周藝藍(lán) 武卿

[日]石上純也 [日]佐藤淳 文

邊絲妮 緒杏玲 譯

王帥中 陳義龍 校

一、前言

石上純也，日本新生代建筑師，2000 年畢業(yè)于東京藝術(shù)大學(xué)建筑系，在SANAA 工作四年之后，于2004 年成立自己的事務(wù)所（圖1）。自2010 年起，他在東北大學(xué)擔(dān)任特任講師，現(xiàn)為特任副教授。他獨立執(zhí)業(yè)后的第一個設(shè)計作品——神奈川工科大學(xué)KAIT 工房，就獲得了日本建筑界最高榮譽，即當(dāng)年度日本建筑學(xué)會獎。之后，他又連續(xù)兩次代表日本參與威尼斯建筑雙年展（2008 年、2010 年），并榮獲2010 年第12 屆威尼斯雙年展金獅獎。2019 年，他在每年一度的英國蛇形畫廊項目中，擔(dān)任主設(shè)計師。

圖1：石上純也與佐藤淳

佐藤淳，日本著名的結(jié)構(gòu)設(shè)計師，1995 年畢業(yè)于東京大學(xué)建筑系，畢業(yè)后就職于結(jié)構(gòu)設(shè)計師木村俊彥的事務(wù)所，為木村俊彥關(guān)門弟子。事務(wù)所因木村老師身體原因解散后，他于2000 年成立了自己的結(jié)構(gòu)設(shè)計事務(wù)所。在工作中，他與眾多著名建筑設(shè)計師保持著密切合作關(guān)系，包括山本理顯、隈研吾、藤本壯介等。2006年起，他出任慶應(yīng)大學(xué)、芝浦工業(yè)大學(xué)、橫濱國立大學(xué)等多所大學(xué)的特任講師；2010 年起，成為東京大學(xué)副教授；2016 年起，擔(dān)任斯坦福大學(xué)客座教授。

石上純也和佐藤淳的合作從2005年開始，他們設(shè)計了眾多廣受贊譽的作品，其中有展覽作品，如在威尼斯雙年展中的極致自然（extreme nature）和空氣 般 的 建 筑（architecture as air），也 有實際建筑，如神奈川工科大學(xué)多目的廣場（KAIT PLAZA）和荷蘭迷宮公園游客中心（Park Groot Vijversburg Visitor Center）。他們在中國也有一些正在推進(jìn)的項目，如山東日照白鷺灣的谷之教堂和森林幼兒園。

時間：2019 年9 月9 日

地點：石上純也建筑設(shè)計事務(wù)所

二、合作的開始與模式

周藝藍(lán)（以下簡稱周）：目前為止，石上純也先生和佐藤淳先生，分別作為建筑師和結(jié)構(gòu)師已經(jīng)合作設(shè)計了很多優(yōu)秀的作品，請問兩人開始合作的契機(jī)是什么呢？

石上純也（以下簡稱石上）：最開始合作的項目應(yīng)該是T project[1]吧，是東京電力公司用自己的土地作為基地舉辦的一個競賽。

佐藤淳（以下簡稱佐藤）：對，其中的“T”其實就是指東京電力公司。那個項目是在石上贏得競賽項目之后，我們才開始合作的。實際上最開始合作的結(jié)構(gòu)師是小西泰孝先生，但他們事務(wù)所后來沒時間，人手不夠，石上才給我打的電話，問有沒有時間能接下這個項目。實際上最開始我們也有點頭痛，因為只有三個月的時間來做設(shè)計，真的很難，商量之后，東京電力公司又把時間延長了兩個月，這才接下來。那是一棟兩層的鋼結(jié)構(gòu)建筑，一層很高，約6m，設(shè)計成通透的室內(nèi)庭院，作為整個家的玄關(guān)，二層是無間隔的生活空間。房子的整體圍合用的是亞克力板，做成一個透明盒子的感覺。這個項目遇到的挑戰(zhàn)是，在樹木圍繞的環(huán)境中，為了讓整體建筑達(dá)到視覺上的內(nèi)外通透，需要把結(jié)構(gòu)體系中的柱子做到極致的纖細(xì)。石上先生的很多建筑追求透明感，那當(dāng)然柱子越細(xì)，結(jié)構(gòu)的存在感越低，空間的透明感就越強(qiáng)。在這個項目的框架結(jié)構(gòu)之中，除了梁柱之外，連接上下兩層的樓梯是可以設(shè)計為強(qiáng)支撐構(gòu)件的，所以我把樓梯作為主要耐震構(gòu)造，柱子的配置就可以盡可能的少而細(xì)了（圖2）。

周：在做那個項目的時候，石上先生主動尋找佐藤先生合作，是什么樣的原因呢？

石上：T project 是在KAIT 工房[2]（圖3）之后的，其實我在做KAIT 工房的時候就已經(jīng)萌生了希望跟佐藤先生合作試試看的想法。KAIT 工房項目一起合作的是小西泰孝（Yasutaka KONISHI）先生，當(dāng)然，他也是一位非常優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)師。那個項目是想要把柱子做成隨機(jī)無序的形態(tài)，用CAD 做了模型，在里面探索不同的可能性。但是如果在探索設(shè)計上的可能性的同時，去進(jìn)行結(jié)構(gòu)的演算的話，過程會比較麻煩。那個時候聽說佐藤先生用算法在這方面做過一些研究，所以有想去咨詢他的建議。

圖2：T project模型照片

圖3：KAIT工房室內(nèi)

通常我們在做結(jié)構(gòu)比較規(guī)則的建筑設(shè)計的時候，可以整體中抽出一個樣本單元作為結(jié)構(gòu)模型來做計算，一開始可能是一個1 ∶100 的小樣，后面等設(shè)計逐步確定了以后，再擴(kuò)大到1 ∶50、1 ∶30，甚至1 ∶10 的模型，只要做好這個結(jié)構(gòu)單元，就可以推定整體效果。但是在KAIT 工房的項目中，不能用這樣的方法。因為它并不是結(jié)構(gòu)單元拼接而成，而是所有隨機(jī)分布的柱子相互作用構(gòu)成的整體系統(tǒng)，所以無法拆分出結(jié)構(gòu)單元來代表整體。因此在設(shè)計調(diào)整的過程中，哪怕只調(diào)整一根柱子的位置，結(jié)構(gòu)方面都得對建筑整體重新演算一遍。甚至不只是柱子位置的調(diào)整，還有它的截面朝向。這個項目中柱子的截面不是四四方方的，是扁平的，這使得柱子在平面中不只是一個點，而是一小段有引導(dǎo)作用的線條，柱子的位置是隨機(jī)的，朝向也是（圖4）。在設(shè)計的過程中，會通過調(diào)整柱子的位置或朝向，來調(diào)整空間給人的感受，這對建筑師來說還算相對輕松，但對于結(jié)構(gòu)師來說，一旦調(diào)整了一根柱子的位置，或者旋轉(zhuǎn)了一根柱子的方向，旁邊的柱子可能也得相應(yīng)地做出移動或者旋轉(zhuǎn)，就需要反復(fù)計算，非常麻煩。所以當(dāng)時就這個問題，有去咨詢過佐藤先生。

佐藤：雖然現(xiàn)在的參數(shù)化設(shè)計已經(jīng)比較成熟了，但在那個時候，市面上還沒有輔助結(jié)構(gòu)計算的軟件，所以就算想要嘗試用計算機(jī)來減輕重復(fù)計算的負(fù)擔(dān)，也還沒有完善的環(huán)境。我出于興趣，做過這方面的探索，做了一套自己的結(jié)構(gòu)計算軟件[3]來輔助設(shè)計，所以跟小西先生用的方法不太相同，但兩種方法都是可行的，沒有優(yōu)劣之分。其實當(dāng)時也有注意到小西先生和石上先生的合作，比方說他們設(shè)計的桌子[4]，會感嘆“小西先生做得真是不錯啊”。

圖4：KAIT工房部分柱子截面圖

周：那佐藤先生在看到自己覺得做得不錯的項目的時候，比如說剛才提到的那張超薄的桌子，會因為感覺石上先生做的項目有意思，而萌生合作的想法嗎？

佐藤：“因為對某位建筑師感興趣，而想要跟他一起合作”這樣的想法，我認(rèn)為我們結(jié)構(gòu)專業(yè)的人都不太會有。我們的工作中不存在那樣的思考邏輯，我們是被委托的一方。比如聽說小西先生和石上先生在一起合作了什么項目的時候，會想到的也只是“小西先生真是辛苦呢，這個項目做得很優(yōu)秀啊”之類的，而不是“我也想和石上先生一起合作試試看”這樣的，并不是不喜歡，只是不會往那方面去想。像T project 這樣石上先生主動提出來說，能不能一起合作，才會去認(rèn)真地想這個結(jié)構(gòu)我來做會怎樣，合作模式應(yīng)該會很有趣之類的。

