文／安冬函鈺 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)建筑研究與設(shè)計(jì)中心中科院建筑設(shè)計(jì)研究院 工程師 博 士

引言

中國(guó)在古代時(shí)已經(jīng)形成較為完備的建筑法式，筑城體系也很完整，在全世界獨(dú)樹一幟。而隨著近代中國(guó)社會(huì)的曲折歷程與變遷，建筑設(shè)計(jì)體系的發(fā)展趨于停滯，隨著西方現(xiàn)代主義建筑設(shè)計(jì)思潮的興起及流入，我國(guó)的建筑教育及建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐受西方影響頗大。當(dāng)代，各種建筑流派層出不窮，設(shè)計(jì)手法不斷更新，我們的城市一度淪為西方現(xiàn)代主義建筑實(shí)踐的試驗(yàn)田，即使有融入中國(guó)傳統(tǒng)元素的建筑設(shè)計(jì)嘗試，但多留于中式形態(tài)的表象追求。研究和探討中國(guó)傳統(tǒng)建筑的哲學(xué)本源與設(shè)計(jì)文法，對(duì)于當(dāng)前的建筑設(shè)計(jì)大環(huán)境具有重要意義，也呼應(yīng)了中國(guó)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展的趨勢(shì)要求。

在我國(guó)的建筑發(fā)展歷史中，亭建筑有著濃墨重彩的一筆，不僅因?yàn)樗侵袊?guó)最古老的建筑形式之一，還因?yàn)橥そㄖN(yùn)含著豐富的文化哲學(xué)內(nèi)涵。2006 年，中科院建筑中心崔彤教授在《始于自然、源于傳統(tǒng)——?dú)w于科學(xué)的模件化式設(shè)計(jì)研究》一文中，通過(guò)闡述中國(guó)傳統(tǒng)建筑“模件化”的設(shè)計(jì)理論，首次將“亭構(gòu)”的原型概念從亭建筑中抽象地提取出來(lái)[1]。從當(dāng)前的本土化建筑設(shè)計(jì)的眾多理論來(lái)看，“亭構(gòu)”作為空間原型不僅蘊(yùn)含了以亭建筑為代表的中國(guó)古代建筑空間意向和文化內(nèi)涵，還可以衍生、擴(kuò)展為其他的建筑空間形式，形成重要的設(shè)計(jì)方法論。因此，基于中科院崔彤教授的“模件化”理論，本研究以豐富“亭構(gòu)”的相關(guān)概念與內(nèi)涵為目標(biāo)，就“亭構(gòu)”空間原型進(jìn)行深化與探討。

1“亭構(gòu)”原型的概念提出

1.1“模件化”理論與“亭構(gòu)”概念

“模件化”理論的建設(shè)與發(fā)展源自于對(duì)中國(guó)傳統(tǒng)木構(gòu)建筑體系的研究，其將建筑視為整體系統(tǒng)。崔彤教授認(rèn)為，中國(guó)傳統(tǒng)木構(gòu)建筑體系具有天然的“分形”特征，而通過(guò)對(duì)小尺度構(gòu)件或空間單元的相似性重復(fù)，按照不同尺度層級(jí)進(jìn)行多次組合，生成了具有整體性、系統(tǒng)性和復(fù)雜性的傳統(tǒng)木構(gòu)建筑?！澳＜崩碚摷词腔谀緲?gòu)體系的一種由小生大的建筑設(shè)計(jì)方法[2]。

亭構(gòu)，作為“模件化”理論中提出的重要相關(guān)概念，學(xué)術(shù)界對(duì)該詞也沒(méi)有明確的定義，崔彤教授曾將其描述為房屋中“間”的概念。根據(jù)中科院建筑研究與設(shè)計(jì)中心在多年建筑實(shí)踐中的總結(jié)凝煉，本文認(rèn)為“亭構(gòu)”的定義如下：

亭構(gòu)是以類似由四根柱子圍合而成的開間為某種功能需要而設(shè)置的一種建筑單體空間，作為“微分原型單元”進(jìn)一步積分成建筑的建筑設(shè)計(jì)文法。亭構(gòu)單元為基于間架結(jié)構(gòu)的“功能-建構(gòu)-形態(tài)”一體式的可拓展空間單元，且具有獨(dú)立和特有的建筑品行：開放性、遮蔽性、方向性、穿越性、透明性、符號(hào)性、拓展性（圖1）。

