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理念与结构:Valerio Olgiati无参照建筑中的结构设计

理念与结构:Valerio Olgiati无参照建筑中的结构设计
潘晖、华一唯、曹婷 | 编辑:原源 | 2021.07.20 20:24

在瑞士的建筑设计中,结构扮演着非常重要的角色——结构不仅具有承重的作用,更是从根本上塑造了建筑的特征、空间与外观——这即是对瑞士乃至西方建筑设计界带来深远影响的“强结构”理念。这一概念的提出并非建筑师心血来潮的偶然发现,而是在瑞士建筑从业界与学术教育界的共同作用下带来的必然结果。“强结构”的建筑设计思考也正是苏黎世联邦理工学院建筑系结构设计教席(Chair of Structural Design)的基本设计哲学。教席在相关历史理论、设计方法、教学体系与项目实践方面都有着突出贡献,成为了欧洲推进“强结构”理念的学院派先锋代表。来自结构设计教席的两位年轻学者为《建筑师》杂志筹备的“强结构”专栏,从历史发展、合作机制、设计方法以及实践案例等方面详细为读者介绍了这种建筑与结构融合的设计理念。

 

“强结构”的设计理念同样也深刻地反映在了瑞士建筑师瓦勒里欧·奥尔加蒂的建筑中。他作品中独特的空间氛围、纪念性的形式体量都与其结构层面的创新密切相关。本文则是基于其建筑设计理念:无参照建筑,从“空间体验”“一体性”“崭新性”“建造”“矛盾性”“秩序”以及“建构意义”等层面诠释了结构承重作用之外的重要意义。并结合案例详细分析了由统一建筑概念出发的结构思维如何推动抽象的理念转化为建筑秩序,从而进一步定义物质层面的形式与构建精神层面的意义。

 

 

引言

在很多建筑师的意识中,结构只是一种帮助建筑物站立起来的工具,其存在的意义只在工程学的层面而非建筑学的范畴。例如在现代主义时期出现的多米诺体系,虽然其初始目的是为了实现底层架空、自由平面、自由立面等建筑学层面的理念,但当这种体系在世界范围内被奉为标准并大规模出现,其在建筑学方面的价值已经变得模糊不清,更多是为了满足快速设计与工业化生产的需要而被当作额外的支撑体系塞入建筑空间之中。对结构的建筑学意义的忽视在高校教学中也十分常见,关于结构的讨论往往只出现在设计的最后阶段,并通常以一个缺乏空间考虑、仅满足承重功能的柱网草草收尾。这种简单模式化的教学方式很大程度上使学生失去了对建筑中结构意义的思辨能力。

 

我们可以通过这样的类比来理解结构对于一个建筑物的重要意义:如果将建筑比做人体,那么结构无疑就是其中的骨骼。骨骼不仅能让人站立和行走,同时也在很大程度上决定了整个人体的比例和活动的能力。好的骨骼比例可以让人体在视觉上呈现出完美的身材,而骨骼的每个部分都具有与各自功能相关的特殊造型和尺度。一个好的建筑结构也是类似的道理。建筑的结构不仅仅是为了让建筑能站立起来,同时也深刻地关系到建筑的形式、比例、功能、空间体验等建筑学最核心的范畴。可以肯定地说,一个合适的结构概念可以推动优秀建筑的产生。

 

然而什么样的结构才称得上合适的结构呢?瓦勒里欧·奥尔加蒂(Valerio Olgiati)的回答是:一个好的结构必须为建筑的理念(idea)服务。在建筑理念形成的最初阶段就需要同时引入结构的思考。

 

无参照建筑理念与结构设计

如果要理解奥尔加蒂作品中那些新颖结构的真正意义,我们就不能单纯地从结构性能的角度去分析,而应该从奥尔加蒂的建筑理念思考着手。

 