周：說到合作模式，像剛才提到的T project 是在石上先生已經(jīng)贏得競賽、設(shè)計方案定下來之后才開始合作的，有沒有從一開始結(jié)構(gòu)設(shè)計就介入的情景呢？

石上：T project 那個競賽的話主要比拼的是設(shè)計概念，當(dāng)時的設(shè)計時間也非常緊張，盡管最開始有跟小西先生一起討論，但還沒有非常詳細(xì)地考慮結(jié)構(gòu)，主要考慮的是空間感受和用法。最多想到一樓層高比較高，會給結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來一定困難之類的。

佐藤：其實在我們過往的合作案例中，T project 的開始節(jié)點算是比較特殊的，其他大部分項目都是從最開始就和石上先生一起做的。初期階段，他會先有一個大致的設(shè)計概念，一個整體的體塊構(gòu)想，會據(jù)此做很多體塊模型來做推敲，真的相當(dāng)多，然后開始跟我討論，這樣的體塊，實際上能不能做出來。

周：也就是說大部分項目中，佐藤先生都是很早就介入設(shè)計了。那么合作開始的時間對設(shè)計的推進(jìn)方向會有什么樣的影響呢？

佐藤：合作開始的早晚對項目發(fā)展的影響是很大的。這就是為什么我們經(jīng)常從項目初期就開始合作。雖然我們的討論常常是從石上先生的設(shè)計概念還有空間構(gòu)想出發(fā)的，但在討論的過程中，這些可能都會發(fā)生變化，那些只是決定了討論的初始主題。

石上：作為建筑師，雖然設(shè)計的時候自己也需要考慮很多事情，但如果把全部建筑空間設(shè)計完成之后，才把“如何實現(xiàn)它”這樣的問題拋給結(jié)構(gòu)師的話，結(jié)構(gòu)很有可能會變成跟設(shè)計完全不同的兩套系統(tǒng)。如果雙方在前期沒有交流，為了完成建筑師設(shè)計的空間，結(jié)構(gòu)可能配置得非常勉強(qiáng)，而且可能會增添很多跟設(shè)計意圖不符的東西。因此為了消除建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計的明顯邊界，我們會很早就開始合作。雖然在最初，我會提出比較明確的設(shè)計概念和空間構(gòu)想，但如果結(jié)構(gòu)的走向與我想象的完全不同的話，形態(tài)也是完全可以重新考慮的，我們會在這種遞進(jìn)討論的過程中，逐步達(dá)到設(shè)計意圖和結(jié)構(gòu)表現(xiàn)的平衡。

周：從T project 建立合作的緣分到現(xiàn)在，已經(jīng)十幾年了，兩位老師一起合作這么久，是因為在設(shè)計上會有一些共同的興趣或者偏好嗎？

佐藤：長時間共同合作并不一定需要共同的興趣，但確實在合作過程中會了解對方的設(shè)計偏好。實際上呢，我跟很多位建筑師合作過，石上先生也跟很多位結(jié)構(gòu)工程師一起合作過。正是因為有這樣合作的經(jīng)驗，對彼此的設(shè)計習(xí)慣和喜好都比較熟悉，所以可能在做某個項目的時候，他才會有“啊，這個項目來找佐藤一起合作吧”這樣的想法。其他的建筑師也是一樣的，建筑師看人十分敏銳，工作中他們會觀察我們，所以有時候會自然而然地產(chǎn)生某種感覺說，“像這樣的東西佐藤應(yīng)該會喜歡”，“那是佐藤在行的領(lǐng)域”之類的。這樣的話，雙方能夠很好地調(diào)和，我做的結(jié)構(gòu)能夠很適合他的設(shè)計方向。

周：這樣來看，建筑師似乎在合作初期扮演著主導(dǎo)的角色，或者說是主動的一方，并且發(fā)現(xiàn)雙方契合的點也會很重要。那么在實際項目的推進(jìn)過程中，兩位老師怎么看待合作中建筑師和結(jié)構(gòu)師的角色分工？兩者之間的關(guān)系是什么樣的呢？

石上：首先，我認(rèn)為建筑師的工作，就是把一個設(shè)計概念翻譯成為空間實體。而我一直以來對設(shè)計的想法是：一棟建筑，即使是私人住宅，有一個非常個性化的使用者，在功能上有非常個性化的需求，如果從長遠(yuǎn)的角度來看，比方說一百年、二百年或一千年以后，最初的使用者早已不在了，但依然有某種空間感受，能夠跨越時間保留下來，才是建筑的意義。所以目前我在建筑設(shè)計中想要表達(dá)的，是一種曖昧的不確定性。因為建筑的使用者會發(fā)生變化，建筑在功能上的合理性標(biāo)準(zhǔn)也會隨著時代的更迭而變化，所以我更傾向于將建筑的功能和空間設(shè)計得比較曖昧。

那么對應(yīng)到結(jié)構(gòu)，KAIT 工房最初在結(jié)構(gòu)上也沒有設(shè)計得非常明確，跟結(jié)構(gòu)師的探討過程中也充滿了不確定性（圖5），所以和不同的結(jié)構(gòu)師合作也可能會得到不同的結(jié)果，我很喜歡這種不確定性。

佐藤：我們結(jié)構(gòu)師的角色，更像是建筑師的設(shè)計概念的實現(xiàn)者。當(dāng)然，結(jié)構(gòu)設(shè)計最重要的是保證安全，保護(hù)生命。以安全為前提，如果能夠在結(jié)構(gòu)設(shè)計上，實現(xiàn)一些自己理念的表達(dá)，當(dāng)然是再好不過的。在工作中，模仿自然中的結(jié)構(gòu)也好，運用電腦的技術(shù)來輔助計算也好，我們會進(jìn)行多方面的嘗試來完成建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計。對于建筑師來說，我們結(jié)構(gòu)師應(yīng)該是幕后的支持者。

在我之前工作過的木村俊彥[5]先生的事務(wù)所，木村先生經(jīng)常會教我，要認(rèn)真去傾聽建筑師想做的到底是什么，幫助實現(xiàn)建筑師的想法就是我們的工作。木村老師說建筑師考慮的主要是空間上的內(nèi)容，和我們做結(jié)構(gòu)的用的是不一樣的語言體系，所以我們要盡可能地去理解他們的想法。因為這樣的師承關(guān)系，老師是這么做的，我也是這么做的。年輕的時候，我原本的理想是航空宇宙相關(guān)的方向，想基于力學(xué)去設(shè)計形狀相關(guān)的內(nèi)容，可能會更富想象力吧?，F(xiàn)在的工作呢，是基于力學(xué)來做結(jié)構(gòu)設(shè)計，更加接近生活，在幕后去支撐建筑設(shè)計的完整表達(dá)。

周：在日本，像石上先生和佐藤先生這樣的，達(dá)成建筑師和結(jié)構(gòu)師非常默契的合作，跟兩位老師優(yōu)秀的工作能力當(dāng)然是分不開的。我們好奇的一點是，這跟日本的建筑設(shè)計的整體環(huán)境是否也有關(guān)系呢？因為放眼世界來對比的話，能感受到在日本有相對更多的，建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)結(jié)合得很好的案例。

佐藤：是有關(guān)系的，日本確實有這樣的合作傳統(tǒng)。而且我能感受到其他國家對于日本建筑和結(jié)構(gòu)合作模式的關(guān)注，因為在合作海外項目的時候，我有跟荷蘭、英國、澳大利亞等國的當(dāng)?shù)毓こ處熡懻撨^。

圖5：KAIT工房設(shè)計過程草圖

首先在教學(xué)體系上，日本有一個特征是，不管是建筑師還是結(jié)構(gòu)師，學(xué)生時代都是在建筑學(xué)專業(yè)學(xué)習(xí)的；而海外的很多國家是，建筑師出身于偏藝術(shù)系的建筑系，工程師出身于工學(xué)系，兩個專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可能一次都沒見過面。我覺得首先這算是一個區(qū)別。

還有在工作中，跟海外工程師合作的時候，項目初期階段，建筑師才剛提出想法、創(chuàng)意，做出初步方案，工程師們就開始提出各種問題，“這樣設(shè)計的話防水怎么辦？保溫怎么辦？結(jié)構(gòu)中間的縫隙怎么處理？通風(fēng)怎么辦？”。受到教育體系的影響，他們認(rèn)為一個好的工程師，需要能很好地指出設(shè)計中的問題點。但是在項目剛開始的時候，就這樣去找設(shè)計問題的話，建筑師會認(rèn)為這個方案在結(jié)構(gòu)上可能是無法實施的，就很難推進(jìn)下去。但其實很多問題后來都能夠解決，剛開始應(yīng)該關(guān)注的是設(shè)計實現(xiàn)的可能性，推進(jìn)過程中遇到問題，再從那里開始討論，這樣才能逐漸把想法化成現(xiàn)實。當(dāng)然，這也牽扯到另一個不同點，就是責(zé)任問題。

