的層面上。如果我們回到文藝復(fù)興和古典主義建筑的時(shí)期,無(wú)論是在西方或東方,結(jié)構(gòu)都是作為一個(gè)非常強(qiáng)而顯著的元素與建筑并置。結(jié)構(gòu)的思考和表現(xiàn)會(huì)直接被反映在空間、材料和建構(gòu)上。實(shí)際上,結(jié)構(gòu)從來(lái)不應(yīng)該與文化分開考慮。在不同歷史文化背景下的中國(guó)、日本或是歐州大陸,木結(jié)構(gòu)的構(gòu)造和呈現(xiàn)都有一定的共性。到了現(xiàn)/當(dāng)代時(shí)期,木結(jié)構(gòu)在體系上的轉(zhuǎn)譯開始有了隨著鋼、鋁型材和膠合木、竹等新材料的出現(xiàn)而產(chǎn)生的新體系。同樣,在石材和磚所組成的結(jié)構(gòu)和建造體系下產(chǎn)生的城市空間和場(chǎng)景具有相似性。不論是在中國(guó)的泉州、土耳其的伊斯坦布爾或意大利的托斯卡納,我們都能看到同屬磚石自身特有的呈現(xiàn),甚至使人產(chǎn)生一種恍如穿越的情景。而不同地域環(huán)境由于材料的相似性所產(chǎn)生的空間的相似性,會(huì)由于各地的建筑表現(xiàn)與結(jié)構(gòu)技術(shù)的演繹,形成屬于地方文化的差異性。
當(dāng)我們把關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)的討論放到當(dāng)下全球化的語(yǔ)境中,不論是鋼結(jié)構(gòu)還是混凝土結(jié)構(gòu)等現(xiàn)/當(dāng)代體系,都早已不存在絕對(duì)的文化性或地方性,而每個(gè)地方的人們都有找回屬于自己地方文化的訴求。對(duì)此,我認(rèn)為并沒有絕對(duì)的答案。在后現(xiàn)代時(shí)期,建筑更多地運(yùn)用了歷史符號(hào)和文化象征的元素去表達(dá)在地性,與真正結(jié)構(gòu)的關(guān)系往往是脫節(jié)的。我認(rèn)為較為理想的方向是,通過對(duì)地形學(xué)(Topography)、材料性(Materiality)和氣候浸潤(rùn)(Weathering)的研究,重新建構(gòu)屬于建筑本體的在地性(Autonomous Locality),這也是我在實(shí)踐中一向關(guān)注的議題。
云廬一期餐廳(劉宇揚(yáng))
云廬一期客房室內(nèi)(劉宇揚(yáng))
江橋申窯藝術(shù)中心及藝術(shù)精品酒店(劉宇揚(yáng))
在重視在地性的前提下,我們需更誠(chéng)實(shí)地面對(duì)全球化背景所產(chǎn)生的通屬工業(yè)材料,通過真實(shí)的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造將它們體現(xiàn)出來(lái)。舉一個(gè)例子,云廬一期我們最大程度保留原土磚房,同時(shí)從內(nèi)部必要的基礎(chǔ)設(shè)施著手,植入鋼結(jié)構(gòu)“內(nèi)膽骨架”以符合使用體驗(yàn)性和結(jié)構(gòu)合理性。新建餐廳部分,因當(dāng)?shù)夭簧a(chǎn)用于結(jié)構(gòu)的木料,為避免對(duì)生態(tài)和資源的浪費(fèi)我們采用鋼結(jié)構(gòu),并誠(chéng)實(shí)地裸露出來(lái)。這是通過很小的例子嘗試以更全面的場(chǎng)所、氛圍、景觀與材料的渲染,讓鋼結(jié)構(gòu)更好地融合于場(chǎng)地中。在不回避工業(yè)化材料與結(jié)構(gòu)前提下,使建筑呈現(xiàn)出屬于當(dāng)代的在地性。另外一個(gè)非常值得探索的,也是反映中國(guó)城市化進(jìn)程面臨的契機(jī)——存量改造與更新。比如我們剛落成的申窯藝術(shù)中心,從原有的混凝土中“長(zhǎng)出”新的鋼結(jié)構(gòu)。透過新與老、輕與重、受拉與受壓關(guān)系的組合,豐富空間的形式。結(jié)構(gòu)與建筑的關(guān)系,是理性和感性的對(duì)話,唯有持積極和開放的態(tài)度來(lái)尋求兩者之間的最佳平衡。
榮朝暉:多米諾體系之后,皮和骨的分離造成了建筑師和結(jié)構(gòu)工程師的獨(dú)立。相對(duì)于合理性,建筑師更關(guān)注的是結(jié)構(gòu)上位邏輯。結(jié)構(gòu)提供了一個(gè)內(nèi)在的邏輯系統(tǒng),這是一種具有文化意義的象征。密斯的方格提供了一個(gè)普世價(jià)值,而路易斯·康的AB系統(tǒng)提供了次序和等級(jí)。普世的均質(zhì)柱網(wǎng)需要一個(gè)無(wú)梁平直的頂篷,許多建筑師因此偏好大板結(jié)構(gòu)而非普通的梁板體系。而另一個(gè)方面就是頂篷次序的表達(dá),拱的方向性自然剔除了梁的片面雙向維度中的一個(gè),而讓結(jié)構(gòu)成為更有次序的存在。讓最后的結(jié)構(gòu)看起來(lái)是結(jié)構(gòu)所需要的邏輯,但問題是這個(gè)邏輯源自建筑的邏輯意義上的追求。
袁鑫:對(duì)于每一棟具體的建筑,最美好的結(jié)構(gòu)是唯一的,無(wú)論是對(duì)體系還是對(duì)組成體系的構(gòu)件或連接構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)而言。力之于建筑,如水流溪谷,結(jié)構(gòu)工程師只需要感受并發(fā)現(xiàn)它,而不是試圖去創(chuàng)造或表演它,是謂回到力學(xué)的本源。
在抗震規(guī)范強(qiáng)條的加持下,結(jié)構(gòu)專業(yè)時(shí)常有直接說(shuō)“不”的權(quán)力,但同時(shí)結(jié)構(gòu)工程師也需要回到力學(xué)的基礎(chǔ),培養(yǎng)自己面對(duì)建筑師時(shí)說(shuō)行的能力。畢竟結(jié)構(gòu)是建筑的局部,需要自律、克制和適配,找到最合適的唯一形態(tài),讓水在溪谷里順暢流動(dòng)。
周?。航Y(jié)構(gòu)的基本功能是作為支撐建筑的骨架,為建筑提供安全保證。單獨(dú)的結(jié)構(gòu)本身就已經(jīng)是一個(gè)毛坯的建筑,可以為后面的一切應(yīng)用提供可能,這是結(jié)構(gòu)在一個(gè)建筑中客觀擁有的地位。
結(jié)構(gòu)又只是組成整體建筑的一部分,是為那“后面的一切”服務(wù)的,并能影響“后面的一切”的最終效果。結(jié)構(gòu)的體系、構(gòu)件的拓?fù)潢P(guān)系與尺度、節(jié)點(diǎn)的做法,這些結(jié)構(gòu)上的選擇直接影響著整體建筑的形態(tài)、空間和細(xì)節(jié)等主要物理特性,這種影響有些情況下是決定性的?;诮ㄖ恼w需求進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),是在保證建筑安全這一基本要求之上的進(jìn)一步目標(biāo)。
我認(rèn)為結(jié)構(gòu)本身并沒有確定的文化或象征意義,但在整體建筑的特定條件下,則有被當(dāng)作載體去表現(xiàn)或強(qiáng)化某種象征、文化意義的可能性。這更多是建筑師要考慮的問題,結(jié)構(gòu)工程師的任務(wù)是使設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)符合建筑師想要的風(fēng)格,比如有力的、精致的、簡(jiǎn)潔的、厚重的、輕靈的。