奥尔加蒂的无参照建筑理念,是其对当代建筑学背景及环境深刻洞察的结果。在一个一切价值和信仰体系都正在或已经瓦解的世界中,建筑将从文化、宗教等非建筑学的意义中脱离出来而成为可以独立创造意义的物体。当下的世界是一个完全异质、多价、多元、离散、无参照的世界,在这里发生任何事都是有可能的。固有结构更将愈发消散。意识形态的解体固然值得惋惜,但是,无参照世界恰把这个过程理解为一种解放,一种自由和新的可能 [1]。

 

一直以来,建筑理念都是优秀建筑的核心。建筑理念对无参照世界中的建筑尤为重要。在过往共同理想不复存在的情况下,奥尔加蒂认为如今建造的每座建筑都需要秉持各自的理念。我们所处的无参照世界不再为每个建筑师提供设计的参照指南,建筑师如今有责任为每座建筑创作其独特的理念。在奥尔加蒂看来建筑理念(idea)必须具备两种能力:形式生成(form-generative)及建构意义(sense-making) [1]。建筑理念只有通过对形式的表达才能真正建筑化。换言之,建筑理念的表达要能使设计师想象出形式。此外,如果这个建筑理念只能形成某种逻辑自洽的形式,但使用者缺乏对这种形式最基本的共鸣,缺乏一种与人们的生活、梦想和欲望有着具体关联的能够构建意义的事物,则其也不能被称为建筑的理念。

 

作为建筑的骨骼,结构是由抽象的建筑理念生成形式、构建意义最重要的媒介,它深刻地关系到建筑在物质层面呈现出的姿态以及在精神层面能唤起的人们的共鸣。在一个合适的建筑理念的统领下,奥尔加蒂的无参照建筑中描述的七个重要准则都可以依托结构从物质与精神的层面在建筑中得到实现。这七个准则包括了“空间体验”“一体性”“崭新性”“建造”“矛盾性”“秩序”以及“建构意义” [1]。

 

整体的理念同样决定了建筑的“一体性”(oneness)。一体性要求将建筑视为一个统一的系统。整体不能仅由部分拼装而成,而应该自上而下地从整体出发去思考。无论是空间、形式、功能还是结构都应从属于建筑的唯一理念(one idea)。因而“一体性”成为协调建筑中空间、形式、功能与结构的重要准则,当结构的效率与建筑中的其他方面相冲突时,平衡协调各方面的标准就是由唯一理念所决定的一体性。

 

建筑必须力求“崭新性”(newness)。崭新性可以被理解为一种新颖性(novelty)和对建筑物质形式的基本经验认知。只有一座崭新的建筑才能表现出某种之前从未出现过的特质,并拥有唤醒人们的想象力并掳获他们的能力。建筑中的崭新性必须物质性地而不是历史性或象征性地表现出来。从某种意义上说,它是一个建筑物如何存在于世界中的物理事实——它的形状、房间、结构、材料、构造——以及一个人如何遭遇某个建筑过程中的一系列形式。而结构,作为物质世界基本规律的载体,必然直接影响建筑中的一系列物质事实。结构在物质层面的创新得以推动建筑出现新的特质,带给人不同的体验,唤醒人们的想象力。结构的创新必然是实现建筑崭新性最重要的推动力 [4]。

 

建筑的理念通过物质事实得以表达,而物质事实又借助“建造”(construction)得以最终实现。奥尔加蒂认为用单一材料建造对建筑物来说是有利的,其可以清楚地凸显形式背后的理念意图。因而单一材料建造的建筑在任何意义上都是理念化的,利于建筑师对应理念选择材料、设计构造细部、定义凸显建筑的形式特征。建造的讨论同样离不开力学和结构层面的考虑 [5]。建筑师可能对仅从抽象形状出发、缺乏结构理念的构思方法习以为常;然而,在不了解建筑物的具体结构力学原理的情况下,是无法从构思到建造的过程中形成清晰连贯的理念。因此,作为建筑秩序系统基础的结构理念同样应该由建筑师来构思,而且建筑师从一开始就要为他们的建筑理念赋予结构秩序。

 