日本在責(zé)任問題上，即合同上，跟海外也有一些差別。在海外，如果工程師進(jìn)行了結(jié)構(gòu)提案，那他就需要對此負(fù)責(zé)，所以他們的主要工作是跟進(jìn)設(shè)計師的方案變化來進(jìn)行結(jié)構(gòu)演算，而很少主動提案，因為那樣會產(chǎn)生責(zé)任問題。而日本的結(jié)構(gòu)師在這方面就不用太過擔(dān)心。

還有費用問題。當(dāng)我們做結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，經(jīng)常需要去調(diào)整材料的種類啊，墻的厚度啊，需要反復(fù)進(jìn)行計算，海外的工程師每計算一次都會產(chǎn)生相應(yīng)的費用，所以他們可能也很少主動去做調(diào)整。而在日本的話，相比具體做了多少次計算，完成一個項目更為重要，費用是項目整體結(jié)算的。

我覺得以上種種區(qū)別，都關(guān)系著合作能否很好地進(jìn)行。

周：如此看來，這種差別從最開始接受建筑學(xué)教育的時候就開始了，而工作的整體大環(huán)境更容易讓不同國家的建筑師和結(jié)構(gòu)師走向不同的合作模式。近幾年兩位老師在中國也展開了很多項目，我們比較好奇的是，在建筑師和結(jié)構(gòu)師的合作關(guān)系這一點上，兩位老師感覺中國的設(shè)計環(huán)境有什么比較不同的特點嗎？

石上：中國有太多不一樣的地方，怎么說呢，首先法律上就有很大區(qū)別。

佐藤：我印象中，中國的設(shè)計人員在做結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，有相對固定的計算軟件。如果有些結(jié)構(gòu)不能用這種軟件計算的話，就不能很好的推進(jìn)。雖然也有一些時候，可以不受軟件制約，去精心地設(shè)計結(jié)構(gòu)，完成更加獨特的設(shè)計，但是在大多數(shù)情況下，軟件的使用會限制設(shè)計形態(tài)的可能性。

石上：最近在中國做的項目，有和佐藤先生合作的，比方說谷之教堂[6]（圖6），也有后期找當(dāng)?shù)氐慕Y(jié)構(gòu)師合作的。如果有一個合適的交流的模式的話，其實在中國這樣的合作也是可以展開的。因為我和佐藤先生的長期合作，養(yǎng)成了一種工作的習(xí)慣，也就是相對靈活的設(shè)計模式，雖然大概有一套設(shè)計的想法，但并不會固執(zhí)己見，也會接受結(jié)構(gòu)設(shè)計反饋給我其他的可能性。其實能感受到，合作的過程中，結(jié)構(gòu)師對于從他的角度來尋找合適的結(jié)構(gòu)這件事，也是樂在其中的。所以在海外開展項目合作的時候，也能逐漸適應(yīng)新的工作模式，他們也有一些我覺得很好的工作習(xí)慣，合作也能很好地展開。

佐藤：我覺得在中國，最近結(jié)構(gòu)設(shè)計的自由度好像是增加了。而且海外項目也有一些別的特點，比方說荷蘭迷宮公園游客中心[7]（圖7），那個項目的玻璃結(jié)構(gòu)如果在日本來施工的話手續(xù)會非常復(fù)雜，但是在荷蘭，不用花那么多時間就得到設(shè)計許可。海外的設(shè)計項目，在不同的國情之下，有好處也有難處，但都是很有意思的經(jīng)歷。

武卿（以下簡稱武）：那么隨著合作項目的經(jīng)驗積累，在互相的影響之下，兩位老師對于設(shè)計的理解，或者自己的工作方法是否發(fā)生了一些變化呢？

石上：嗯，說到這個，首先我想講一下我心目中藝術(shù)家和建筑家的不同。我們還是用“翻譯”這個詞來說。藝術(shù)家的表達(dá)是由內(nèi)而外的，他的創(chuàng)作是對自己內(nèi)心的一個“翻譯”的過程，比如說一件雕塑，就是將自己的想法表現(xiàn)出來的一個產(chǎn)物，它只需要承擔(dān)“翻譯”創(chuàng)作概念的作用。而我們建筑師的作品，是要給別人使用的，我們的工作更像是一個過濾器，將來自外部的要求和信息通過自己的過濾，處理為某種概念，表達(dá)為一個建筑設(shè)計。我們對外部事物的處理方式會隨著年齡、時間、外部的限制發(fā)生變化。例如，即使只是很短的時間，像這次的冠狀病毒的流行之后，關(guān)于建筑的思考方式也可能會發(fā)生變化，我認(rèn)為這種隨著環(huán)境變化而做出的改變，對建筑師來說是一種進(jìn)化。

佐藤：事實上，在做結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，我是有一些自己的習(xí)慣的，例如跟石上先生合作的時候，會習(xí)慣性地想，該怎么去解決屈曲問題[8]，怎么解決材料的塑性變形問題來達(dá)到透明感之類的。雖然每個項目最后呈現(xiàn)的狀態(tài)可能完全不同，但這種追求建筑的透明感、追求結(jié)構(gòu)的透明感的思考是連續(xù)的、遞進(jìn)的。例如，在極致的自然[9]項目中，成功用了玻璃來輔助控制結(jié)構(gòu)的變形（圖8），那么在后來的荷蘭迷宮公園游客中心項目中，才有了完全用玻璃作為墻體支撐結(jié)構(gòu)的想法（圖9）。因此，在跟石上合作的過程中，我覺得我的設(shè)計方法或者說“套路”是在不斷增加的。其實在一般的設(shè)計過程中，采用很簡單的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法就能完成任務(wù)，但在時不時地做一些有挑戰(zhàn)性的項目的時候，會花費更多功夫。隨著這些項目不斷積累，才能做出像四角氣球（Balloon[10]），荷蘭迷宮公園游客中心，還有Cloud Arch[11]這樣不同尋常的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

三、建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計的思考

周：接下來我們就一些具體項目的結(jié)構(gòu)設(shè)計來展開討論。說到透明感以及纖細(xì)的柱網(wǎng)的話，從開始的T project，到后來雙年展上的極致自然項目，還有空氣般的建筑項目中，單純從外觀上看好像都有這種特性，它們在結(jié)構(gòu)設(shè)計上，也有類似的特點嗎？

圖6：谷之教堂

圖7：荷蘭迷宮公園游客中心外景

圖8：極致的自然項目中，玻璃輔助極細(xì)鋼柱增強(qiáng)穩(wěn)定性

圖9：荷蘭迷宮公園游客中心玻璃墻體

圖10：extreme nature結(jié)構(gòu)及相應(yīng)軟件解析界面

圖11：桿件末端固定以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的力學(xué)解析

佐藤：其實不管是在T project，把柱子做得很細(xì)，還是在四角氣球項目，要把網(wǎng)格狀的結(jié)構(gòu)做薄做輕，主要需要解決的都是屈曲問題。解決了這個問題，就容易達(dá)到建筑所想表現(xiàn)的透明感了。當(dāng)初在做T project 項目的時候，我不僅在研究室做了很多實驗，還升級了結(jié)構(gòu)計算軟件，能夠在軟件里通過調(diào)整柱子來尋找最合適的配置（圖10），這項改進(jìn)后來在極致的自然項目也用到了。

周：因為是佐藤老師自己開發(fā)的軟件，所以針對項目要求調(diào)整起來也得心應(yīng)手啊。那像再后來的蛇形畫廊（Serpentine）[12]項目，也是極細(xì)的桿件支撐，這能否看作是一系列的建筑以及結(jié)構(gòu)設(shè)計的嘗試呢？

佐藤：雖然并不能稱之為“系列”，但就像剛才說的，它們在結(jié)構(gòu)上要解決的確實是類似的屈曲問題。在桿件支撐中，如果將桿件的末端固定的話，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度能提升4 倍左右（圖11）。所以我在這幾個項目中，分別用了不同的方式來輔助穩(wěn)定結(jié)構(gòu)：T project 用了樓梯；極致的自然項目用了周圍的玻璃墻壁；蛇形畫廊是在屋頂比較低的地方，加粗了柱子（圖12）。同時通過設(shè)計屋頂?shù)恼w形狀減少了水平方向晃動產(chǎn)生的荷載。這些調(diào)整通常都放在不引人注目的地方，或是通常不被視作結(jié)構(gòu)的部位，因為很多時候石上先生會不希望結(jié)構(gòu)露出來，或者說，過于清晰地暴露結(jié)構(gòu)的設(shè)計原理，會破壞建筑的透明感。

石上：與其說是要把結(jié)構(gòu)藏起來，不如說是根據(jù)設(shè)計意圖，在建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)表現(xiàn)上追求一種平衡。在需要表現(xiàn)結(jié)構(gòu)力度的時候強(qiáng)化它，在追求透明感的時候弱化結(jié)構(gòu)的存在。

佐藤：所以在蛇形畫廊項目中，黑色的片巖屋頂和下面極細(xì)的白色柱子在視覺上形成了一種對比，既解決了結(jié)構(gòu)上的問題，又達(dá)到了石上先生所想要的出乎意料的透明感。