張男:這個(gè)問題簡(jiǎn)直撓到了建筑師的癢點(diǎn),讓最惜言如金的人也不吐不快。建筑師如何看待結(jié)構(gòu)?愛到極致?。]有結(jié)構(gòu),建筑就是面團(tuán)泥塑,想怎么捏都行;或者蔽體的樹葉,遮羞臉面而已。結(jié)構(gòu)給建筑以合法的邏輯身份與形式的理性特質(zhì),有了結(jié)構(gòu),建筑才有空間,然后才有靈魂。
空間或者力學(xué)構(gòu)件當(dāng)然可以是某種象征,但也可以不是;當(dāng)然可以是文化載體,這個(gè)一定是,不載都不行,逃不掉的。這個(gè)理解的線索是沿著結(jié)構(gòu)-技術(shù)可行性-技術(shù)能力-當(dāng)下的技術(shù)水平來(lái)尋源的,是時(shí)代技術(shù)論的文化,而不是符號(hào)化的文化。比如,古埃及神廟的神秘幽深是因?yàn)槲蓓斒瘲l跨度有限,柱子只能又粗又密造成的;而羅馬萬(wàn)神廟的軒敞高闊是拱券技術(shù)水平的功勞。在這里,結(jié)構(gòu)就是文化。
張準(zhǔn):結(jié)構(gòu)構(gòu)件除了基本的承重作用,一旦被放入建筑語(yǔ)境內(nèi)討論,多少都會(huì)產(chǎn)生其他附加意義,即使構(gòu)件已經(jīng)全部被外包隱蔽掉也是如此。而空間、文化的表達(dá)不一定要通過結(jié)構(gòu)或者結(jié)構(gòu)構(gòu)件的方式。是否要以結(jié)構(gòu)表達(dá)這些因素,更像是面對(duì)具體項(xiàng)目的設(shè)計(jì)策略,建筑師確定這個(gè)策略后(也可能是一種客觀環(huán)境決定的設(shè)計(jì)策略),需要結(jié)構(gòu)師設(shè)法理解并巧妙地實(shí)現(xiàn)。這種情況下,結(jié)構(gòu)構(gòu)件及體系的力學(xué)純粹一般都會(huì)被有所打破,但并不是為此放棄結(jié)構(gòu)的優(yōu)雅、理性與邏輯,設(shè)法建立多重因素與結(jié)構(gòu)(力學(xué))的類比及聯(lián)系,找到契合點(diǎn)是挖掘結(jié)構(gòu)(構(gòu)件)設(shè)計(jì)潛力最有趣的地方。
陸洋:從結(jié)構(gòu)工程師角度來(lái)說(shuō),結(jié)構(gòu)是力學(xué)的體現(xiàn),但不一定是力學(xué)1:1的翻譯,應(yīng)當(dāng)更主動(dòng)地去詮釋空間,三者是統(tǒng)一的整體。力學(xué)是結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ),而結(jié)構(gòu)的存在是為空間服務(wù)的;反過來(lái)說(shuō),空間是由結(jié)構(gòu)“部分決定”的(還有建筑),而結(jié)構(gòu)是力學(xué)眾多的解析形式之一。可以簡(jiǎn)單地理解為,力學(xué)基礎(chǔ)支撐結(jié)構(gòu)變化,結(jié)構(gòu)變化服務(wù)空間要求。
袁烽:從建筑師的角度來(lái)看,建筑與結(jié)構(gòu)的關(guān)系演變?cè)跉v史上其實(shí)經(jīng)歷了多個(gè)階段。在文藝復(fù)興早期,建筑師被描述為“全能型選手”,工作內(nèi)容涵蓋了從選址、設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)到施工乃至建造的全過程。阿爾伯蒂(L.B.Leon Battista Alberti)于《論建筑》中說(shuō)到,建筑應(yīng)該“看起來(lái)像(Look Like)”符合結(jié)構(gòu)的,而非“是(Be)”符合結(jié)構(gòu)的,體現(xiàn)了對(duì)建筑的外形輪廓及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的關(guān)注。
從哥特時(shí)期、文藝復(fù)興時(shí)期開始一直到現(xiàn)代主義出現(xiàn)之前,建筑與結(jié)構(gòu)的關(guān)系還是較近的,建筑設(shè)計(jì)與建造手工藝仍緊密相關(guān)。18世紀(jì)隨著圖解靜力學(xué)與投影透視的發(fā)展,建筑設(shè)計(jì)已經(jīng)有了一些圖解式的計(jì)算,但這個(gè)時(shí)候建筑師與結(jié)構(gòu)工程師的角色仍是合二為一的。
建筑師與結(jié)構(gòu)工程師身份的分離,也可以說(shuō)是建筑與建造的脫離,發(fā)生在現(xiàn)代主義之后。在這一階段,各個(gè)領(lǐng)域的勞動(dòng)分工和知識(shí)的專業(yè)化越來(lái)越明晰,這是科技進(jìn)步的標(biāo)志之一,也使得結(jié)構(gòu)工作從建筑師的工作中基本完全剝離。而隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的發(fā)展,結(jié)構(gòu)工程師也能更加專業(yè)地對(duì)建筑進(jìn)行深化與結(jié)構(gòu)計(jì)算,使得本由建筑師統(tǒng)管的建筑工作流程逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄖ熥鲈O(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)工程師來(lái)實(shí)現(xiàn),而因此帶來(lái)的結(jié)果是建筑師與結(jié)構(gòu)工程師職業(yè)的分離。在這里面,“‘看起來(lái)像’符合結(jié)構(gòu)的”這一命題,既不屬于建筑師,也不屬于結(jié)構(gòu)工程師,從而導(dǎo)致了沒有哪方真正關(guān)心結(jié)構(gòu)表現(xiàn)這件事,因?yàn)樗路鸩粚儆谌我庖环降谋韭毠ぷ鳎@正是建筑及結(jié)構(gòu)的分離所造成的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)的失落。
張準(zhǔn):如果接納結(jié)構(gòu)可以表達(dá)(或承擔(dān))承重之外的更多價(jià)值,其實(shí)就已經(jīng)向“看起來(lái)像符合結(jié)構(gòu)”在靠近。不過這并不是說(shuō)結(jié)構(gòu)作為基本受力的客觀力學(xué)內(nèi)涵并不重要,而是在力學(xué)之上提了更高的要求。
袁烽:在談及建筑與結(jié)構(gòu)一體化的關(guān)系時(shí),我們往往遺漏了一個(gè)重要的歷史階段,一個(gè)以結(jié)構(gòu)師的創(chuàng)造力為主導(dǎo)的發(fā)展階段,其中的代表人物主要包括高迪(Antonio Gaudi)、弗雷·奧托(Frei Otto)等。這個(gè)時(shí)期的建筑形式大多源于結(jié)構(gòu)物理找形,從而得到既具有結(jié)構(gòu)張力又富有表現(xiàn)性的建筑。當(dāng)時(shí)的建筑表現(xiàn)更多的是一種對(duì)于力學(xué)的直接表達(dá),而它的隱喻及其他含義其實(shí)并不明顯。