“矛盾性”(contradiction)同样也存在于由唯一理念所决定的统一系统中。它是指两个或更多的部分,相互依存而非同时互需的状态。矛盾性并非两个或更多的部分之间的相互对立(opposition);相反,矛盾性是一种从建筑内部有机生长的创作策略。矛盾性作为一种设计原则,与伊曼努尔·康德对人如何对美做出判断的解释类似 [3]。康德认为,美感的产生并不在于完全“弄清楚”事物并实现彻底的概念化,而在于不断地在新的想象和新的概念化尝试之间来回穿梭。最好的艺术(也应包括最好的建筑)能让人们的大脑不断参与到想象和概念化之中。它可以被看作一场想象和概念化之间的乒乓球赛。在奥尔加蒂的众多建筑作品中,建筑呈现出的视觉效果与结构实际的物理原理之间一定程度的矛盾性,也成为了他创造建筑美感的重要源泉。矛盾性是在无固定共享意义的时代中创造建筑的策略,同时也具有赋予人们创造性的能力。

 

 “秩序”(order)需由建筑理念演绎得来,描述理念如何以建筑元素构成形式。换言之,建筑的理念首先由秩序系统来清晰地表达。秩序系统将最终被赋予一种物质的表现形式:元素间的构成。物质上建筑元素的构成同样需要满足结构的力学逻辑,建筑的结构除去承重,同样也是基于物理规则的一种秩序,秩序才是结构的本意 [2]。结构的秩序服从于理念的秩序,两者同时在设计中相互碰撞,使得建筑的理念变得清晰,建筑师能借此在脑海中形成一种清晰的构想,并凭借这种构想绘制一个与整体理念相符的建筑设计。

 

建筑的“空间体验”(experience of space)与“意义构建”(sensemaking)都从某种程度上与建筑在人的精神层面能唤起的共鸣情绪相关。“空间体验”是个体进入房间或从外部观察建筑时的所遇所感。对参观者而言,空间的体验带着一种主观普遍性,主观性来自个体对空间的自我映射,而普遍性却来自建筑师创造空间体验时的意图,源自建筑师希望人们能够拥有的独特的空间体验。同样,建筑也必须要能构建意义。一座单纯表达概念化秩序的建筑是毫无意义的。只有当建筑包含了某种与人们的生活、梦想和欲望具体关联的事物时才具有构建意义的能力,也只有当其能唤起人们精神与感情层面的某种共鸣时,建筑的理念与秩序才有了意义。在奥尔加蒂的作品中这种精神层面的共鸣在其他几个准则的共同控制下得以激发:基于一个统一的理念,从整体的“一体性”出发,巧妙地设定视觉呈现与物理原则之间的“矛盾性”,确立元素间构成的新颖“秩序”,并以单一材料的“建造”为手段塑造形式、构建意义。

 

下文我们将基于奥尔加蒂最有代表性的案例,从结构层面具体分析他是如何基于这七个准则构建心中的无参照建筑,并详细说明在一个统一的建筑理念的指导下,建筑的秩序系统、外观形式、结构承重、构造细部以及参观者的感知情绪是如何有逻辑地紧密关联在一起,通过创造矛盾性与新颖性来实现无参照时代的建筑结构美学。

 

 

案例分析

3.1 帕斯伯高中

 

帕斯伯(Paspels)高中是奥尔加蒂的成名作。设计这个作品时,奥尔加蒂的无参照建筑的思想已经非常成熟。帕斯伯高中耸立在村庄边缘的山坡上,如一个纪念性的巨大体块深深地嵌入大地(图1)。建筑的形体并非是严格的矩形而是具有微妙的变形,屋顶顺着坡地的方向倾斜,在视觉上和地形的角度相呼应。事实上这个建筑的空间体验并非始于建筑内部,而是在人们从远处眺望建筑时就开始了。由于帕斯伯高中巨大规整犹如纪念碑的形体,使其很轻易地从周围的环境中脱颖而出,它的体量超过了帕斯伯村庄中的建筑,更接近于大地的尺度。让人不禁联想到远古时代的巨大神庙或当代的大地艺术,触发人们的独特感知。