武：從兩位老師的合作狀態(tài)來看，很多項目都是作為建筑師的石上先生做主導(dǎo)，佐藤先生在結(jié)構(gòu)設(shè)計上予以輔助，或者反過來提供一些結(jié)構(gòu)設(shè)計上別的可能性。當(dāng)然大部分的合作項目都是建筑設(shè)計，那我們剛剛討論的蛇形畫廊那個項目，看上去會比較像一個偏重結(jié)構(gòu)設(shè)計的構(gòu)筑物，在設(shè)計它的過程中，兩位老師的角色會有什么不同嗎？

石上：也不能只算是個構(gòu)筑物吧。蛇形畫廊的項目，從設(shè)計開始到施工大約只有6 個月的時間。需要完成從制定設(shè)計方案，到提交確認(rèn)申請、結(jié)構(gòu)計算、經(jīng)費預(yù)算，以及完成施工等很多任務(wù)，時間安排非常緊張，而且客戶也會不斷地提很多需求，這里需要喝咖啡的地方呀，那里有幾棵樹呀，里面還需要某些設(shè)施之類的，有很多功能方面的需求都需要設(shè)計來協(xié)調(diào)，其復(fù)雜度不亞于一個小型建筑。

佐藤：而且基地里能用的只有一個大概三角形的區(qū)域。

圖12：蛇形畫廊邊角位置柱子加粗

石上：是的，為了符合場地需求，當(dāng)時還考慮過很多形狀，比如環(huán)形之類的。

佐藤：基地中有些土地是不能使用的，要避開這些地方，平面形態(tài)只能是環(huán)形或三角形之類的。

石上：當(dāng)時，我們需要不斷調(diào)整設(shè)計來滿足客戶的各種需求。而且，像這種海外項目，我們必須跟當(dāng)?shù)氐慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計師合作?，F(xiàn)在的蛇形畫廊是梁柱框架結(jié)構(gòu)的，但最初是想用張拉結(jié)構(gòu)來做屋頂?shù)?。項目剛開始的時候，我認(rèn)為用純粹的張拉結(jié)構(gòu)更能表現(xiàn)我所感受到的、來自場地地面的某種張力，雖然后來換成了梁柱結(jié)構(gòu)，但最后完成的屋頂形狀仍然沿用了最初的設(shè)計形態(tài)（圖13）。

佐藤：對，如果用張拉結(jié)構(gòu)的話，還可以減少鋼結(jié)構(gòu)材料的用量。屋頂?shù)钠瑤r搭在鋼絲網(wǎng)上，因自重會形成自然的下垂曲線。而且支撐用的柱子頂端被幾個方向的鋼絲牽引著，反而能利用屋頂重量起到控制屈曲的作用。在這個結(jié)構(gòu)系統(tǒng)推敲的過程中，英國方面的工程師建議我應(yīng)該調(diào)整屋頂平面的形狀，從開始偏圓的三角形，到后來三邊向內(nèi)凹的形狀。直到建成為止，一切都是在跟合作的工程師的協(xié)調(diào)中完成的。

周：既然屈曲問題的解決在兩位合作的多個設(shè)計中都如此重要，那對石上先生而言，了解到這方面的結(jié)構(gòu)知識反過來對設(shè)計過程會有什么影響或者啟發(fā)嗎？

石上：與其說是影響，不如說建筑設(shè)計和構(gòu)造設(shè)計一體化的過程很重要。比方說一個項目中，因為結(jié)構(gòu)的原因，柱子需要更粗呀，而因為設(shè)計的原因，柱子需要更細(xì)呀，在這種討論中，我會對結(jié)構(gòu)抱著比較曖昧的期待，會在跟結(jié)構(gòu)師協(xié)調(diào)的過程中，定下最終的方案。

佐藤：在石上跟我討論的時候，他不是單純地說“我想要把這些柱子設(shè)計成很細(xì)的樣子”，而是說“因為有什么什么樣的力學(xué)理論，所以這里的柱子應(yīng)該可以很細(xì)吧”。雖然他的論據(jù)通常都是比較荒唐的，經(jīng)常天馬行空地提案一些力學(xué)構(gòu)造啊，還有材料的使用方法，但會很有意思。所以在項目前期頭腦風(fēng)暴的過程中，我必須詳細(xì)地跟他解釋結(jié)構(gòu)設(shè)計的原理。他會問，“這個結(jié)構(gòu)中的力學(xué)模型為什么是這樣的”，“屈曲問題為什么是這樣的”，“這個變形曲線為什么是這個形狀”，“那為了解決問題需要怎么配置材料”等這樣的一系列問題。雖然這樣的討論很耗時，動輒5 個小時、8 個小時什么的，但是在討論的過程中，他會根據(jù)我對力學(xué)模型的解釋提出新的設(shè)計思路，“這樣的話換這套體系就好了”之類的。這對項目的順利推進(jìn)是非常有用的。像今天采訪結(jié)束，我們也會進(jìn)行這樣的頭腦風(fēng)暴。

石上先生是東京藝術(shù)大學(xué)的，主要接受的是藝術(shù)教育，可以說在討論的過程中，我給他完整地上了一套建筑力學(xué)課。

武：雖然討論很耗時但感覺兩位老師似乎樂在其中。在兩位老師的很多項目中，設(shè)計理念、使用材料，甚至結(jié)構(gòu)邏輯、施工過程，都會和自然的某種概念產(chǎn)生聯(lián)系。在我的理解中，石上先生和佐藤先生似乎都試圖向自然學(xué)習(xí)，并表現(xiàn)自然的生機(jī)盎然之美。具體而言，二位是怎樣看待自然的呢，又有什么共感之處？

佐藤：我在平時的研究室的課題中，也會嘗試用數(shù)學(xué)的方式分析和表現(xiàn)自然空間，比如林中蔭翳，去分析它那種隨機(jī)又有層次的氛圍感的成因。但并不是想要完全復(fù)制這樣的空間，而是希望解析出其不同形態(tài)要素的分布方式和內(nèi)在聯(lián)系（圖14），從而用相似的內(nèi)在邏輯來重現(xiàn)類似森林的自然氛圍（圖15）。雖然這方面的研究還沒能應(yīng)用在石上先生的項目中，很多時候，我反而能從他的設(shè)計想法中感受到某種力學(xué)中的自然原理。同石上先生討論他的空間構(gòu)想的時候，在探尋合適的結(jié)構(gòu)支撐、摸索其中力學(xué)原理的過程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)他的想法恰好與某種自然原理相通。

石上：我認(rèn)為大自然是遠(yuǎn)比我們能夠分析的程度更為復(fù)雜。當(dāng)我們走入自然環(huán)境，比方說走進(jìn)森林中的時候，能清晰地感受到大自然的復(fù)雜性。在我們眼中，樹木是以一種很隨機(jī)的方式分布的，也能想象到這種隨機(jī)性的背后，可能蘊含著某種演化機(jī)制。但是，分析自然環(huán)境的難度太大了，就算這種演化機(jī)制確實存在，它的具體內(nèi)容我們也很難搞清楚。即便找不到確切答案，這種自然帶給我們的思考，以及對自然的說不清道不明的內(nèi)在機(jī)制的猜想，正是我們可以向自然學(xué)習(xí)的地方。在設(shè)計中模仿這種復(fù)雜性，比方說在看不見的地方把結(jié)構(gòu)藏起來，讓人對這個建筑的形成來產(chǎn)生猜想，或者說模仿云來呈現(xiàn)形態(tài)的不確定性之類的，我們嘗試過很多這樣的探索。

圖13：蛇形畫廊屋頂

圖14：分析秋日樹木的2D光譜作為搭建邏輯

圖15：由透明硬紗和碳棒搭建的半張拉結(jié)構(gòu)構(gòu)筑物

周：那在蛇形畫廊中，通過厚重屋頂與白色細(xì)柱的對比，營造了一種反重力的感覺。這種異常輕盈的狀態(tài)有種跳脫自然規(guī)則的感覺，能否算作反自然形態(tài)的嘗試呢？

佐藤：并不是，像那種輕盈的感覺，并非自然相悖，反而需要對自然規(guī)則的深度學(xué)習(xí)。比如森林中，有些樹木雖然又細(xì)又高卻能抵抗強(qiáng)勁的臺風(fēng)；樹枝雖然布滿樹葉，枝杈細(xì)長，卻能承受風(fēng)壓而不折斷；昆蟲的腿與身體相比雖然極細(xì)，卻能支撐其全身硬殼……諸如此類的現(xiàn)象太多了，如果我們能夠?qū)W到它們支撐重量的原理，在結(jié)構(gòu)中可能可以用更細(xì)的桿件承受更多的荷載。

石上：而且從某種層面上，我認(rèn)為人類思考產(chǎn)生的合理性與自然界的合理性或許并不相同。人在追求合理性的過程，會把事物單純化、省略化，建筑結(jié)構(gòu)也是如此。在建造的過程中，無論建筑的概念怎樣接近自然，它從結(jié)構(gòu)合理性體現(xiàn)出的尺度感也會暴露建筑的人造屬性。為此在荷蘭迷宮公園游客中心這座觀景建筑中，我們設(shè)計用玻璃作為支撐，讓通常作為支撐物的梁柱從視線中消失，在觀感上室內(nèi)外更加融為一體，讓建筑也成為自然的一部分。