這樣做建筑當(dāng)然是有局限性的。第一,這種從力學(xué)找形出發(fā)的建筑,它的建造方式大部分都是非線性的,而且對(duì)于重力以外的受力,包括風(fēng)荷載、雪荷載,還有一些動(dòng)荷載等是沒有足夠考慮的。其二是因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)框架在一些非大跨建筑中所表現(xiàn)出來(lái)的功能性和空間適應(yīng)性是很有限的。加之此類從物理模擬到找形再到建造的項(xiàng)目,往往背后是巨大的工作量,不僅僅是案頭的設(shè)計(jì)畫圖工作,還需要很多物理建模來(lái)進(jìn)行力學(xué)模擬工作。所以一段時(shí)間后,該模式就迅速埋藏于歷史中了。
而興盛于20世紀(jì)50、60年代的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)在當(dāng)代又被重新提及,主要是因?yàn)楝F(xiàn)代數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,其發(fā)展所帶來(lái)的結(jié)果則是一種新的建筑表現(xiàn)與結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)范式,我們稱之為“結(jié)構(gòu)性能化”。這種性能化的技術(shù)所帶來(lái)的是一種形式的超越和改變。
可以說(shuō),結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)過程帶來(lái)了更多形式結(jié)果的涌現(xiàn)。尤其是在具有特別設(shè)計(jì)目標(biāo)的結(jié)構(gòu)找形技術(shù)、優(yōu)化技術(shù)與迭代技術(shù)中,新的形式開始出現(xiàn),包括線性的,也包括非線性的。這對(duì)于設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)流程都是一種重新定義,而最后呈現(xiàn)出的建筑創(chuàng)意,可能就來(lái)自于許多特殊的數(shù)字技術(shù)工具與平臺(tái)。
這些數(shù)字技術(shù)工具與平臺(tái)其實(shí)大多源于結(jié)構(gòu)工程師的基礎(chǔ)研發(fā),但現(xiàn)在它們的使用者卻不僅限于結(jié)構(gòu)工程師,大量的建筑師也在開始學(xué)習(xí)使用。這帶來(lái)的直接轉(zhuǎn)變則是建筑師從過去純粹的美學(xué)、功能流線或者文化含義——轉(zhuǎn)變?yōu)橥瑫r(shí)需要權(quán)衡結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)過程中所產(chǎn)生的表現(xiàn)性。
袁鑫:最初的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)樸素而無(wú)奈,比如趙州橋的拱形、巴黎圣母院的飛扶壁、應(yīng)縣木塔的斗栱?;炷猎谝粦?zhàn)前已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用于建筑,兩次世界大戰(zhàn)破壞了工業(yè)生產(chǎn)力,社會(huì)重建就不可避免地需要依托當(dāng)時(shí)的實(shí)際情況(物資匱乏、產(chǎn)能不足和熟練工匠斷代),這使得昂貴的表皮和繁瑣的細(xì)部工藝不得不讓位給內(nèi)在功能和必須的結(jié)構(gòu)骨骼,可以說(shuō)這一階段的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)仍然是被動(dòng)的。
而當(dāng)前的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)似乎更多的是建筑師的主動(dòng)選擇。作為無(wú)限可能里的一條路徑,它也許不應(yīng)被強(qiáng)調(diào)或成為一種潮流,就像慵懶午后躺在湖邊,需要一杯清茶、淡酒可能是無(wú)限多選擇里的一種自然需求,而當(dāng)前泛濫的茶葉店和紅酒店就有種怪怪的感覺。
谷之教堂(石上純也)
木瀆書屋(張男)
南京藝術(shù)學(xué)院展館加建(張男)
石上純也(Junya Ishigami)的谷之教堂,是結(jié)構(gòu)表現(xiàn)的偉大項(xiàng)目,既有力量又極致純凈。除了鋼骨混凝土墻體自身,建筑師不附加裝飾或屋頂圍護(hù)。作為該項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)工程師,無(wú)論方案階段還是施工圖設(shè)計(jì)中都始終被一種精神牽引,這是我在做那些即使是更強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)屬性的大懸挑之類建筑中也沒有感受到過的。
周?。喊呀Y(jié)構(gòu)作為建筑的表達(dá),可以把建筑形成的原始邏輯直接地展現(xiàn)出來(lái),這是任何一種其他后期裝飾的表達(dá)所無(wú)法替代的。結(jié)構(gòu)形式本身就是自由多變沒有定式的,在每個(gè)建筑不同的約束條件下,被不同的結(jié)構(gòu)形式自然而然地催生出來(lái)。這種結(jié)構(gòu)形成邏輯的展示表達(dá)是非常有意思的。
結(jié)構(gòu)表達(dá)可以是目的,把結(jié)構(gòu)作為主題,強(qiáng)調(diào)建筑形態(tài)和空間的形成邏輯之美及結(jié)構(gòu)本身的形式之美,比如天然的結(jié)構(gòu)力量之美,或是超出期待的精細(xì)之美。結(jié)構(gòu)表現(xiàn)也可以是手段,作為強(qiáng)化建筑特點(diǎn)的載體,提升建筑的品質(zhì),比如展示建筑的精致性、高效性、簡(jiǎn)潔性、流動(dòng)性等。
我覺得結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)方式應(yīng)該響應(yīng)建筑使用者的感受需求,不同功能的建筑空間應(yīng)有不同的結(jié)構(gòu)表現(xiàn),比如近人的、停留時(shí)間長(zhǎng)的、安靜的空間,像航站樓候機(jī)區(qū)域,一般適合精致、簡(jiǎn)潔的結(jié)構(gòu)表達(dá);高大的、快速通過的或嘈雜的空間,比如航站樓辦票區(qū)域、體育場(chǎng)館,可以采用充滿力量感或強(qiáng)烈的結(jié)構(gòu)表達(dá)。對(duì)于整體性的全面結(jié)構(gòu)表達(dá)需要特別謹(jǐn)慎,相對(duì)而言,局部區(qū)域的結(jié)構(gòu)表達(dá),有時(shí)一個(gè)構(gòu)件如樓梯的表達(dá),也往往有機(jī)會(huì)成為建筑的亮點(diǎn)。
張男:建筑師都喜歡表達(dá)建構(gòu),建構(gòu)可以說(shuō)是建筑師喜歡結(jié)構(gòu)的明證,因?yàn)闆]有結(jié)構(gòu)承遞關(guān)系的建構(gòu)就蛻變成了裝飾。能外露就不遮掩,能不涂刷就不涂刷,能表現(xiàn)就不愿錯(cuò)過,材料和構(gòu)件的交接簡(jiǎn)直就是人性誠(chéng)實(shí)與否的試金石。密斯·凡德羅的德國(guó)館十字鋼柱的頭尾兩端,路易斯·康的金貝爾美術(shù)館拱殼板的拱腳和狹縫,讓所有非專業(yè)的人士都能夠感知(或忽略)力的傳遞和邏輯關(guān)聯(lián),才是最讓人得意的吧。