 

△ 图1. 帕斯伯高中位于村庄边缘的山坡上,其体量明显区别于村庄其他建筑物。 ©梁睿哲 / ArcDog

 

△ 图2. 帕斯伯高中二层内部走廊空间  ©梁睿哲 / ArcDog

 

当我们走近这个建筑并尝试从其外部进行观察和解读时,就会发现这个建筑无论是形体还是构造的尺度都超乎寻常,其内部的秩序结构同样不能让人即刻清晰解读(图2)。与多米诺体系或是传统承重墙结构中清晰可见的秩序不同,我们无法仅通过帕斯伯高中的立面就将其建筑结构秩序清晰概念化。这在一定程度上反映了奥尔加蒂关于矛盾性的思考,这也类似于当代艺术的目标,即将人们从习惯性的概念化过程中解脱出来,重新去审视这个世界从而得到真正的洞察力和创造力。

 

在这个建筑中,矛盾性是推动其整体理念与建筑结构秩序发展的主要动力。从立面上来看,与普通的多米诺体系建筑不同,上下层的窗户并不对位,暗示了其背后功能的排布也不尽相同。通过仔细观察我们会发现窗框有两种不同的尺度。例如在西侧,中间位置的小窗户有非常宽的窗框,且几乎和外墙面处于同一平面;而长条窗的窗框则较细,且向内退入了一定的深度(图8)。而北侧立面上中间窗户的尺度较大,两侧则较小并内凹(图1)。这些看似随机无序的细部处理实则暗示了内部功能排布、建筑空间与结构秩序的规律性。

 

△ 图3. 二层走廊与其尽头的方窗  ©梁睿哲 / ArcDog

 

△ 图4. 教室内部的木材装面与条形窗  ©梁睿哲 / ArcDog

 

当我们走入建筑内部,会发现第二层和第三层的空间布局完全呈现出镜像对称的分布(图5,图6)。这种变化的错动使内部空间变得自由而丰富。墙体在这里并非是直上直下,而是在每一层都出现了断层的变化(图7)。十字形走廊的每个分支都有着微妙的变形,而尽头都是一扇窗户朝向外侧美丽的田园景色。厚达半米的窗框在视觉上提高了空间的内向性和围合感,强调了建筑的厚重感,也为外部的景色提供了一个抽象的景框(图3)。而与略显冰冷的走廊公共空间不同,教室空间的形体相对规整,并且在内部整体用木材进行了包裹,呈现出温暖舒适的体验。与走廊窗户的构造不同,教室的窗户紧贴内部的木饰面,从视觉上巧妙地隐匿了墙体的厚度,由室内看出窗外时感觉和外部景观只隔着一层玻璃,室外美景触手可及(图4)。这两类不同的构造处理,是配合内部空间体验的需求而做出的选择,而在外立面上却表现为看似随机的细部处理。

 

△ 图5. 帕斯伯学校三层平面

 

△ 图6. 帕斯伯学校二层平面

 

△ 图7. 帕斯伯学校东西向剖面

 

△ 图8.  帕斯伯学校窗框的不同位置与细部处理

 

帕斯伯高中的结构系统也是实现整个建筑视觉呈现与整体秩序“矛盾性”的重要手段。第二、三层错动的墙体布局直接通过建筑空间的布置演绎而来(图9)。内部的墙体在视觉上呈现为围合空间的墙体,然而从承重的角度来思考却是起到类似梁的作用。屋面和各层楼板带来的荷载由内墙与外立面承受,由于各层内墙的错位布置,竖向荷载只在一些少量的墙体交叠的位置可以直接向下沿直线传递(类似于柱子或承重墙)(图10左),而在大部分远离墙体交叠点的位置,屋顶与楼板的荷载是通过墙体内部类似于梁的传力方式将荷载传递到墙体交叠点上(图10中、右),然后再沿着交叠的墙体向下沿直线传递。由于墙体的整个高度成为了其作为“梁”承受荷载的结构高度,因而其可以实现较大的水平跨度,这种结构性能类似于梁的墙体也被称为深梁。对于侧向荷载的传递则主要依靠楼板与两个方向墙体的共同作用来实现。第二、三层类似井字形的平面墙体布置,使得每层独立来看都具有相对较大的抗侧刚度。但与普通的承重墙结构不同,由于墙体并未上下贯穿,将上层的水平荷载传递到地面的过程中,除去墙体,水平楼板也起到很重要的作用:楼板与每层错位的墙体共同形成了一个三维的空间结构以承受水平荷载。