周：大概我們通常做事的邏輯確實如此，通過觀察和總結(jié)得出客觀規(guī)律或者行事準(zhǔn)則，再照著總結(jié)出來的規(guī)律創(chuàng)造新的東西。所以即使模仿，人造物大概也很難達(dá)到自然造物的復(fù)雜度。剛剛您提到的荷蘭迷宮公園游客中心項目，那彎曲的玻璃墻體實在是一次獨特的結(jié)構(gòu)實踐。玻璃原本是脆弱易碎的素材，是怎樣做到了可以支撐屋頂?shù)膹?qiáng)度呢？

佐藤： 玻璃雖薄，但是做成曲面的話，強(qiáng)度就會提高好幾倍。提高材料的曲率，降低彎曲半徑就能逐步提高它的強(qiáng)度。利用這個原理，玻璃也能做到支撐屋頂?shù)膹?qiáng)度（圖16）。另外，在屋頂和玻璃墻體之間傳導(dǎo)荷重的是梁，如果將梁的排列方式調(diào)整到最合理的狀態(tài)，會很好地將荷重分散到玻璃上（圖17）。將這兩個影響因素做到最優(yōu)解，也就呈現(xiàn)了這次建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計的最終形態(tài)。垂直荷重也好，抗風(fēng)壓也好，都沒問題。

圖16：給薄板一定的曲率，可以將強(qiáng)度提升多倍

圖17：荷蘭迷宮公園游客中心項目中梁的配置優(yōu)化分析——現(xiàn)場施工圖及軟件分析圖

這次的結(jié)構(gòu)設(shè)計依然始于石上先生的草圖手稿，一個大概是三角形或者說Y 字形的空間，營造與自然交互的通透氛圍。從這個空間構(gòu)想中可以提煉出很多結(jié)構(gòu)控制要素，但如果找到了關(guān)鍵點，也就是剛剛提到的那兩點，就能比較容易地導(dǎo)出最適化結(jié)構(gòu)設(shè)計。如果要素過多的話，會很難控制，但如果過少，通常會很難實現(xiàn)石上先生的空間構(gòu)想。像是手稿中呈現(xiàn)出的建筑的整體形態(tài)也好，開放的空間感受也好，柱子的無序排列方式也好，這樣想要追求某種自然的感覺而體現(xiàn)在建筑中的很多不對稱、不規(guī)則、隨機(jī)的設(shè)計，也必須將其簡化為人可以控制的要素才能夠?qū)崿F(xiàn)。對我來說，在這種看似自由隨機(jī)的形態(tài)中提煉幾何學(xué)的控制要因的過程是十分有趣的。

武：說起隨機(jī)性，石上先生的作品中常常體現(xiàn)出仿若自然的隨機(jī)性，比方說KAIT PLAZA 項目中，屋頂上的天窗開洞位置，看上去非常有趣。那站在結(jié)構(gòu)師的角度，佐藤先生是如何實現(xiàn)這樣的隨機(jī)性的呢？

佐藤：建筑的形態(tài)也好，天光開洞的位置也好，就算它們設(shè)計成了隨機(jī)的形態(tài)，只要有三維模型，就可以用軟件很快完成結(jié)構(gòu)計算。雖然我們有一套自己開發(fā)的軟件，但現(xiàn)在這樣的解析軟件已經(jīng)有很多了，所以隨機(jī)性對結(jié)構(gòu)計算并沒有什么影響。但是就設(shè)計上的隨機(jī)性而言，石上先生可能有一些他會考量的參數(shù)吧。

石上：說到實現(xiàn)隨機(jī)性布局的參數(shù)，在我看來，自然的隨機(jī)性是人類很難實現(xiàn)的。比如我之前水之亭的項目，需要布置300 多棵樹木，如果我們只是隨意地點上300 個點，最終總有一些樹木看起來像是成行成列，顯出人造的秩序感，難以達(dá)到自然中真實的隨機(jī)感覺。所以，水之亭也好，之前的KAIT 工房也好，我們會通過手繪草圖（圖18）和CAD 軟件（圖19）來調(diào)整平面上樹木或者柱子的位置分布。把相距幾米以內(nèi)，看起來像是一條線的點全都連起來，然后一根一根地調(diào)整，直到?jīng)]有能連起來的線為止。其實最開始，隨意點出的位置是能連出超多線條的，把它們統(tǒng)統(tǒng)消除掉之后人造感就很弱了。當(dāng)?shù)氐膱@藝師們看到這樣的結(jié)果（圖20）非常驚訝，因為人造園的樹木通常都是整齊排列的。我想要實現(xiàn)的隨機(jī)性，就是讓人看不出人為痕跡，很難分辨原理，才能一定程度上體現(xiàn)出自然般的復(fù)雜。

佐藤：類似的工作我們在極致的自然項目的時候也做過。那個項目真的是直到最后一刻石上先生都在調(diào)整柱子的位置，“要不再把這根柱子移動1cm？”（笑）那個時候，我以這個結(jié)構(gòu)框架為基礎(chǔ)，對計算軟件又做了更新，只要在模型中用鼠標(biāo)移動柱子的位置，就能夠顯示改動對整體結(jié)構(gòu)中的影響，危險的柱子會用紅色標(biāo)識出來。我給學(xué)生課上最初講授的那部分軟件的內(nèi)容，其實一開始就是為極致的自然這個項目而生的。我把軟件交給石上事務(wù)所的員工后，讓他們移動柱子來調(diào)整空間關(guān)系的同時，也注意不要產(chǎn)生紅色柱子。就這樣直到項目交稿的那天晚上，我們還在這張桌子上開了柱子位置敲定大會（笑），一直調(diào)整到午夜12 點。我感覺那個時候，石上先生好像對經(jīng)濟(jì)、對結(jié)構(gòu)最適化設(shè)計等沒什么興趣。但是為了實現(xiàn)他的建筑構(gòu)想，我通常都是用類似的最適化分析去操作的。

石上：那個時候不感興趣的原因是，很多最適化設(shè)計的產(chǎn)物都是能很明顯看出生成邏輯的。哪怕是隨性做的設(shè)計，將它最適化處理之后，總會讓人覺得生成邏輯一目了然。在我看來，那和我的設(shè)計出發(fā)點是完全相反的。

圖18：KAIT工房柱子連線草圖分析

圖19：KAIT工房柱子連線軟件分析

佐藤：但是最適化的要素并不是單一的，在調(diào)整KAIT PLAZA 的天窗設(shè)計的時候（圖21），將隨機(jī)性作為要素之一，同時要調(diào)整的除了結(jié)構(gòu)受力，還有光環(huán)境以及風(fēng)環(huán)境。KAIT PLAZA 作為大跨度建筑，天窗的位置會極大影響建筑中的光線，還有空氣的流動。將這些都作為評價要素的話，我們要做的就是多目的最適化設(shè)計。其實現(xiàn)在結(jié)構(gòu)力學(xué)方面的最適化設(shè)計已經(jīng)很成熟了，最新的熱門話題是如何更好地實現(xiàn)多目的最適化設(shè)計。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計算所需的時間越來越短，多目的最適化分析也有了相對成熟的發(fā)展環(huán)境。像KAIT PLAZA 這樣的，參考石上先生圖紙當(dāng)中天窗的位置，從力學(xué)、光環(huán)境、風(fēng)環(huán)境等方面出發(fā)去做調(diào)整，當(dāng)然如果過分追求力學(xué)上的最優(yōu)解，則會削弱設(shè)計上的隨機(jī)性，所以我們做了多次調(diào)整，最終成為現(xiàn)在的形式。

周：是交給程序，讓它自動調(diào)整嗎？

佐藤：我們事務(wù)所目前還是手動的。其實現(xiàn)在自動計算的程序也可以做出來了，但是計算耗時過長，目前還沒辦法在實踐中投入使用。所以現(xiàn)在還是先手動去修改模型，來得到演算結(jié)果，還相對快一些。

這個項目的隨機(jī)性帶來的另一個問題是施工方面的，就是屋頂鋼板的預(yù)應(yīng)力加工。在和石上先生合作的這些項目中，極致的自然項目也面臨過預(yù)應(yīng)力加工的問題，積累了一定經(jīng)驗。那個是鋼制框架結(jié)構(gòu)，因為框架極細(xì)，而且要鑲嵌玻璃，我們計算出頂上的梁可能會出現(xiàn)6cm 左右的變形，所以要預(yù)先給它設(shè)置一個反向的6cm 的彎矩。那個項目的柱網(wǎng)也是不規(guī)則的，所以用一般的方法去處理的話，屋頂會變成復(fù)雜曲面，沒辦法鑲嵌玻璃，因此在現(xiàn)場施工時，將每根會變形的梁分別做反向變形處理，然后再用天然氣燃燒器將其炙烤恢復(fù)形狀，這樣屋頂整體恢復(fù)平面后，會具備超出其原本平面形態(tài)的承受力。KAIT PLAZA 的屋頂原本是一個中間低、四邊高的曲面，如何在不規(guī)則開洞之后，還讓它維持平整的狀態(tài)，依然需要做預(yù)應(yīng)力處理。屋頂是一張一張的鋼板拼接起來的，我們利用之前項目中積累的技術(shù)經(jīng)驗，在預(yù)應(yīng)力加工之后，控制了彎矩的同時也控制了應(yīng)力。最終做出的屋頂盡管跨度有50m×80m，屋頂厚度只有10mm（圖22）。