以兩個(gè)小房子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例,雖不夠理想,也嘗試做過同樣的思考。木瀆書屋是全木結(jié)構(gòu),即木柱(包括斜木柱)、木主梁、木屋面板系統(tǒng)三部分。稍微特殊的是,這里沒有木次梁一層,因?yàn)槲菝嫦到y(tǒng)實(shí)際上是利用集成材釘合木(NLK)系統(tǒng)整合了次梁與檁、屋面板三個(gè)部分,相當(dāng)于使之成為一塊剛性大木板,直接放在主梁上。實(shí)際上如果不是為了加強(qiáng)整體剛度,這塊大木板直接擱在柱頂,連主梁省掉也成立。一個(gè)完整順滑的木構(gòu)件板底面就毫無(wú)保留地呈現(xiàn)出來(lái),由室內(nèi)到室外,無(wú)遮無(wú)攔。為了不干擾這個(gè)頂面,我們甚至不走電線、不掛空調(diào),僅用長(zhǎng)線垂吊碗燈數(shù)盞而已。
在另一個(gè)案例南京藝術(shù)學(xué)院的展廳加建中,上層是歐洲油畫修復(fù)展廳,下層是古陶瓷片研究展廳。擴(kuò)建部分叫“砼展廳”,顧名思義外表面要“看上去”就是清水混凝土,還好確實(shí)是真清水。只可惜空間要重點(diǎn)表達(dá)的“雙拱”沒能由“結(jié)構(gòu)學(xué)上升到建筑學(xué)”高度,僅停步于屋面拱板和平板共同作用的雙板框架結(jié)構(gòu)體系。我們太想要拱形空間了,還覺得形體變化不夠靈動(dòng),不停要求這里切掉一點(diǎn)或那里開個(gè)洞。結(jié)構(gòu)工程師雖然很無(wú)奈,但也很忠實(shí)地順從了我們,將這個(gè)房子“打造”出某種藝術(shù)裝置感,完成了最初“忽悠”校方時(shí)的承諾。
補(bǔ)充一點(diǎn),這是個(gè)拱形藝術(shù)空間,不能不想到偉大的路易斯·康,因?yàn)榻?gòu)的不足絕不敢說(shuō)向他致敬,但不提他也還是不敬。另外還有一個(gè)原型,是我深深喜愛的南京紫金山靈谷寺的無(wú)梁殿,同樣是建構(gòu)的問題,不足以說(shuō)致敬,取其形而已。因?yàn)檫@樣的拱形空間,亦中亦西,不中不西,氣質(zhì)上既有西方藝術(shù)空間的典雅,也有中國(guó)傳統(tǒng)匠作空間的內(nèi)斂,再加上一點(diǎn)特別的肌理(掩蓋缺陷很有效),溫而不火,封而不閉。從這一點(diǎn)上看,表現(xiàn)確實(shí)達(dá)到了某種預(yù)期,這只能、且只能——感謝結(jié)構(gòu)的貢獻(xiàn)。
黃永強(qiáng):很多結(jié)構(gòu)大師對(duì)于結(jié)構(gòu)表現(xiàn)的問題都發(fā)表過自己的觀點(diǎn),比如奈爾維講:“一個(gè)理想的結(jié)構(gòu)要具有自身的表現(xiàn)力,熱情地追求從細(xì)節(jié)到整體形態(tài)的結(jié)構(gòu)組織體是理想建筑的本質(zhì)”。
西班牙結(jié)構(gòu)大師托羅哈(Eduardo Torroja,1899-1961)對(duì)于“結(jié)構(gòu)表現(xiàn)”的觀點(diǎn),今天仍可以給我們指引:
· 是否將結(jié)構(gòu)作為建筑造型來(lái)表現(xiàn),這本來(lái)是任意的,作不作兩者均可。
· 由于巧妙地選擇結(jié)構(gòu)形式可以得到理想的造型,這比裝飾作為手段更為有效。
· 美是創(chuàng)造出來(lái)的,結(jié)構(gòu)上最好的形態(tài)并不是直接與美相聯(lián)系。在未經(jīng)裝飾的結(jié)構(gòu)上下些功夫、創(chuàng)造出優(yōu)秀的作品需要依靠設(shè)計(jì)者在造型上的直覺。
· 當(dāng)表現(xiàn)結(jié)構(gòu)時(shí),在實(shí)體之間不得有任何的虛偽。我們現(xiàn)代人在藝術(shù)感上最討厭欺騙而喜歡真實(shí)。
· 現(xiàn)代人在藝術(shù)上的直覺是與復(fù)雜的形態(tài)相比更喜歡簡(jiǎn)潔明快的形態(tài)。因此表現(xiàn)的結(jié)構(gòu)體也應(yīng)該直截了當(dāng),簡(jiǎn)單明了。
結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)力或結(jié)構(gòu)藝術(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)工程師提出了較高的要求,包括清晰的力學(xué)概念與對(duì)建筑美的理解與追求,也包括在力學(xué)概念和建筑美學(xué)的基礎(chǔ)上推演出的結(jié)構(gòu)體系創(chuàng)新、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造創(chuàng)新及施工工藝創(chuàng)新等。但對(duì)大多數(shù)結(jié)構(gòu)從業(yè)人員來(lái)說(shuō),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)=計(jì)算分析+標(biāo)準(zhǔn)化與流水線式的出圖。大量項(xiàng)目中的結(jié)構(gòu)體被建筑裝飾包裹和隱藏,也讓結(jié)構(gòu)工程師順?biāo)浦鄣靥颖芰私Y(jié)構(gòu)自身在建筑美中的需求和表現(xiàn),結(jié)構(gòu)工程師的工作與“設(shè)計(jì)”的含義在某種程度上相去甚遠(yuǎn)。
所以很希望建筑師們能在項(xiàng)目中給予結(jié)構(gòu)表現(xiàn)的空間,或者大膽地要求結(jié)構(gòu)去表現(xiàn),共同創(chuàng)造出好的作品,讓建筑與結(jié)構(gòu)的美來(lái)感染和喚醒對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還有熱情的結(jié)構(gòu)工程師們,共同推動(dòng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的進(jìn)步。
張準(zhǔn):之前的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)更多把力學(xué)的邏輯性直接而赤裸地表達(dá),或經(jīng)雕塑性的修飾進(jìn)一步夸大。這種表達(dá)手法受到當(dāng)時(shí)的數(shù)學(xué)思想、計(jì)算能力、材料建造等因素的影響。近來(lái)結(jié)構(gòu)話題的再次流行所對(duì)應(yīng)的歷史背景已經(jīng)有了變化,一方面科學(xué)與工程技術(shù)的發(fā)展使人們認(rèn)識(shí)世界的方法變得更加深刻和復(fù)雜,另一方面快速的文化交流也將東方含蓄內(nèi)斂的思想與西方價(jià)值充分融合,這種背景下的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)在力學(xué)邏輯性之上變得相對(duì)隱晦而多變,甚至結(jié)構(gòu)表現(xiàn)是以去除結(jié)構(gòu)性的方式進(jìn)行,這就和上個(gè)問題產(chǎn)生了關(guān)聯(lián)。