 

△ 图9. 帕斯伯学校空间布局(左)及结构系统(右)

 

△ 图10. 帕斯伯学校竖向荷载承重方式:靠近上下层墙体交叠处(左)的楼板荷载直接从上至下直线传递;每层上四组相对应的墙体(中)被上下楼板联系为四组两支点深梁,以类似梁的传力方式(右)将远离墙体交叠处的楼板荷载传递到外墙与上下墙体交叠处。

 

仅从结构效率的角度来考虑,传统的多米诺体系的传力方式更为高效:每层的楼板仅承受该层的楼面荷载,再通过柱子一同将荷载传到地面,是一个分工明确的系统。而帕斯伯学校中不对位布置的墙体与楼板形成了一个复杂的空间深梁结构体系,共同承受不同方向的荷载。上下楼板将平面上每组对应但稍稍错开的墙体联系成了一个变形的、由外立面支撑的两支点深梁(图10),墙和楼板不能简单地视为两种构件,而是被整合的、一体的、共同受力的。建筑的整体性由于结构系统的不可分割性而得到体现。每层对应错开的墙体虽然在视觉上特别被强调了各自的独立,但从结构上来说却由上下楼板联系成一体,这种视觉呈现与物理逻辑间的矛盾性,正是帕斯伯学校营造矛盾性和神秘感空间的重要方式。结构因此得以在这个建筑中与设计理念和空间氛围紧密地结合在一起。

 

空间深梁结构体系同样出现在另一位著名瑞士建筑师克里兹的五户宅中(图13)。但有所不同的是,五户宅中所有墙体之间并没有明显的秩序等级上的差别,这与设计师想要塑造的流动、均质的空间状态相关。而在帕斯伯学校中,立面墙体无论是从建筑还是结构的秩序来说,所属的秩序等级都高于内墙。其结构上大部分交叠的墙体都属于立面(图10),作用类似于传统的承重墙结构或是多米诺体系中的柱子,内部的墙体却在楼板的联系下起到类似于深梁结构作用。从建筑的角度来看,虽然每层内墙体呈现出不对位的错动,但其立面却区别于内墙是厚重、封闭的。如果采用五户宅那种仅由内部墙体承重的方式,立面墙体就会成为一张单纯的表皮,弱化了建筑作为一个结构整体的一体性表达。由于非承重墙体并不需要太大的厚度,所以室内也无法实现走廊尽头那种具有厚重感和包裹感的窗框呈现效果,同时也无法实现室外建筑整体的、犹如巨石般重量感的表现效果。

 

从这个角度上来说,承重的外墙服从于其设计理念的表达。这种理念的统一完整性同样反映到了结构的细部构造中。为了实现这样的结构布置,必须在内墙与楼板之间建立有效的传力路径。然而外墙与内墙之间120mm的保温层则给楼板与墙之间的传力造成了阻碍。于是,帕斯伯学校采用了高强度短杆抗剪连接件作为解决方案 [6]。在外墙浇筑时,相对楼板的位置预埋了上下两排高强度短杆(图11),用于浇筑楼板时与其相接。这类高强度短杆抗剪连接件的做法往往需要保证连接的长度。外墙施工时,这些高强度短杆的后尾与外墙的钢筋进行焊接,保证其预埋长度和搭接长度。在施工楼板时,首先将短杆与楼板的钢筋进行焊接(图12),保证连接长度,再进行支模浇筑。这样才能保证可靠的抗剪传力,否则预埋长度过短会导致混凝土局部的开裂或是与短杆之间发生滑移。这一构造使得楼板的部分荷载直接传递到了立面上,减少内墙作为深梁所承受的荷载。