圖1 “亭構(gòu)”空間原型的衍生發(fā)展（圖片來(lái)源：作者自繪）

1.2 中西亭建筑比較下的亭構(gòu)意向

中國(guó)古代木構(gòu)建筑經(jīng)過(guò)數(shù)千年的發(fā)展，極致成熟，最終形成法式。在《營(yíng)造法式》中詳細(xì)地描述了多種亭的形狀和建造技術(shù)，但從用途來(lái)看，雖然亭建筑多沿用古法作為園林中重要的點(diǎn)景建筑[3]，但隨著時(shí)間的推移出現(xiàn)了更多滿足新時(shí)代人行活動(dòng)的空間，這需歸功于中國(guó)古代建筑的木結(jié)構(gòu)體系在空間上有很強(qiáng)的適應(yīng)性和可拓展性。無(wú)論古代成熟的木構(gòu)體系還是現(xiàn)代“桿件”框架體系下，都可將亭提取為“亭構(gòu)”空間原型，即一個(gè)“四柱一頂”的基本框架，其不僅可以作為中國(guó)古建筑的最小建構(gòu)單元，獨(dú)立應(yīng)用形成亭子的實(shí)體，還可以左右相連，前后相接，上下相疊，形成錯(cuò)落組合的建筑群空間。

在西方，亭建筑（勒·柯布西耶（Le Corbusier）貶低它的名字稱為“涼亭”）之前常被當(dāng)作一種次要的、無(wú)關(guān)緊要的、在景觀上輕描淡寫的點(diǎn)綴[4]。隨著工業(yè)革命后，現(xiàn)代主義建筑結(jié)構(gòu)體系的出現(xiàn)，亭在西方進(jìn)化為一個(gè)完全不同種類的建筑——臨時(shí)展館，例如，1851 年的水晶宮（圖2），作為萬(wàn)國(guó)工業(yè)博覽會(huì)場(chǎng)地，它實(shí)際上是一個(gè)巨大的亭子，里面有較小的帳篷，每個(gè)帳篷都用于宣傳一個(gè)國(guó)家的商品。這個(gè)以鋼鐵為骨架的場(chǎng)所，與柯布構(gòu)思的“多米諾系統(tǒng)”（Domino）①有暗合之處，并具有以下特點(diǎn)：開放性、穿越性、拓展性。

圖2 1851 年第一次世界博覽會(huì)期間的水晶宮（圖片來(lái)源：英國(guó)皇家園藝學(xué)會(huì)，林德利圖書館）

在對(duì)中國(guó)古建筑追本溯源和與西方現(xiàn)代建筑發(fā)展的對(duì)比下，一個(gè)有趣的現(xiàn)象顯現(xiàn)出來(lái)：我國(guó)古建筑的特性與西方第一次世界大戰(zhàn)后的現(xiàn)代建筑理論中追求的建筑特性殊途同歸。

2 基于建筑源流與原型思辨下的“亭構(gòu)”內(nèi)涵研究

2.1 師法自然——對(duì)“樹構(gòu)”的繼承發(fā)展

自古以來(lái)，基于與自然高度協(xié)同的中國(guó)文化內(nèi)核，師從自然，利用自然，并與之互動(dòng)，使建筑與自然互為景觀，這成為中國(guó)古建筑的底層設(shè)計(jì)哲學(xué)。這一“天人合一”的理念，在亭建筑中表現(xiàn)得尤為顯著。中國(guó)古亭強(qiáng)調(diào)其內(nèi)外環(huán)境的相互滲透，促成空間視域和感受的升華。

相較于主要以石為材的西方古建筑，以木材為主的中國(guó)傳統(tǒng)建筑各個(gè)構(gòu)件以嚴(yán)密的邏輯結(jié)合到一起，形成了中國(guó)木構(gòu)建筑特有的結(jié)構(gòu)美。結(jié)構(gòu)即是建筑，建筑即是結(jié)構(gòu)，沒(méi)有高不可攀的尺度，沒(méi)有邏輯不清的結(jié)構(gòu)，沒(méi)有不可理解的造型，也沒(méi)有莫名其妙的裝飾，與自然環(huán)境有機(jī)結(jié)合，融滲在自然之中。這歸功于中國(guó)古代匠人對(duì)自然的學(xué)習(xí)和領(lǐng)悟，以亭建筑的出現(xiàn)為例，可以推斷這來(lái)源于古人對(duì)樹木的生長(zhǎng)特點(diǎn)和特有結(jié)構(gòu)的觀察與模仿。