陸洋:結(jié)構(gòu)表現(xiàn)是建筑表現(xiàn)的一種表達(dá)方式,每當(dāng)材料技術(shù)、計(jì)算方法以及證明手段有了重大突破的時(shí)候,建筑師和結(jié)構(gòu)工程師都會(huì)選擇把最新的成果展現(xiàn)給世人,這是我理解的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出現(xiàn)過多次峰值的原因。比如當(dāng)年的混凝土殼體結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)、巨型鋼結(jié)構(gòu)在高層建筑的廣泛應(yīng)用、懸索結(jié)構(gòu)的證明和應(yīng)用、不規(guī)則曲面和數(shù)字化計(jì)算的應(yīng)用,都是大家展示研究成果的階段。這樣的流行,展現(xiàn)了技術(shù)的進(jìn)步,也推動(dòng)了技術(shù)的發(fā)展。
袁烽:如果一個(gè)建筑形式的結(jié)構(gòu)純粹性越強(qiáng),那該建筑就會(huì)更加的高效與節(jié)能。比如蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH Zurich)、瑞士國(guó)家技術(shù)研究中心(NCCR)主任菲利普·布洛克(Phillippe Block)教授正在研究的打印模板集成吊頂板體系(Smart Slab),與傳統(tǒng)的實(shí)心混凝土板相比可讓建筑減重約70%。如果該技術(shù)足夠成熟并得到廣泛的推廣應(yīng)用,那將是一場(chǎng)建筑業(yè)的技術(shù)革新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。
因此,首先從建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的角度來(lái)看,結(jié)構(gòu)高效對(duì)于建設(shè)未來(lái)的、低碳的和可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)都有著重大意義。
第二點(diǎn)則是結(jié)構(gòu)高效對(duì)于建筑形式創(chuàng)造的啟發(fā)。如果能在早期方案階段就從結(jié)構(gòu)的角度來(lái)考慮形式的建造,那就可以形成非常具有形式與功能適應(yīng)性的建筑。
在數(shù)字化技術(shù)的找形技術(shù)里,還包括了大量的可用于三維建模平臺(tái)(如Rhino、Maya等)的結(jié)構(gòu)工具包體系。以往人們認(rèn)為這些工具都是由結(jié)構(gòu)工程師操作的,而現(xiàn)在結(jié)構(gòu)工程師和建筑師協(xié)作開發(fā)的工具包插件則能夠讓建筑師在設(shè)計(jì)早期把結(jié)構(gòu)工作前置,在定性的角度思考建筑形式的合理性。而結(jié)構(gòu)工程師的工作則可能是在這個(gè)基礎(chǔ)上,做更加精準(zhǔn)的推算和論證。
不難發(fā)現(xiàn),結(jié)構(gòu)工程師的工作在這樣一種新的協(xié)作方式下發(fā)生了微妙的變化。一方面結(jié)構(gòu)工程師成為了協(xié)作基礎(chǔ)的開發(fā)者,另一方面作為結(jié)構(gòu)的印證者,結(jié)構(gòu)工程師的工作也會(huì)更偏后期,他們?cè)诙嘬浖撟C及多節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)方向的介入度會(huì)更高。而中間部分的工作,在數(shù)字化技術(shù)工具的幫助下逐步轉(zhuǎn)換成建筑結(jié)構(gòu)一體化的設(shè)計(jì),建筑師在考慮“建筑表現(xiàn)”的同時(shí),也要思考“結(jié)構(gòu)表現(xiàn)”——這就是我們這個(gè)時(shí)代正在經(jīng)歷的革新。
袁鑫:消耗更少的材料卻獲得更大的安全冗余,結(jié)構(gòu)效率可能是歷代結(jié)構(gòu)工程師們?cè)诶碚摵蛯?shí)踐中的本能追求。工業(yè)建筑或構(gòu)筑物(如橋梁、塔桅等)的結(jié)構(gòu)效率被關(guān)注得更多。跳出結(jié)構(gòu)的局限從建筑整體的視野來(lái)看,一個(gè)好的建筑可能并不適合過度強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)效率。自由表達(dá)和效率常常是對(duì)立的,比如大懸挑和細(xì)柱子的效率都低。更極端的例子是,我時(shí)常有一種沖動(dòng)就是給門洞打上交叉支撐(支撐的效率通常是梁柱的10倍以上),那進(jìn)出房屋只能靠鉆了,這時(shí)就需要建筑師的白眼來(lái)約束。
周?。航Y(jié)構(gòu)高效和結(jié)構(gòu)的安全性、經(jīng)濟(jì)性直接相關(guān),也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首先考慮的問題。
我很喜歡一個(gè)關(guān)于“優(yōu)雅的結(jié)構(gòu)”的說(shuō)法,是SBP的Mike Schlaich說(shuō)的。他說(shuō):“當(dāng)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)則被看上去毫不費(fèi)力地實(shí)現(xiàn)時(shí),當(dāng)艱難的挑戰(zhàn)被輕松自如地應(yīng)對(duì)時(shí),優(yōu)雅產(chǎn)生了”。怎樣才能看上去毫不費(fèi)力和輕松自如?這是高效結(jié)構(gòu)才能達(dá)到的效果。
四川安仁OCT“水西東”林盤文化交流中心(袁烽)
西岸Fab-Union Space藝術(shù)空間(袁烽)
當(dāng)然,高效不是唯一的目標(biāo),也不存在絕對(duì)的高效,必定是一定約束條件下的高效。這個(gè)約束條件就是建筑師對(duì)形態(tài)、空間的基本要求,是建筑給結(jié)構(gòu)的一種邊界條件,在這個(gè)條件下尋找“最”高效是結(jié)構(gòu)工程師的職責(zé)。結(jié)構(gòu)工程師的另一個(gè)職責(zé)是,當(dāng)建筑師的基本要求不存在高效的結(jié)構(gòu)時(shí),必須讓建筑師知道,并與建筑師一起尋找新的解決方案,這是結(jié)構(gòu)給建筑的邊界條件。
“美在合理近旁”,整體的最優(yōu)與結(jié)構(gòu)單專業(yè)最優(yōu)就是這樣的關(guān)系:為了實(shí)現(xiàn)一定的效果,少許偏離高效是可以和應(yīng)該接受的,往往也是最常見的情況;明顯偏離結(jié)構(gòu)的高效,建筑師與結(jié)構(gòu)工程師就需要仔細(xì)權(quán)衡了。
黃永強(qiáng):結(jié)構(gòu)的高效更多意味著結(jié)構(gòu)材料性能充分與合理地發(fā)揮,如混凝土抗壓、拉索抗拉、BRB耗能等,也意味著建筑形體在滿足建筑表現(xiàn)的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了合理的力學(xué)概念,這時(shí)候需要有理解結(jié)構(gòu)的建筑師和理解建筑的結(jié)構(gòu)師。