 

△ 图11.  帕斯伯学校外墙与内墙之间120mm的保温层则给楼板与墙之间的传力造成了阻碍,在外墙浇筑时,相对楼板的位置预埋了上下两排高强度短杆,从而在外墙与楼板之间建立有效的传力路径。

 

△ 图12.  外墙的钢筋笼中预埋了抗剪短件并与其焊接。

 

△ 图13.  克里兹的五户宅也采用了与帕斯伯学校类似的结构体系。但由于设计理念上的差异,带来不同的结构的具体处理手法与完全不同的建筑外观。

 

3.2 兰德夸特报告厅

 

位于兰德夸特(Landquart)的报告厅是奥尔加蒂团队以结构为手段回应建筑理念的又一成功案例。理解这个建筑首先需从其所处的场地入手。如何更好地应对场地的需求仍然是一个好的建筑理念的起点之一。

 

从场地处理层面来说,这个建筑的难点在于要以何种姿态应对原有的农学院老建筑。而奥尔加蒂采用的策略是在老建筑的对面隔着广场竖起了一堵13米的高墙(图15),其高度正与老楼相呼应,新的报告厅建筑从而很好地与老建筑一起定义出了一个位于两者之间的公共广场。这个13米高的墙面非常抽象,几乎没有细节,只有底部的斜柱和一个抽象如洞口般的入口。这种处理手法颇具奥尔加蒂的个人特色,呈现出一种纪念性和神秘感。另一个对场地的呼应表现为建筑入口位置的设置,两个彼此面对的矩形门洞模糊了室内外空间,室内的视线得以从新广场延伸至普赖蒂高(Prattigau)山谷的轴线,同时也使整个报告厅处于一种半明半暗的状态。

 

△ 图14. 兰德夸特报告厅结构承重方式:竖向荷载(左)主要由斜柱与屋面形成的三角传递到地面。侧向荷载(右边)由屋面、高墙以及横梁组成的直角三角,以及矮墙旁边的矮柱共同抵挡。

 

为了创造出一种纪念性的神秘感,整个建筑呈现出的结构形式与其背后的物理原理之间同样存在着一定的“矛盾性”。仅仅从外部的立面效果人们并不能轻易理解这堵高达13米的高墙之所以能竖立的原因,进而产生疑惑。从外观看来倾斜的屋顶似乎由墙体支撑,然而入口处的构造使得墙体从外部看来十分薄(图16),如果承受压力的竖直构件过薄会容易出现屈曲的现象,墙体的高厚比因而与其承重的假设相矛盾。此外,室外高墙底部的斜撑(图15)看起来似乎是在对其加固以抵挡水平荷载,但是其支撑点过低,无法有效地起到假设的结构作用。

 

事实上兰德夸特报告厅结构的传力方式与普通的三角屋架并无太大差异。基于同样的力学原理,奥尔加蒂团队却利用独特的物质形式语汇塑造了整个建筑与众不同的气质。整个建筑的结构系统以一种异常简单的方式组合构成。这种简单直接的结构布置方式使得结构构件的力量感和体量感大大增强。结构系统中最为突出的是报告厅中间的一根巨大的斜柱(图17),它是室外高墙斜撑在室内的延续,为室内纪念性空间的营造起到了重要作用。斜柱的上方有一根水平的、沿着屋面长轴方向的梁(图17),它与两侧极薄的山墙脱开,暗示山墙不具有承重功能,从而强调了梁本身的独立的物体感。另外,梁以及其上的倾斜屋面的所有重量看似均由中间的一根斜柱传递,这无疑也增强了中间斜柱的力量感。此外建筑师故意夸大了结构的尺度,斜柱子和梁实则都是中空的。建筑所呈现出的夸张的结构尺度并不是结构承重的需求,而是为了使得结构构件在空间中呈现出纪念性的体量感,从而强调设计师想要呈现给参观者的视觉上的结构逻辑。