圖20：水亭

圖21：KAIT PLAZA天窗調(diào)整過程模型圖

圖22：KAIT PLAZA 模型

圖23：KAIT PLAZA施工現(xiàn)場——拼接屋頂

圖24：KAIT PLAZA 項目照片

石上：下周基礎(chǔ)施工就完成了，看，這是施工現(xiàn)場的照片（圖23）。2020 年底，KAIT PLAZA 建成（圖24）。

佐藤：基礎(chǔ)施工完成后，結(jié)構(gòu)方面的工作差不多就結(jié)束了。

武：照片很有沖擊性，周圍的支撐結(jié)構(gòu)比想象中要大得多。

周：下雨天確實像效果圖那樣變成了雨簾的庭院。也有做雨水相關(guān)的模擬實驗嗎？

石上：是的，根據(jù)天窗和地勢做了相關(guān)模擬，找到一些會積雨為流、積水成潭的地方。

佐藤：這樣連雨水都作為控制因素，是更進(jìn)一步的多目的最適化。

周：若論項目的生成邏輯，像是最近完成的HOUSE & RESTERANT[13]項目，宛若天然洞穴（圖25）。但是從施工過程的圖片來看，跟自然的洞穴形成邏輯完全不同。請問這個項目在設(shè)計過程中，有參考一些自然的原理或者構(gòu)成機(jī)理嗎？

石上：設(shè)計的時候我并沒有考慮那么多。這個項目的甲方——飯店的主人，有這么一個想法：他認(rèn)為與在嶄新的建筑內(nèi)用餐相比，在古老的建筑里面吃到的食物會感覺更美味。打個比方，他感覺在日本鄉(xiāng)下的一棟樸實的老建筑中吃到的米飯，會比都市中的一家大飯店里的更香甜，所以他想要在建筑中營造一種質(zhì)樸的古舊的氛圍。也就是說，我需要設(shè)計一棟剛建成就看上去很古舊的建筑。建筑的古舊意味著什么呢？從我對建筑的理解來看，建筑作為人造物，一棟建筑新建成的時候，通常是它的人造感最為明顯的時候，伴隨著時間流逝，在陽光的摧殘、風(fēng)雨的侵蝕下，建筑上會留下各種自然因素對它的影響，人造感逐漸褪去，最極端的情況可能是景觀化，跟自然融為一體。所以建筑變舊的過程，就是人造物自然化的過程。因此，如果我捕捉到人造和自然的中間地帶，就可以賦予新建筑古舊的氣質(zhì)。雖然看起來同樣是學(xué)習(xí)自然，但每次項目的出發(fā)點也是不一樣的。

圖25：house & resterant施工階段——拆除模板后

佐藤：對，雖然與自然形成的洞穴原理完全不同，但這個項目的施工過程很有意思。一開始最主要的問題是施工造價太高了，在這種鋼筋混凝土的施工過程中，一般來說價格高的原因是沒有足夠的模具木匠。這次的解決辦法是用土坑來代替模具，可以大大地節(jié)省人工。雖然這一步工作花費了很多時間，但是使用土壤作為模具另一個好處是可以隨心所欲地制作曲面（圖26）。通常情況下，模具的彎曲有一定限度，很難制作曲率很小的曲面，但用土壤作為模具，一切都有了可能。

武：這種施工方法很有意思，那像這種比較特殊的施工過程，主要的困難是什么，又怎么與施工人員進(jìn)行交流呢？

佐藤：能不能順利建成與施工難度的關(guān)系很大，但另一方面也非常受限于造價。造價太高而不能施工的情況是很多的。所以我們從項目的設(shè)計階段開始，就會去咨詢專家的意見，包括施工方法、材料等方方面面，會跟合作方進(jìn)行很詳細(xì)的討論，這就跟結(jié)構(gòu)師很早介入設(shè)計過程是一樣的。

周：那兩位老師目前為止完成的項目中，感覺最有挑戰(zhàn)性的是哪一個呢？

佐藤：對我來說，最困難的項目之一是四角氣球項目。這個項目做了一個方形氣球，用輕量的鋁造網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，充入氦氣，讓1t 重的構(gòu)造物浮在了空中。其實最開始接這個項目的時候，聽到這個項目要浮起來，我還以為是建筑通常那種用很細(xì)的柱子讓空間看起來好像漂浮的樣子。結(jié)果石上說，這次是真的漂浮，不是看起來，還吃了一驚呢。

圖26：挖掘土地作為混凝土模具

四角氣球項目是很早的項目了，它的難點的是在短時間內(nèi)要設(shè)計出可以漂浮的構(gòu)造，而且需要比較特殊的結(jié)構(gòu)計算。與一般的建筑結(jié)構(gòu)計算相比，不同點在于，如果用同樣的材料鋁來制作建筑物的話，不管是耐震還是耐風(fēng)計算，在設(shè)計時間不夠的情況下為了增加安全度，加粗就好了。雖然計算粗略但效果可以保證。而在這個項目中，如果單純加粗的話，結(jié)構(gòu)就會變重，也就浮不起來了。所以就算時間不夠，也必須對結(jié)構(gòu)的材料的質(zhì)量、體積等做出精確計算，容錯率非常低。而一般建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計是沒有嚴(yán)格的重量限制的。所以在時間緊迫的情況下，那次的結(jié)構(gòu)設(shè)計是比較困難的。

石上：對做結(jié)構(gòu)設(shè)計的佐藤先生來說，是那個項目沒錯。但對我來說，最難的是KAIT PLAZA。做結(jié)構(gòu)設(shè)計的話，保證這個結(jié)構(gòu)本身是安全的、牢固的、就可以了，而建筑的安全性不止要做到這樣。就KAIT PLAZA 而言，在地震的情況下，屋頂是會有起伏的振動的，所以甲方認(rèn)為振動的時候屋頂可能會撞到人的頭部，有可能會帶來使用上的不安全。為了向甲方說明結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性，在這個項目里，我們找了能夠模擬振動動態(tài)的公司，專門做了模型。這是這個項目跟以往設(shè)計非常不同的一點，我們在此花了很多時間。

佐藤：KAIT PLAZA 呢，其實并沒有什么使用上的危險，雖然強(qiáng)風(fēng)或地震的時候，屋頂會搖晃，但是很緩慢、很輕微的那種，不是像彈簧板那樣劇烈振動的，所以實際上沒有任何隱患。但是因為會動的建筑并不常見，跟沒辦法想象這種輕微晃動場景的人，是很難解釋其安全性的，這個過程中可是好生辛苦石上先生了。（笑）

石上：畢竟是一個會振動的結(jié)構(gòu)，所以甲方當(dāng)然會非常擔(dān)心安全問題，單純地解釋是不夠的，所以我們最后用動態(tài)模擬來證明它是不會撞到人的。

四、對未來的展望

武：下面我們來討論一下兩位對未來結(jié)構(gòu)設(shè)計的思考。兩位老師在做設(shè)計的時候，為了實現(xiàn)某種建筑設(shè)計理念，會希望出現(xiàn)某種新型建筑材料嗎？

石上：每次設(shè)計的時候都會有這種想法吧，如果有這種材料就好了。

佐藤：納米碳管——要是能用在建筑上就好了。還有更硬的鋼。

武：是指減少鋼材的脆性嗎？

佐藤：不是脆，就是希望鋼材更硬?，F(xiàn)在還沒有能夠提高鋼材硬度的加工方法，所有鋼材都是差不多硬度的，但是像碳就能加工到鋼的硬度的兩倍。想要控制結(jié)構(gòu)中很容易產(chǎn)生的屈曲問題的話，材料的楊氏模量[14]很重要。楊氏率越高，材料的硬度越高。雖然也有比鋼材硬度更高的材料，比如碳和金剛石，但是鐵的其他特性，如易于焊接，易于加工，易彎曲等，是別的材料很難做到的。要是碳能像鐵一樣容易加工就好了。

還有一種建筑材料大家應(yīng)該都很想要——軟性玻璃，希望玻璃能夠做到又薄又可彎曲、方便塑形，就像鐵板一樣。

周：可能以后這些都可以實現(xiàn)吧，畢竟新的科技層出不窮，像以前覺得遙不可及的AI 也正在慢慢滲透到各行各業(yè)了，兩位老師對于類似這樣的新技術(shù)在建筑上的應(yīng)用，有什么樣的期待呢？