另一方面,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的三原則是安全、適用、耐久,安全性是排第一的,安全性的原則要求結(jié)構(gòu)具備必要的冗余度,而冗余度與結(jié)構(gòu)的高效率在某種程度上是沖突的。結(jié)構(gòu)工程師不能單純追求結(jié)構(gòu)的高效率,追求高效的同時(shí)還需要心存敬畏,謹(jǐn)記安全。
張準(zhǔn):依托數(shù)學(xué)的力學(xué)優(yōu)化是結(jié)構(gòu)高效的基礎(chǔ),依托工程學(xué)與項(xiàng)目管理的綜合擇優(yōu)是結(jié)構(gòu)無(wú)法回避的現(xiàn)實(shí)。兼顧上述兩方面的同時(shí)又融入設(shè)計(jì)師思想的結(jié)構(gòu)或許最為高效。
上海人工智能峰會(huì)B館(袁烽)
TOD'S表參道大廈(伊東豐雄)
袁烽:建筑師在設(shè)計(jì)的早期階段往往需要平衡很多因素,例如美學(xué)、功能、文化等,而隨著建筑師可使用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工具包的開發(fā)與發(fā)展(如Ameba、Millipede、Kangaroo等),結(jié)構(gòu)也成為建筑師在設(shè)計(jì)早期階段開始權(quán)衡、表現(xiàn)的因素。對(duì)于結(jié)構(gòu)的考量所展現(xiàn)的不僅僅是對(duì)設(shè)計(jì)合理性和建造效率的提升,同樣是對(duì)工具、勞動(dòng)力、協(xié)作、物質(zhì)材料、傳統(tǒng)文化等多種問題的關(guān)注。這種結(jié)構(gòu)的權(quán)衡與表現(xiàn),并非是為了尋找百分百的結(jié)構(gòu)合理性,而是將建筑師的主觀判斷、物質(zhì)材料的建造工藝特征與設(shè)計(jì)相結(jié)合,在結(jié)構(gòu)達(dá)到80%~90%的優(yōu)化的狀態(tài)下往往就可以產(chǎn)生許多變異和可能性。
以上海西岸的Fab-Union Space藝術(shù)空間為例,我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)并沒有把它迭代到最優(yōu)的狀態(tài),而是迭代到一個(gè)特定目標(biāo)層級(jí)后進(jìn)行一次再創(chuàng)造得到的。這是一種從結(jié)構(gòu)角度出發(fā)的對(duì)設(shè)計(jì)的再轉(zhuǎn)譯,或者說(shuō)是把結(jié)構(gòu)與其他文化符號(hào)聯(lián)系形成的新隱喻,是一種因設(shè)計(jì)流程改變而產(chǎn)生的新的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)形式。
最近,我們?cè)贛IT、ETH與同濟(jì)的三校聯(lián)合冬令營(yíng)中完成的拱、橋項(xiàng)目、上海西岸人工智能峰會(huì)B館、四川安仁水西東林盤文化交流中心等,都是對(duì)這種新的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)方式和設(shè)計(jì)工作流程的進(jìn)一步的基礎(chǔ)研究和實(shí)踐探索。
曾群:關(guān)于在建筑中表現(xiàn)結(jié)構(gòu)這件事,我想談?wù)劇敖Y(jié)構(gòu)的當(dāng)代狀態(tài)”,可以從這三個(gè)方面來(lái)解讀,即當(dāng)代對(duì)技術(shù)的態(tài)度、消費(fèi)社會(huì)下的意識(shí)形態(tài)以及對(duì)現(xiàn)代主義信奉的“合理主義”的質(zhì)疑。
進(jìn)入21世紀(jì),當(dāng)技術(shù)發(fā)展到巔峰狀態(tài),并逐漸由可見的機(jī)械技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)椴豢梢姷挠?jì)算機(jī)信號(hào)時(shí),人們對(duì)技術(shù)的態(tài)度也在悄然改變。20世紀(jì)的建筑師崇尚技術(shù),表現(xiàn)技術(shù),21世紀(jì)的建筑師則掩飾技術(shù),淡化技術(shù)。技術(shù)不再是主角,轉(zhuǎn)而成為一種依附,技術(shù)的痕跡被抹去,取而代之的是身體的、知覺的、體驗(yàn)的感受,正如蘋果系列產(chǎn)品纖薄細(xì)膩的表面之下暗流涌動(dòng)的高科技。日本建筑師冢本由晴提出的“行為學(xué)”理論,就是將使用者的身體作為建筑的主體,將技術(shù)和形式碾碎為繁復(fù)的生活細(xì)節(jié)。通過行為與環(huán)境的互動(dòng),喚起身體最原初的無(wú)意識(shí)和下意識(shí),從而形成對(duì)消費(fèi)的、媒體的、視覺的抵抗。
由消費(fèi)社會(huì)、信息社會(huì)促成的整個(gè)社會(huì)結(jié)構(gòu)的平坦化使所有的東西都被并置并投射于表面,成為可消費(fèi)的標(biāo)簽。整體與局部、內(nèi)部與外部之間的所有等級(jí)關(guān)系、依附關(guān)系都被消解,局部與整體之間不再是自下而上的清晰邏輯,外部也可以呈現(xiàn)出與內(nèi)部完全無(wú)關(guān)的意義。伊東豐雄在TOD’S的設(shè)計(jì)中,通過櫸樹立面的意象化處理,使建筑表面獲得了與街道的連續(xù)性。在克雷茲設(shè)計(jì)的一墻宅中,建筑師所采用的結(jié)構(gòu)體系并不存在線性的等級(jí)秩序,因?yàn)楹奢d并不按照慣常的線性傳遞,而是從墻到樓板再到墻。構(gòu)件沒有主次關(guān)系,甚至尺寸都被建筑師刻意設(shè)計(jì)成一致的,整個(gè)建筑也成為一個(gè)混沌的整體。在對(duì)建筑的解讀上,我們無(wú)法單獨(dú)討論某一個(gè)或幾個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件,只能進(jìn)行整體分析。只有弱化技術(shù)、消解等級(jí),才能擺脫現(xiàn)代主義這種唯效率論的僵化狀態(tài),給其他意義的滲入留有余地,從而到達(dá)一種新的自由。
如果用兩句話來(lái)概括現(xiàn)代與當(dāng)代的特質(zhì),我認(rèn)為應(yīng)當(dāng)是阿道夫·路斯說(shuō)所言的“多余的裝飾即是罪惡”,以及坪井善勝所言的“美在合理的近旁”。路斯將建筑與藝術(shù)區(qū)分開來(lái),他認(rèn)為“實(shí)用性物品的品質(zhì)僅僅有賴于它們?cè)诙啻蟪潭壬蠞M足著它們的目的”,這無(wú)疑是一種純粹的合理主義。而坪井善勝則認(rèn)為“建筑的美恰恰在于它與合理性之間若即若離的關(guān)系”。有兩個(gè)同為結(jié)構(gòu)表現(xiàn)主義時(shí)期的作品可以用來(lái)討論——耶魯大學(xué)冰球館(薩里寧,1958)以及代代木國(guó)立體育場(chǎng)(丹下健三、坪井善勝,1964),兩者的結(jié)構(gòu)形式很接近,都是通過一根貫長(zhǎng)的受拉構(gòu)件來(lái)承擔(dān)短軸方向下垂索的豎向荷載。但不同的是,前者通過屋面造型“忠實(shí)”地反映出這一結(jié)構(gòu)形態(tài);而后者則通過下垂索尾端的微微翹起,超越了對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)原理的絕對(duì)忠誠(chéng),完成了文化意義的呈現(xiàn)。