“樹”的空間原型被認(rèn)為是由樹干不斷離心生長(zhǎng)，開始形成樹冠和骨干枝，再不斷分形長(zhǎng)出新枝，逐漸擴(kuò)散成頂而構(gòu)成。樹冠在自然光照下形成的蔭影輪廓投影在地面上，樹下空間成為最早的人類聚集和進(jìn)行各種活動(dòng)的庇護(hù)性場(chǎng)所，既有開放性，又有遮蔽性。

“亭構(gòu)”對(duì)“樹構(gòu)”的功能作用和空間意向產(chǎn)生繼承，亭的建筑形態(tài)模擬了樹形態(tài)，由柱子長(zhǎng)出屋頂，形成一個(gè)有頂無(wú)墻的遮蔽空間，創(chuàng)造了具有開放性和遮蔽性的人造庇護(hù)性景觀，人在此聚集和停留。簡(jiǎn)言之，亭建筑以樹的功能組織和形象構(gòu)成規(guī)律為學(xué)習(xí)和模仿對(duì)象，探尋其中的建造規(guī)律，為亭構(gòu)所用。德國(guó)建筑學(xué)家勒伯多（J.S.Lebedew）在其《建筑與仿生學(xué)》一書中提出了仿生建筑理論②，支持了這一觀點(diǎn)。中國(guó)古人的智慧不容小覷，深入發(fā)掘亭建筑與亭構(gòu)不僅是對(duì)中國(guó)古代建筑考古型的追溯，而且是創(chuàng)造型的再發(fā)現(xiàn)和再學(xué)習(xí)。

2.2 源于傳統(tǒng)——亭建筑在中西方歷史中的演進(jìn)

2.2.1 中國(guó)古亭

中國(guó)亭的出現(xiàn)時(shí)期極早。在諸多關(guān)于亭的著述中，關(guān)于亭的起源卻是眾說(shuō)紛紜，大致有周朝、秦漢時(shí)期、南北朝的中后期之說(shuō)[5]。

從“圖語(yǔ)文字”的角度認(rèn)知，根據(jù)現(xiàn)有的考古資料，“亭”字最早出現(xiàn)在先秦時(shí)期的古陶文（圖3）和璽文之中，在漢代畫像石中有對(duì)亭的形態(tài)和功能的清晰描繪。

圖3 古陶字中的亭（圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)[6]）

先秦至秦漢，“亭”作為一種用于瞭望偵察及傳遞軍事信息的建筑。其形式服務(wù)于功能（西方現(xiàn)代建筑中的按功能進(jìn)行設(shè)計(jì)的原則與中國(guó)古亭一致）。從“圖語(yǔ)文字”中，可看到亭建筑筑于高臺(tái)之上，符合登高眺望的功能需求。有頂無(wú)墻的開敞形式，為獲得開闊的視野、偵察軍情提供了便利。隨著歷史的變遷，亭的標(biāo)志性被強(qiáng)化，多用于景觀功能。兩宋時(shí)期以后，亭成為園中必有的單體建筑，與造園理景高度結(jié)合[7]。

亭作為建筑小品鮮少受到封建禮制的制約，其在造型上的發(fā)展更為自由。中國(guó)古代建筑的木結(jié)構(gòu)體系的高度適應(yīng)性和可拓展性于亭建筑中表現(xiàn)得淋漓盡致，演變出變化多姿多彩的造型樣式。如郭明友先生所言，“亭”凝聚著中華民族千年的巧思、智慧與文化積淀，為后人留下思考和學(xué)習(xí)的珍貴資料[8]。

2.2.2 西方的亭（Pavilion）

西方類似的亭（Pavilion）的概念，追溯其根源亦是用于軍事。最早的類亭建筑物為在軍事戰(zhàn)役和外交會(huì)議的營(yíng)地中迅速建立起來(lái)的，便攜式、折疊式結(jié)構(gòu)。在古代羅馬帝國(guó)及以后的地區(qū)，這些類似于帳篷的結(jié)構(gòu)由于它們的舒張的形態(tài)及篷頂帆布在微風(fēng)中像蝴蝶翅膀拍打一樣的特點(diǎn)，獲名“papilio（拉丁語(yǔ)）”——意為蝴蝶，現(xiàn)代的法國(guó)Pavillon 也是從中衍生而來(lái)的[9]。這樣的結(jié)構(gòu)無(wú)疑是從功能出發(fā)的，但同時(shí)具有標(biāo)志性。中世紀(jì)和文藝復(fù)興時(shí)期，亭作為慶典節(jié)日或是紀(jì)念日的帳篷進(jìn)入藝術(shù)和社會(huì)文化領(lǐng)域。18 世紀(jì)，西方的公園和皇家庭院開始出現(xiàn)各種各樣的類亭結(jié)構(gòu)建筑。