佐藤：說到AI 的話，最容易想到的應(yīng)用就是用深度學(xué)習(xí)來提高設(shè)計最適化的運算效率。雖然用別的方法也可以得出最適化結(jié)果，但非常花費時間。跟結(jié)構(gòu)計算比起來，像是建筑環(huán)境設(shè)計里的光環(huán)境、熱環(huán)境，都要花費大量的時間進(jìn)行模擬，如果能把AI 應(yīng)用在這個領(lǐng)域，應(yīng)該能極大地提升計算效率?，F(xiàn)在雖然已經(jīng)有很多相關(guān)研究，但還很難將其投入實際工程來廣泛使用。比方能有某種算法，能根據(jù)條件迅速匹配出相應(yīng)的系統(tǒng)，根據(jù)變化很快給出對應(yīng)的解答；或者我們有方案A 和方案B，輸入?yún)?shù)之后可以混合兩個方案的特點，或者說融合80%方案A 和20%方案B，得到一個相對自然的最優(yōu)解。目前有些算法可以做出這樣的判斷的，所以我想在建筑設(shè)計上應(yīng)該也是有可行性的。

石上：這么說的話，AI 還可以用在場地規(guī)劃、方案設(shè)計里面，像建筑的功能、流線之類的設(shè)計。雖然現(xiàn)在我們總能根據(jù)自身的經(jīng)驗做出相對合理的形式，但這個答案并不是唯一的。這種合理性通常也只是來自于大概的經(jīng)驗和感覺，并沒有堅實的理論依據(jù)。如果能用大數(shù)據(jù)來建立空間與人的心理相關(guān)的對應(yīng)關(guān)系，設(shè)計可能會更加合理。建筑師不是上帝，只是根據(jù)自己的個人感受來做出合理性的判斷。我們這個學(xué)科在設(shè)計上、規(guī)劃方面有很多規(guī)律性的總結(jié)，但如果AI 能夠應(yīng)用在這方面的話，可能可以得到更加準(zhǔn)確的分析結(jié)論。如果能夠?qū)崿F(xiàn)的話，可能會出現(xiàn)這種場景：輸入某種需求之后，AI 生成了一個空間形態(tài)，雖然中間的過程并不清楚，但你看到它會覺得，啊，就是它了，那應(yīng)該會很有趣吧。像現(xiàn)在便利店就可以利用人們購買商品的數(shù)據(jù)來分析他們的偏好，據(jù)此來重新排列商品，促進(jìn)消費。如果建筑設(shè)計里面，能夠構(gòu)建出對不同的人或者不同的心理對應(yīng)的空間形態(tài)或者功能的偏好，應(yīng)該很有意思。

佐藤：是啊，AI 的可能性是很多的。就算表象上很復(fù)雜的東西，用單純的大量計算和深度學(xué)習(xí)來訓(xùn)練人工智能。如果AI能夠來分析出人在不同空間中的行動規(guī)律，對空間的認(rèn)知和感受，甚至不只是空間，還能分析出使用者對出現(xiàn)在同一空間的其他人的感受，分析出方方面面的細(xì)節(jié)，應(yīng)該能夠幫助建筑師做出更加合理的設(shè)計吧?？梢哉f，商場里面貨物的配置，就是一個出于商家的利益最大化來做的最適化設(shè)計。

甚至未來還可能直接用AI 做出石上風(fēng)的設(shè)計（笑）。訓(xùn)練AI 來學(xué)習(xí)石上先生的圖紙。既然AI已經(jīng)能夠人們的喜好和習(xí)慣，那么以石上先生的想象力作為學(xué)習(xí)對象的話，設(shè)計習(xí)慣應(yīng)該也可以呢。

石上：哈哈，我覺得這會比較困難吧。首先有個問題，設(shè)計的風(fēng)格是什么，怎么養(yǎng)成？現(xiàn)在說到機(jī)器學(xué)習(xí)，根據(jù)大量信息來積累經(jīng)驗，最后的成果可以稱之為一種風(fēng)格嗎？算法也許會發(fā)展出只有這種算法才能做出的風(fēng)格，但它依然是很難模仿我的。人類里有做得好的和做得差的，機(jī)器里面也有做得好的和差的，在這樣的競爭和演變之中，會有表現(xiàn)突出的人，也會有表現(xiàn)突出的機(jī)器，但人和機(jī)器的不同在于，對于同一個問題，機(jī)器不會像人一樣有很多不同的解決方法。而且現(xiàn)在的技術(shù)更新得太快了，像是作為技術(shù)硬件的手機(jī)，用了一年就已經(jīng)算是老機(jī)型了；依存于手機(jī)的軟件，可能短時間內(nèi)非常好用，但也只是短時間。而建筑是可以保留千百年的，雖然它的硬件也依托于當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展，但它并不是當(dāng)前技術(shù)的簡單集成。建筑所能保留的意義，我想是單純的技術(shù)難以達(dá)到的。

佐藤：當(dāng)然，目前的AI 是有這樣的問題的。還有一個難題是，一個用100 萬條數(shù)據(jù)訓(xùn)練完成的AI 算法，如果想要修改的話，可能不得不再次學(xué)習(xí)這100 萬條數(shù)據(jù)，不能直接繼續(xù)使用它之前的積累。這也是人工智能和人的不同吧。

之前我說AI 可以設(shè)計出石上風(fēng)格的建筑什么的，現(xiàn)在來看還是遙不可及的事情。但是，如果AI 能夠應(yīng)用到石上先生設(shè)計建筑的過程中的話，比方說能夠根據(jù)他的草圖，自動生成很多可能的結(jié)構(gòu)方案以供選擇；或者剛等他畫出一點雛形，AI 就能根據(jù)他以往的設(shè)計，給出一個頗具完成度的方案，那樣的話大概效率會很高吧。

周：雖然建筑中的技術(shù)更新并不是最快的，但新材料、新技術(shù)的發(fā)展總是讓我們充滿期待。在技術(shù)革新之前，基于現(xiàn)在的設(shè)計與合作經(jīng)驗，兩位老師對于當(dāng)前的建筑與結(jié)構(gòu)的教育模式有沒有什么建議呢？比方說建筑師應(yīng)該學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)嗎?

佐藤：提到教育，人們通常會建議給入門的學(xué)生說不要好高騖遠(yuǎn)，總望著山頂?shù)哪且恍∪喝?，重點是從基礎(chǔ)知識開始一步一步扎扎實實地按順序?qū)W習(xí)，逐步學(xué)習(xí)和掌握數(shù)學(xué)和力學(xué)知識以及結(jié)構(gòu)設(shè)計知識。但我認(rèn)為這樣的說法是有局限性的。我倒是覺得，去了解你的領(lǐng)域中最高水平上的那些人在做什么，是很重要的。去看看在這個時代中，哪些結(jié)構(gòu)設(shè)計是可以實現(xiàn)的，可能創(chuàng)新的方向又在哪里，為了實現(xiàn)那樣的理想需要掌握哪些數(shù)學(xué)和力學(xué)知識。在有了這樣一個印象之后，學(xué)習(xí)這些基礎(chǔ)知識才會更有針對性，也更有動力。

石上：當(dāng)然了，學(xué)生時代會學(xué)習(xí)很多東西，但就我個人而言，90%的建筑知識都是工作之后學(xué)習(xí)的，甚至包括對建筑設(shè)計的熱情，都是工作帶給我的。在實際的工作中，面對自己真正落地的建筑，對設(shè)計的熱情和動力會油然而生。這個時候會關(guān)注什么樣的建筑是能夠建成的，什么樣是不能建成的。這種想要實現(xiàn)自己設(shè)計的愿望會驅(qū)使我了解結(jié)構(gòu)相關(guān)的知識。但是如果我在學(xué)生時代，太早了解工作的事情，太早地被灌輸一些固定概念，可能會失去學(xué)習(xí)的熱情，失去自己的可能性，也很難在以后創(chuàng)造出一些新的東西。而且學(xué)生時代的同學(xué)也有很大一部分并沒有想成為建筑師，大家會思考很多更寬泛的東西。但確實也有一些局限性，學(xué)生時代我基本上只關(guān)注圖面上的東西，如果那個時候有多了解一些非常新的建筑實踐，也可能會有不同方向的啟發(fā)吧。

佐藤：從我的觀點出發(fā)，倒是不需要鼓勵建筑師們都去鉆研結(jié)構(gòu)知識。學(xué)建筑的學(xué)生中，有對結(jié)構(gòu)感興趣的，也有很多不感興趣的。感興趣的就去學(xué)，沒興趣的不了解那么深也可以。本來建筑師也是有各種風(fēng)格的嘛。