當(dāng)被現(xiàn)代性所摒棄的個(gè)體性、地域性等內(nèi)容又漸漸回歸時(shí),在技術(shù)、信息空前飽和的當(dāng)代,基于經(jīng)濟(jì)和效率的“合理主義”開始被質(zhì)疑。如果說(shuō)現(xiàn)代主義的“合理性”意味著一個(gè)封閉系統(tǒng)內(nèi)被理想化的“最適解”的話,顯然當(dāng)代建筑更多的是去打破原有的體系和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),并追求更多的可能性和多元化。相對(duì)于現(xiàn)代主義的“清晰邏輯”,我將這種當(dāng)代的結(jié)構(gòu)狀態(tài)稱為“模糊邏輯”。
張準(zhǔn):雖然過程曲折,困難重重,但能達(dá)到自然天成、順手而為的狀態(tài)最美妙,但對(duì)結(jié)構(gòu)工程師而言,這種選擇傾向可能變?yōu)橐浴敖Y(jié)構(gòu)隱現(xiàn)”來(lái)表現(xiàn)結(jié)構(gòu),不如強(qiáng)烈的結(jié)構(gòu)形式表達(dá)更突顯結(jié)構(gòu)的作用,但無(wú)論哪種方式都需要結(jié)構(gòu)相對(duì)低調(diào)地融入建筑語(yǔ)境,帶給建筑更多的自由。
耶魯大學(xué)冰球館(薩里寧)
代代木國(guó)立體育場(chǎng)(丹下健三、坪井善勝)
袁烽:薄殼建筑是早在20世紀(jì)20年代開始發(fā)展起來(lái)的一種殼狀結(jié)構(gòu),這種形態(tài)給予建筑結(jié)構(gòu)的變化創(chuàng)新以很大的啟示,推動(dòng)了建筑結(jié)構(gòu)業(yè)的發(fā)展。薄殼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的基礎(chǔ)是圖解靜力學(xué)的發(fā)展,早期的大師包括弗雷·奧拓(Frei Otto)、埃拉迪奧·迭斯特(Eladio Dieste)、菲利克斯·坎德拉(Felix Candela)等進(jìn)行了大量物理模型找形探索的曲面設(shè)計(jì),也進(jìn)行了許多有結(jié)構(gòu)張力和表現(xiàn)力的結(jié)構(gòu)探索。然而,由于其空間適應(yīng)性不如框架式結(jié)構(gòu)、模板制作復(fù)雜、重復(fù)利用率低、大跨度結(jié)構(gòu)吊裝工作量大等原因,薄殼建筑在短暫興起后并沒有得到很好的普及與推廣。近年來(lái)薄殼結(jié)構(gòu)又被重新提及,主要原因是其作為一種高性能的結(jié)構(gòu)原型,在造型流暢新穎的同時(shí),也能有效減輕自重、節(jié)省建造材料,對(duì)建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有著重大意義。而隨著新的設(shè)計(jì)與建造工具的發(fā)展,早期薄殼結(jié)構(gòu)面臨的很多限制因素也可以實(shí)現(xiàn)突破?!爸亍迸c“輕”是一個(gè)技術(shù)問題,薄殼結(jié)構(gòu)有本身的結(jié)構(gòu)合理性,而在結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)問題上,在不同的實(shí)踐中,建筑師都會(huì)給出自己的答案。
袁鑫:建筑有其社會(huì)的屬性,并被設(shè)計(jì)建造于宏觀社會(huì)背景之下。混凝土拱殼在其適用的約束條件下是一種兼有美感且高效的結(jié)構(gòu)形式,和物資貧乏的年代背景一拍即合。它不但出現(xiàn)在兩次世界大戰(zhàn)之間,也在其后時(shí)有應(yīng)用。比如Povl Ahm的Smithfield Market(1961-1963),76mm厚的混凝土橢拋物面薄殼覆蓋了69m×38m的平面。同時(shí)代的烏拉圭工程師Eladio Dieste也發(fā)展了適合當(dāng)?shù)毓に嚨念A(yù)應(yīng)力磚殼建筑。
不可展曲面的強(qiáng)大覆蓋能力和受壓為主的力學(xué)特性(混凝土和磚都是適合單壓的材料),以及流暢美觀的外形,使得拱殼更加被公眾和建筑師喜愛進(jìn)而獲得應(yīng)用。隨著時(shí)代發(fā)展,鋼鐵產(chǎn)量和成本優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn),鉚接尤其栓接、焊接技術(shù)成熟,專業(yè)設(shè)計(jì)師和熟練工人增多,鋼結(jié)構(gòu)在建筑領(lǐng)域開始部分替代混凝土和磚砌體等傳統(tǒng)材料,尤其在大跨和拱殼結(jié)構(gòu)中。
周?。簭慕Y(jié)構(gòu)的角度來(lái)看,拱殼建造的難度是一個(gè)重要問題,結(jié)構(gòu)支模和成形的代價(jià)非常大,可能抵過結(jié)構(gòu)高效帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)性??拐鸬男枨笠彩且粋€(gè)重要原因,拱殼在重力作用下是非常完美的形態(tài),在水平地震作用下并不一定是。
張準(zhǔn):拱殼類設(shè)計(jì)始終伴隨力學(xué)找形而被潛在討論,20世紀(jì)早期的拱殼設(shè)計(jì)大多更趨向純力學(xué)形態(tài),但是混凝土(磚)拱殼單一的壓力承載模式使得其形態(tài)的類型化極強(qiáng),應(yīng)用受到一定限制,同時(shí)結(jié)構(gòu)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的重力荷載下材料用量最優(yōu),也未能使其始終具有經(jīng)濟(jì)效益方面的綜合競(jìng)爭(zhēng)力,因此在后來(lái)漸漸淡出視野。但對(duì)結(jié)構(gòu)而言這一類型的設(shè)計(jì)沒有中斷,膜結(jié)構(gòu)和大跨度鋼結(jié)構(gòu)都在其基礎(chǔ)上延續(xù)發(fā)展。如果單就類型學(xué)及歷史傳承而言,拱殼結(jié)構(gòu)已經(jīng)具有建筑學(xué)的意義。如果是針對(duì)建筑設(shè)計(jì)的意義,若在拱殼設(shè)計(jì)中將建筑需求轉(zhuǎn)譯為結(jié)構(gòu)約束條件并參與找形,或適當(dāng)放松拱殼壓力承載的力學(xué)模式與更多因素互動(dòng),選擇雜糅與混合的力學(xué)模式將帶來(lái)更多機(jī)會(huì)。而空間“輕”或“重”的表達(dá)也是可以轉(zhuǎn)譯為前置約束條件來(lái)參與找形的。
Smithfield Market(Povl Ahm)
Church of Christ the Worker(Eladio Dieste)
San Pedro Church(Eladio Dieste)
斯圖加特智能木殼(Stuttgart Smart Shell)
拉斐爾云廊(華建集團(tuán)華東建筑設(shè)計(jì)研究總院)