 

从结构真实的受力逻辑来说,斜柱与倾斜的屋面形成了一个稳定的三角,它们的自重都沿着这个三角形的路径传递到结构底部,只有少部分倾斜屋面的自重传递给了面对广场的高墙。三角结构的底部必然会产生侧向的推力。斜柱直接与地面相连接,因而推力直接由基础承受。而倾斜屋面与背面的矮墙相联,为了抵挡侧推力矮墙的外侧添加了一些额外的长方形矮柱(图14)。此外,建筑师还设计了一根水平的横梁用以平衡倾斜屋顶底部的侧推力,并与高墙、倾斜屋顶一起形成了一个稳定的直角三角(图14,图17,图18),有效提升了结构的抗侧刚度。高墙背后还设有类似于肋的竖向构件(图19),大大地提升了如此高厚比的墙体在抵抗侧向荷载时的面外刚度。水平梁与竖向肋在视觉上一起形成一个L形的构件,L形结构的辅助作用同样也反应在了它的尺度上——它明显细于主空间中夸大的斜柱。这种处理方式不仅在尺度上突出了结构的主次,还在空间上帮助建筑室内空间建立了平衡感。如图所见,由于整个建筑屋顶两侧墙体具有10米左右的悬殊高差,如果作为一个报告厅使用,观众会感受到一种空间的失衡。而斜柱与屋顶斜面呈现的对称角度以及这个L型结构很好地综合了这种不平衡感。在此,结构构件形式的选择不仅满足了传力的需要,还对空间的体验产生了积极的影响。

 

然而结构传力清晰的兰德夸特报告厅在直观上给人造成的错觉从何而来呢?实际上,建筑师与结构师在此合作对观者进行了视觉上的欺骗——结构师设计的传力路径被建筑师利用空间进行了分割和隐匿(图14)。结构分析往往被认为是需要通过复杂的逻辑计算与演绎方可进行,但是事实上就算毫无结构背景的人也会对结构的传力进行直觉上的判断。这些判断是基于身体长期以来对力的感受所形成的常识,是基于感知的下意识推断。利用建筑空间对结构的传力路径进行分割隐匿的操作使得观者的感知受到干扰,从而下意识推断出错误的结果。兰德夸特报告厅的竖向和侧向传力实质上十分清楚明晰,然而原本明晰的传力路径由两个在认知上完全对立的空间——室内和室外进行了分割。若单从一个空间来观察,基于局部结构的感知认识,人们往往容易下意识做出错误的判断:例如从室外看,短斜柱似乎只是为了防止高墙受压失稳的构造做法;而从室内看,斜柱似乎对高墙产生了巨大的侧推力。只有将这两个分割的空间在脑中进行拼合方可窥见整个结构的传力路径,从而理解整个结构逻辑,可以说,对结构的认知不仅需要通过感知,还需要智性的演绎。这种智性不仅是结构学上的,而且还是建筑学上的。智性认识的结果与基于感知判断的结果相悖,建筑的矛盾性和神秘感也因此得到了增强。而在智性认识的过程中,观者也在建筑中体验到更多结构和空间的趣味性。

 

为了呈现出建筑形体的纪念性,奥尔加蒂同样在构造层面做了精细的处理。在正对广场的一侧,入口的洞口看不到任何窗框之类的细节(图15,图16),因而保持在一种非常抽象原始的状态。而建筑远离广场的那一面则呈现出截然不同的姿态,从屋顶材料的选择到窗户和门的构造暴露,以及精致的排水构造,都将细节和材料以原本的方式呈现出来,与广场面抽象、神秘的纪念性形成反差。其墙面构造的做法是利用了瑞士典型的双层混凝土中间夹保温层的构造。瑞士寒冷的气候使得建筑在保温节能方面有着非常严格的规范,保温层往往厚达20cm以上。在这个洞口的设计中,建筑师故意将外层混凝土延伸出来遮挡住所有内部的构造(图16),从而在外侧形成简单抽象的观感,与外部巨大斜撑的抽象体量相呼应,使得整个立面得以用一种抽象简洁的姿态回应广场另一端的老建筑。