亭這一建筑形式的溯源和發(fā)展軌跡，在東、西兩塊孕育著不同文明的大陸上，卻有著驚人的相似。瑞典東印度公司的架構(gòu)師威廉·錢伯斯（William Chambers）在廣州住了一段時(shí)間后，熱情地說(shuō)道：“在中國(guó)人的花園結(jié)構(gòu)的精美和數(shù)量上，沒(méi)有任何一個(gè)國(guó)家能與中國(guó)人相提并論?！盵10]

2.3 亭背后蘊(yùn)含的中國(guó)哲學(xué)和中國(guó)獨(dú)有的藝術(shù)審美

空靈為中國(guó)古代美學(xué)中特有的追求之一。建筑中的空靈，主要表現(xiàn)為意境——空間感受與人的思想情感融為一體，達(dá)到“天人合一”的藝術(shù)境界。為達(dá)到這一境界，衍生出了“空”的哲學(xué)思想。誠(chéng)如老子《道德經(jīng)》第十一章說(shuō)：“埏埴以為器，當(dāng)其無(wú)，有器之用；鑿戶以為室，當(dāng)其無(wú)，有室之用。故有之以為利，無(wú)之以為用。”[11]肯定了空的價(jià)值。建筑中的“空”即為空間。

亭作為最小的空間單元，每一個(gè)構(gòu)件都致力于利用有限的“實(shí)”承載無(wú)限的“空”。因此，亭，這宛如生長(zhǎng)在自然中的建筑，充分融合于自然環(huán)境，成為溝通自然和人的內(nèi)心境界的媒介。古代文人常常在此體味人生、感悟天地。如蘇東坡在《涵虛亭》中道：“唯有此亭無(wú)一物，坐觀萬(wàn)景得天全?！?；清代畫家戴熙說(shuō)：“群山郁蒼，群木薈蔚，空亭翼然，吐納云氣?！薄疤摽占{萬(wàn)物”的亭雖由人作，宛自天開。

3 亭構(gòu)的科學(xué)性——形式與結(jié)構(gòu)邏輯的統(tǒng)一

3.1“亭構(gòu)”體現(xiàn)了對(duì)重力法則的尊重

與西方古建筑的石砌結(jié)構(gòu)相比，中國(guó)古建筑以木構(gòu)架結(jié)構(gòu)為主。這一結(jié)構(gòu)中，四根柱子圍成的空間單位稱為“間”，一個(gè)獨(dú)立的四邊亭即可視為一個(gè)“間”。每一間由立柱、橫梁及順檁等主要構(gòu)件，運(yùn)用榫卯結(jié)構(gòu)相結(jié)合，構(gòu)成富有彈性的框架?！皦Φ刮莶凰边@一句中國(guó)民間的俗語(yǔ)充分體現(xiàn)了這一結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。

在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐中，建筑師嘗試各種方法試圖擺脫重力的奴役，如材料變得更輕，結(jié)構(gòu)更靈活，空間更靈動(dòng)[12]。即使隨著科技的進(jìn)步，越來(lái)越多輕盈的“反重力”建筑層出疊現(xiàn)，但在構(gòu)造方式上，它們卻多遵循簡(jiǎn)單的砌筑邏輯，嘗試與自然重力進(jìn)行對(duì)抗。反觀中國(guó)古建筑的間架結(jié)構(gòu)，順應(yīng)自然，利用重力，使其由阻力變?yōu)閰⑴c建構(gòu)的助力。每一個(gè)構(gòu)件的尺寸都經(jīng)過(guò)中國(guó)人民上千年的智慧打磨，恰如其分地符合其所承受的最大壓力和剪力的值，在重力的作用下，榫卯結(jié)構(gòu)被壓實(shí)，最終一“間”成為一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)空間單元。因此，中國(guó)古建筑是功能、建構(gòu)和形態(tài)高度統(tǒng)一的建筑形式。