陸洋:我覺得,拱殼更多的是從建筑學(xué)意義上升到結(jié)構(gòu)學(xué)意義的過程。近年來(lái)對(duì)拱殼的研究,大多是基于先進(jìn)的Form Finding計(jì)算方法來(lái)實(shí)現(xiàn)更極限狀態(tài)的跨度和殼體的厚度。
在德國(guó)學(xué)習(xí)、工作期間,我有幸經(jīng)歷了母校斯圖加特大學(xué)ILEK+ISYS兩個(gè)研究所對(duì)拱殼的一些研究性課題,比如木結(jié)構(gòu)拱殼的極限優(yōu)化,結(jié)構(gòu)厚度為4cm,覆蓋面積超過100m2,主跨超過14m,類似的項(xiàng)目都是在研究領(lǐng)域的貢獻(xiàn)大于建筑的實(shí)際意義。
袁烽:相比其他成熟的結(jié)構(gòu)體系,在自由形態(tài)的建筑設(shè)計(jì)中,結(jié)構(gòu)因素占比很大,結(jié)構(gòu)工程師需要在比較早期階段就開始參與設(shè)計(jì)討論。在蘇州園博會(huì)木結(jié)構(gòu)主題館和西岸人工智能峰會(huì)B館等項(xiàng)目的自由形態(tài)網(wǎng)殼設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)過程是基于Rhino+Grasshopper平臺(tái)進(jìn)行的,對(duì)自由形態(tài)的建筑設(shè)計(jì),這個(gè)平臺(tái)無(wú)論是從可視化角度還是數(shù)據(jù)處理方面都是有優(yōu)勢(shì)的,可以使自由形態(tài)設(shè)計(jì)過程順利推進(jìn)。
設(shè)計(jì)工具的發(fā)展也讓我們進(jìn)一步思考建筑與結(jié)構(gòu)的學(xué)科關(guān)系,在近年來(lái)的基礎(chǔ)研究中,我們探索了如何將結(jié)構(gòu)重新定義為設(shè)計(jì)問題,以整合設(shè)計(jì)思考過程。在2019年年初的MIT、ETH與同濟(jì)的三校聯(lián)合冬令營(yíng)可以算是這樣一次實(shí)踐。我們邀請(qǐng)到了RhinoVAULT插件的開發(fā)者Phillippe Block教授共同探索自由拱殼的設(shè)計(jì)和建造,探索了自由形態(tài)對(duì)于機(jī)器人塑料模板打印的一種適應(yīng),最終完成了一個(gè)混凝土薄殼展亭和一座曲線折疊橋。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中,自由形態(tài)的曲面形式優(yōu)化、結(jié)構(gòu)合理化與建造優(yōu)化,都進(jìn)行了一種面向機(jī)器人建造的最新探索,而進(jìn)行這個(gè)探索的主要原因就是希望通過數(shù)字建造試圖解決自由薄殼結(jié)構(gòu)建造的一個(gè)主要難點(diǎn)——自由曲面的模板問題。
袁鑫:建筑師和結(jié)構(gòu)工程師之間的項(xiàng)目合作有兩種方式,一種是比較普遍的,建筑師在完成概念設(shè)計(jì)甚至建筑方案通過業(yè)主確認(rèn)之后,結(jié)構(gòu)工程師以給建筑“配結(jié)構(gòu)”的方式在比較晚的階段開始介入。這種方式的優(yōu)勢(shì)是建筑師在最重要的創(chuàng)作階段受到的約束少,自由的思想是優(yōu)秀建筑的基礎(chǔ)。但這種方式對(duì)建筑師本身和后期參與的結(jié)構(gòu)工程師都有比較高的要求,因?yàn)榧s束不會(huì)消失,只能向下游傳遞。另一種是在概念形成的階段建筑師即邀請(qǐng)結(jié)構(gòu)工程師參加。這樣可以發(fā)揮結(jié)構(gòu)工程師的創(chuàng)造力,對(duì)于偏好結(jié)構(gòu)表現(xiàn)的建筑師,這種來(lái)自結(jié)構(gòu)的輔助相當(dāng)有益,尤其是對(duì)于大跨空間結(jié)構(gòu)、橋梁等功能型建筑類型。
周?。阂话闱闆r下,自由形態(tài)特別是自由曲面的建筑,形效作用是非常明顯的,在建筑師可以接受的形態(tài)變化范圍內(nèi),會(huì)存在一個(gè)受力最優(yōu)的形態(tài)選擇,基于力學(xué)性能的結(jié)構(gòu)找形是發(fā)現(xiàn)這個(gè)形態(tài)的最好方法。所以,建筑師先給出大致的約束條件,由結(jié)構(gòu)工程師基于結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化找形得到初步形態(tài),建筑師再進(jìn)行主觀的綜合評(píng)判提出修改要求,即提出新的約束條件,再次找形,如此往復(fù)迭代,直至達(dá)到雙方滿意的形態(tài),這是一種比較好的合作方式。我們?cè)诶碃栐评冗@個(gè)項(xiàng)目的鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中基本遵循了這個(gè)流程。
要實(shí)現(xiàn)這種合作方式的一個(gè)重要基礎(chǔ)是,建筑師理解這樣做的必要性,一旦理解并內(nèi)心接受了,他的審美標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)將傳力的邏輯性和受力的合理性包括進(jìn)去。
還有一個(gè)是建筑師與結(jié)構(gòu)工程師對(duì)于結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)性的探討,這關(guān)系到項(xiàng)目最終的完成度,需要對(duì)材料、制作與安裝有全面的知識(shí)。
張準(zhǔn):自由形態(tài)的設(shè)計(jì)需要一個(gè)強(qiáng)邏輯基礎(chǔ)作為核心才能避免流于形式。這個(gè)核心大多源于建筑方面,如果結(jié)構(gòu)能夠?yàn)榻ㄖ诵脑俅蛟煲桓辨z甲抵抗外敵就最完美了。雖然為了穿上這副鎧甲,建筑核心可能要局部受到些委屈,但經(jīng)過磨合會(huì)找到一個(gè)相對(duì)舒適的使用位置,而鎧甲也會(huì)升級(jí)微調(diào)。
就輕盈來(lái)說(shuō),更多是一種感覺或形態(tài)表現(xiàn),結(jié)構(gòu)師在守護(hù)力學(xué)至純的精神領(lǐng)域時(shí),也要放下“輕盈=物理重量輕”的思想包袱,接受一些技巧或伎倆的存在。但為輕盈而戰(zhàn)的精神力量源自建筑師的戰(zhàn)前講演,比說(shuō)服結(jié)構(gòu)工程師更重要的是充滿激情、自然順暢、邏輯自洽地打動(dòng)觀眾(業(yè)主)。
陸洋:作為結(jié)構(gòu)工程師,首先是理解,包括對(duì)項(xiàng)目的理解和對(duì)建筑師的理解。我認(rèn)為對(duì)建筑師的理解更為重要,即理解建筑師的意圖、希望表達(dá)的語(yǔ)言與期望呈現(xiàn)的效果,先不談如何實(shí)現(xiàn),要先站在純建筑的角度去理解設(shè)計(jì)。這個(gè)應(yīng)該是整個(gè)設(shè)計(jì)中最困難的。其次是思考如何最完整地實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。努力地思考,不是想一想那種程度。最后是討論。當(dāng)然討論調(diào)整之后,又要重新思考,這是一個(gè)不斷重復(fù)的過程,但也正是做項(xiàng)目最有意思的階段。