周：建筑與結(jié)構(gòu)的相互協(xié)調(diào)也包含著極多的可能性。非常感謝兩位先生的精彩對談。

五、結(jié)語

石上純也和佐藤淳兩位先生，他們的合作關(guān)系更像是提問者與解答者，但并不是單向的提問與解答，而是互相的。他們對與各自的領(lǐng)域都有極高的熱情，而這種熱情在合作中碰撞導(dǎo)出了很多有趣的建筑設(shè)計實踐。他們在很多合作中多次提到了“自然”這個意象，在合作之外，也分別對“自然”有不同的理解和探索，石上先生有通過手繪去拆解自然的風(fēng)云雨雪，佐藤先生有通過力學(xué)模型去模擬昆蟲巢穴。而他們的建筑設(shè)計合作便是天馬行空的想象照進(jìn)現(xiàn)實的結(jié)果，從建筑概念提出開始，結(jié)構(gòu)設(shè)計就一起推進(jìn)，這樣做的好處不僅是保證設(shè)計的落實，而且能幫助概念演化至極致。不論是空間的極致透明，柱子的極致纖細(xì)，屋頂?shù)臉O致輕薄，種種不可思議的空間效果，都是建筑師與結(jié)構(gòu)師相互交流相互理解的合作成果。在這樣的合作中，結(jié)構(gòu)不僅僅只是建筑實際落地的支撐，更是建筑概念的本質(zhì)體現(xiàn)。在日本獨特的建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展歷史滋養(yǎng)下，不只是石上純也和佐藤淳，很多建筑師與結(jié)構(gòu)師的合作很多都是從方案階段就開始的，他們之間相互尊重的關(guān)系，讓小型建筑設(shè)計事務(wù)所百花齊放的同時，與之配合的小型結(jié)構(gòu)設(shè)計事務(wù)所的發(fā)展也并駕齊驅(qū)，薪火相傳。石上先生和佐藤先生十余年間的默契合作固然離不開他們本身的優(yōu)秀，但這種代代相承的合作意識才是他們最初遇見的原因，而這樣的結(jié)果，正應(yīng)了木村俊彥先生當(dāng)初所主張的建筑與結(jié)構(gòu)的“合”。

[鳴謝：郭斌、林際遠(yuǎn)、盧晴]

注釋

[1] T project，全稱“電氣化住宅項目”。項目開展于2005年，是一個設(shè)定在東京府中市的私人住宅設(shè)計構(gòu)想。該項目由東京電力公司策劃發(fā)起，要求以“多樣化生活方式”為主題，做一個全電氣化住宅設(shè)計提案，住戶擬定為一對共同工作的年輕的夫婦。結(jié)構(gòu)設(shè)計為兩層的鋼結(jié)構(gòu)，首層高約6m，設(shè)計成屋內(nèi)庭院，整體作為家的玄關(guān)，二層為主要生活空間。

[2] KAIT工房，全稱“神奈川工科大學(xué)KAIT工房”，石上純也和結(jié)構(gòu)師小西泰孝的合作項目，建成于2007年，位于東京都神奈川縣。在面積約2000m2、層高約5m的開放空間內(nèi)，用305 根厚度為16 ～55mm、角度與截面尺寸各不相同的扁鋼柱來支撐建筑的同時，界定空間功能。該項目獲得日本建筑學(xué)會獎、日本結(jié)構(gòu)設(shè)計獎。

[3] 譯者注：佐藤先生提到的結(jié)構(gòu)解析軟件，是他在學(xué)生時代開發(fā)的一套即時顯示結(jié)構(gòu)安全性解析結(jié)果的計算軟件。其特點不止于能夠根據(jù)結(jié)構(gòu)三維模型做安全性分析，而且能夠在分析界面內(nèi)通過鼠標(biāo)手動調(diào)整，即時顯示調(diào)整結(jié)果，因此在與建筑師交流過程中，能夠?qū)崟r反饋調(diào)整方案是否合理，易于雙方及時溝通。佐藤先生在工作過程中，也在不斷根據(jù)項目需求對軟件功能進(jìn)行更新，使其滿足更復(fù)雜更新型的結(jié)構(gòu)類型。軟件內(nèi)容雖然不斷更新，界面卻一直停留在初代版本，其核心代碼及主要功能收錄于2010 年出版的Jun Sato: Item in Jun Sato Structural Engineers一書中。這套軟件不僅用于實際項目中，也用于東京大學(xué)日常教學(xué)。

[4] 石上純也與小西泰孝合作設(shè)計的桌子，可以看作一個大跨建筑的小型實踐，桌子長9.6m、寬2.5m、高1.2m，厚度僅3mm，從側(cè)面看就仿佛浮在地面上。結(jié)構(gòu)設(shè)計在反向做預(yù)應(yīng)力，以避免形變。

[5] 木村俊彥（1926—2009），日本著名的結(jié)構(gòu)設(shè)計師。他1950 年畢業(yè)于東大建筑系，同年進(jìn)入前川國男建筑事務(wù)所，工作兩年后，深感建筑設(shè)計亟需結(jié)構(gòu)設(shè)計輔助的他轉(zhuǎn)入橫山不學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計事務(wù)所，并于1964年獨立執(zhí)業(yè)，成立木村俊彥結(jié)構(gòu)設(shè)計工作室。在他的職業(yè)生涯初期，戰(zhàn)后的日本在現(xiàn)代建筑設(shè)計上也處于探索階段，即使是前川國男這樣的大師也深受建筑漏雨這樣的苦惱，因此木村先生提出了“技術(shù)方針”（technical approach）主張，反對當(dāng)時“設(shè)計為正，結(jié)構(gòu)為反”的主流觀點，認(rèn)為結(jié)構(gòu)應(yīng)該與設(shè)計共同推演，成為“合”，也就是和諧的建筑。為了實現(xiàn)自己的建筑設(shè)計抱負(fù)，他將理念應(yīng)用與實踐，與許多建筑大師一起合作過，如槙文彥、筱原一男、磯崎新、原廣司、安藤忠雄等，并探索出了自己獨特的結(jié)構(gòu)師與建筑師的合作模式。并且，他還培養(yǎng)了很多優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)設(shè)計師，像是新谷真人、佐佐木睦朗、佐藤淳等，皆為當(dāng)今日本結(jié)構(gòu)設(shè)計屆的中堅力量。

[6] 谷之教堂，位于山東日照，2016 年開始設(shè)計，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，目前處于施工階段。

[7] 荷蘭迷宮公園游客中心（Park Groot Vijversburg Visitor Center），2017年建成。其結(jié)構(gòu)特殊性源于以玻璃墻面為豎向支撐結(jié)構(gòu)，是一次國際合作的大膽的嘗試。

[8] 屈曲問題：屈曲是工程計算中的一種失效模式，當(dāng)結(jié)構(gòu)受壓應(yīng)力時便可能會發(fā)生。屈曲的特征是結(jié)構(gòu)桿件突然側(cè)向形變并導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。對于受壓桿件，屈曲是最常見的失穩(wěn)原因。

[9] Extreme Nature（極致的自然）2008年威尼斯雙年展合作項目，鋼結(jié)構(gòu)玻璃溫室。設(shè)計上希望支撐桿件極細(xì)而消隱，所以結(jié)構(gòu)上除了使用高強(qiáng)度鋼材、調(diào)整柱網(wǎng)合理性之外，還嘗試使用溫室墻面的玻璃作為輔助構(gòu)件，來解決屈曲問題。最后達(dá)到的效果是，在長3.4m、寬2.1m、高6.0m的框架體系中，柱徑僅32mm；在長4m、寬5.4m、高2m的框架體系中，柱徑僅16mm。

[10] Balloon 全稱“四角氣球”，2007年設(shè)計，以鋁制網(wǎng)架作為結(jié)構(gòu)，以鋁板為膜，制成長約13m、寬約8m、高約15m的4層樓一般的不規(guī)則長方體，在其中注入氦氣，使其飄浮在空中。

[11] Cloud Arch，2015年開始設(shè)計，計劃在悉尼建造的紀(jì)念性構(gòu)筑物，設(shè)計概念為飄帶一般形態(tài)自由的拱形，因尚未完成而沒有展開討論。

[12] Serpentine，全稱Serpentine Gallery，每年一度的倫敦蛇形畫廊項目，在采訪中特指2019 年石上純也和佐藤淳合作建成的蛇形畫廊。該項目用極細(xì)的鋼結(jié)構(gòu)，撐起弧形的片巖搭建的屋頂，遠(yuǎn)看仿若一片漂浮的山丘。

[13] House & Resterant，形似洞窟的餐廳，位于日本山口縣，2020 年建成。其結(jié)構(gòu)特殊性在于挖掘土壤塑型以成為鋼筋混凝土的模板。在撤去作為模板的土層之后，在混凝土墻壁上留下土壤自然的質(zhì)感，仿佛已經(jīng)經(jīng)歷了千年時間。

[14] 楊氏模量，是描述固體材料抵抗形變能力的物理量。彈性材料承受正向應(yīng)力時會產(chǎn)生正向應(yīng)變，在形變量沒有超過對應(yīng)材料的一定彈性限度時，定義正向應(yīng)力與正向應(yīng)變的比值為這種材料的楊氏模量。