3.2“亭構(gòu)”符合“漸進(jìn)式結(jié)構(gòu)優(yōu)化法”

在一些領(lǐng)域，某種程度上，現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展是在解釋過(guò)去。例如，1993 年，謝億民院士和團(tuán)隊(duì)介紹了一種稱為漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化（ESO）③的方法。該方法通過(guò)將外部載荷和支撐條件應(yīng)用于單元模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，逐漸從設(shè)計(jì)領(lǐng)域中去除無(wú)效使用的材料來(lái)產(chǎn)生最佳結(jié)構(gòu)（最大剛度、最小重量）。

在中國(guó)古建筑領(lǐng)域，謝億民院士基于力學(xué)層面運(yùn)用“漸進(jìn)式結(jié)構(gòu)優(yōu)化法（ESO）討論研究了類斗拱結(jié)構(gòu)（圖4），從科學(xué)的角度證明了中國(guó)古建筑的力學(xué)合理性、建構(gòu)與形式的統(tǒng)一性[13]。通過(guò)科學(xué)的計(jì)算方法，對(duì)一個(gè)“四柱一頂”的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化，其最終的呈現(xiàn)與中國(guó)傳統(tǒng)建筑中的斗拱結(jié)構(gòu)具有“同構(gòu)”特征，而這一結(jié)構(gòu)空間特征與“亭構(gòu)”原型極其相似，間接證明了“亭構(gòu)”具有力學(xué)合理性的特征。

圖4 漸進(jìn)式結(jié)構(gòu)優(yōu)化法（圖片來(lái)源：謝億民團(tuán)隊(duì)研究成果）

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)“亭”歷史的追本溯源，分析“亭構(gòu)”單元的空間、形態(tài)及“亭構(gòu)”原型中的中國(guó)古典哲學(xué)和美學(xué)思想，深化了“亭構(gòu)”的概念內(nèi)涵：亭構(gòu)單元，即具有特定功能和空間特性的建構(gòu)空間原型，“亭構(gòu)”即運(yùn)用亭構(gòu)單元，或作為一個(gè)獨(dú)立的建筑衍生變換出不同形態(tài)，或在空間序列中組合變換成不同的建筑的設(shè)計(jì)文法。它可作為一種源于中國(guó)古代文化和先人智慧的集中概括，適用于當(dāng)代并面向未來(lái)的設(shè)計(jì)文法。“亭構(gòu)”的設(shè)計(jì)文法，旨在創(chuàng)造一種“空間化”的形式，“結(jié)構(gòu)化”的功能，“功能化”的空間，雖與西方現(xiàn)代建筑理論中老生常談的理論相似，但卻從一種完全不同的角度出發(fā)，探索一種新的建筑設(shè)計(jì)理論，是專注于建造邏輯、形成邏輯、空間邏輯有機(jī)互動(dòng)的一套新體系。

“亭構(gòu)”源于中國(guó)傳統(tǒng)建筑的智慧，但對(duì)其所構(gòu)成空間特性的追求卻不受地域局限，甚至不受時(shí)間維度的約束，來(lái)源于過(guò)去，形成于當(dāng)下，可面向未來(lái)，筆者對(duì)亭構(gòu)的研究亦是初探，旨為源于中國(guó)哲學(xué)和美學(xué)的，面向未來(lái)的現(xiàn)代建筑理論提供一種可能。

注釋：

①在1914年，柯布西耶提出了“多米諾結(jié)構(gòu)”這一概念，用鋼筋混凝土柱承重取代承重墻結(jié)構(gòu)以便建筑空間可自由組合，連通流動(dòng)，室內(nèi)外空間交融。

②建筑與仿生學(xué)（Architectural Bionics）探索和研究不同生物生命形式的行為并將這些觀察結(jié)果整合到建筑和設(shè)計(jì)中的可能性，通過(guò)結(jié)構(gòu)、形式或功能仿生，設(shè)計(jì)像生物體一樣適應(yīng)自然規(guī)律，與自然相協(xié)調(diào)的建筑。

③漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化法（Evolutionary Structural Optimization，簡(jiǎn)稱ESO）是近年以來(lái)興起的一種解決各類結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題的數(shù)值方法。它是基于這樣一個(gè)簡(jiǎn)單概念：通過(guò)將結(jié)構(gòu)中無(wú)效或低效的材料一步步去掉，剩下的結(jié)構(gòu)將逐漸趨于優(yōu)化。