 

△ 图15. 兰德夸特报告厅以一面抽象的高墙面对广场与旧建筑。入口细部的处理与墙底部的斜撑使得整个立面十分抽象。 ©梁睿哲 / ArcDog

△ 图16. 面对广场的入口构造使得墙体从外部看来只有实际厚度的四分之一。

 

△ 图17. 报告厅内尺度巨大的斜柱是外墙斜撑的延续,对内部纪念性空间的塑造起到主要作用。斜柱的上方有一根水平的、沿着屋面长轴方向的梁,它与两侧山墙脱开,暗示山墙不具有承重功能,从而强调了梁本身的独立的物体感。©Hisao Suzuki

 

△ 图18. 水平梁、斜柱以及斜柱顶部梁之间的构成关系 ©梁睿哲 / ArcDog

 

△ 图19. 水平梁与高墙背后的肋一起形成了一个L型构件,其与斜柱、水平梁一起形成了室内空间中的视觉平衡构成。©Hisao Suzuki

 

△ 图20.  兰德夸特报告厅横剖面

 

△ 图21.  兰德夸特报告厅平面

 

 

结语

我们不难发现,以上两个案例都各自有着明确的理念统一着设计与建造的方方面面。如帕斯伯学校中的体量纪念性和空间迷宫化;或是兰德夸特报告厅中面对城市空间与老建筑的抽象性,以及结构在空间中的模糊隐匿化。这些理念都可以直接指导生成形式并建构起观者感知与情绪层面的意义,它们都很好地符合了无参照建筑理念的重要准则:这些建筑都具有耐人寻味的空间体验;它们是一体化的,需被视作一个整体来理解,任何部分都不能被单独讨论;它们从任何角度来讲都是崭新的类型,能够吸引大众的关注;它们都使用单一的材料并被合理地建造;它们都具有矛盾性,能够使人们从日常思维方式中跳脱出来去重新思考建筑;它们都通过理念的演绎来建立秩序;它们都同人们的生活、梦想和欲望有着具体关联,从而构建建筑最基本的意义。

 

而这些意义的实现都与建筑中结构的作用密切相关,结构甚至在很多情况下是实现理念的主要的手段。在奥尔加蒂的无参照建筑中,结构概念是促使建筑理念转化为建筑秩序的关键一环,只有找到能最合适地实现建筑理念的结构体系,才有可能找到相应的秩序,并最终形成建筑形式。在无参照建筑中,结构没有定式,也没有类型规律可循,一切都需要以唯一理念为基础重新开始思考。无参照的建筑必然离不开无参照的结构。

 

参考文献

[1] V. Olgiati 和 M. Breitschmid, Non-Referential Architecture, Basel: Simonett & Baer, 2018. 

[2] H. Hertzberger, Architecture and Structuralism: The Ordering of Space, Rotterdam: Nai010, 2016. 

[3] 伊曼努尔·康德,论优美感和崇高感,北京:商务印书馆,2001.

[4] A. Flury, Cooperation:The Engineer and the Architect, Basel : Birkhäuser, 2012. 

[5] A. Muttoni, J. Schwartz 和 B. Thürlimann, Design of concrete structures with stress fields, Basel Boston Berlin: Birkhäuser, 1997. 

[6] 德普拉译斯,建构建筑手册,大连:大连理工大学出版社,2007.

 

部分原文发表于《建筑技艺》杂志2021年4月刊。

更多内容,详见《建筑师》杂志2021年第3期 “强结构”专栏(link)。

 

 


 

本文为作者潘晖、华一唯、曹婷投稿,欢迎转发,禁止以有方编辑版本转载。

 

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