建筑外形與結(jié)構(gòu)關(guān)性聯(lián)探析

摘要：建筑的外在形式紛繁復(fù)雜，仔細(xì)探究源頭，可能誕生于天馬行空般的主觀想象，或是有理有據(jù)、縝密客觀的邏輯推斷，無論哪種，多少都會(huì)受到建筑結(jié)構(gòu)的影響。建筑結(jié)構(gòu)作為建筑學(xué)的重要分支，對塑造建筑外觀有重要影響，然而由于結(jié)構(gòu)時(shí)常隱藏在各種界面的包裹之下，它對于建筑外形的潛在作用常被人忽視。本文探析的就是建筑外形與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)性。

關(guān)鍵詞：建筑;外形;結(jié)構(gòu)

一、建筑外形源于對結(jié)構(gòu)的充分了解和靈活運(yùn)用。

建筑外形如果單純地通過各類意識形態(tài)主導(dǎo)，或直接地步入從形式到形式的過程（例如在商業(yè)設(shè)計(jì)中被廣泛應(yīng)用的“元素提取”），是不具備討論價(jià)值的。設(shè)計(jì)的外在形式并非一拍腦袋就能成型，其中涉及許多問題，例如產(chǎn)品的地域性特點(diǎn)（歷史文化、地理特征等）、結(jié)構(gòu)，使用者需求，可行的技術(shù)手段等。一部分優(yōu)秀的建筑，其外形來自于對結(jié)構(gòu)的充分了解和靈活運(yùn)用。

（一）結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)性建筑所塑造的外形

其承重結(jié)構(gòu)的革命性創(chuàng)新將直接導(dǎo)致形式創(chuàng)新。伊東豐雄耗時(shí)十年建成的臺(tái)中大都會(huì)歌劇院，是一座曲墻、無柱、無梁的混凝土建筑，相較一些外形怪誕，內(nèi)里仍使用基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的建筑而言，臺(tái)中大都會(huì)歌劇院在結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行了巨大挑戰(zhàn)。關(guān)于該歌劇院的外形，諸多評論家都慷慨地給予各種比喻修辭，他們試圖找到一種恰如其分的形式概念來描述這個(gè)建筑。然而，不可否認(rèn)，結(jié)構(gòu)創(chuàng)新是該建筑能擁有奇特外形，且能在建筑史中留下光輝印記的要素，就如同薄殼結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)的誕生給建筑界帶來的巨大震動(dòng)。

（二）承重或非承重結(jié)構(gòu)創(chuàng)新都可能促進(jìn)建筑設(shè)計(jì)落地

以扎哈.哈迪德為例，扎哈早期有非常多圖紙建筑在國際競賽中取得優(yōu)異成績，但這些作品無法落地，直到維特拉消防站建成，其作品才慢慢從圖紙建筑轉(zhuǎn)型為實(shí)體建筑，原因就在于結(jié)構(gòu)技術(shù)的約束。

此外，高迪的圣家族大教堂，始建于1882年，31歲的高迪接手該項(xiàng)目，并在此后的43年，不斷研究教堂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。最初由于技術(shù)水平的局限，導(dǎo)致建造速度緩慢，直到高迪意外去世，也未能完成這件作品。好在當(dāng)時(shí)高迪對教堂的外形設(shè)計(jì)已經(jīng)基本完成，留存有圖紙、出版物和石膏模型。依靠現(xiàn)代的建造技術(shù)，圣家族大教堂預(yù)計(jì)將在2026年完工。（作為贖罪教堂，建造資金來源于個(gè)人捐款和門票，這也是建造緩慢的原因之一）。

二、建筑形式和結(jié)構(gòu)相互影響

（一）形式可以反映結(jié)構(gòu)，而卓越的結(jié)構(gòu)能成就形式之美

康策特，著名的結(jié)構(gòu)工程師，相較于完全專注于結(jié)構(gòu)的其他同行，他選擇站立在結(jié)構(gòu)和建筑兩者之間。因?yàn)樵谀壳暗慕ㄖ袠I(yè)中，大多數(shù)結(jié)構(gòu)工程師會(huì)選擇進(jìn)入專門的結(jié)構(gòu)事務(wù)所工作，同樣建筑中的大部分工程結(jié)構(gòu)都是外包給專門的結(jié)構(gòu)事務(wù)所負(fù)責(zé)。然而，康策特選擇了卒姆托的建筑事務(wù)所，為此，很多情況下，他都得面對自己的同行，去盡力維護(hù)建筑師的利益。

康策特的作品，常能展現(xiàn)出對形式的敏銳，在理性中尋求空間與形式融合的建筑結(jié)構(gòu)性表達(dá)。例如在巴塞爾學(xué)校，康策特設(shè)計(jì)了一個(gè)由墻和樓板組成的箱形結(jié)構(gòu)，將整體的荷載分布到兩側(cè)的剪力墻上。為解決40米進(jìn)深導(dǎo)致的光照問題，在箱體上開辟了四個(gè)錯(cuò)動(dòng)的光井。這導(dǎo)致整個(gè)箱形結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度被弱化，給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來新難題。為了實(shí)現(xiàn)預(yù)期的外形效果，康策特決定在箱形結(jié)構(gòu)的墻體內(nèi)布置斜向的鋼筋受拉件。大尺度的預(yù)應(yīng)力鋼筋在垂直的方向穿越課室空間，飛躍數(shù)個(gè)樓層。如同大型的橋梁結(jié)構(gòu)一般，將被光井切斷的墻體和樓板重新捆扎在一起。如此具有張力的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最終靜默地隱藏在墻體和樓板之中，建筑的外表和空間呈現(xiàn)出一種極盡克制的冷靜姿態(tài)。然而，倒置的底部大空間、主立面上錯(cuò)位的開窗以及內(nèi)部錯(cuò)動(dòng)的光井，仍舊在暗示著墻體和樓板內(nèi)不可見的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。

（二）非承重結(jié)構(gòu)形成新的建筑表皮

設(shè)計(jì)領(lǐng)域，新的設(shè)計(jì)手段層出不窮，尤其以參數(shù)化為主要媒介的表皮設(shè)計(jì)風(fēng)靡全球，通過算法快速生成模型，進(jìn)行高效設(shè)計(jì)。模型的形式種類、復(fù)雜程度、生成的速度等方面遠(yuǎn)超人腦。關(guān)于建筑設(shè)計(jì)的參數(shù)化軟件也在不斷發(fā)展，BIM、RHINO、REVIT等軟件，以及相關(guān)插件，例如GRASSHPPER、KANGAROO、WEAVE都得到建筑設(shè)計(jì)界的極大關(guān)注。

然而，面對這種設(shè)計(jì)趨勢，要批判地看待，如果從最本質(zhì)的訴求去探究，我們需要反思這種表皮進(jìn)化所蘊(yùn)含的意義，選用這種表皮和那種表皮的差異性、合理性、必要性是什么？等諸多問題。

總而言之，建筑外形無法脫離結(jié)構(gòu)的影響，無論是起決定作用的承重結(jié)構(gòu)，還是錦上添花的非承重結(jié)構(gòu)，作為設(shè)計(jì)師，不能忽略對結(jié)構(gòu)知識的實(shí)時(shí)更新，當(dāng)我們對建筑外形設(shè)計(jì)的思考進(jìn)入瓶頸時(shí)，不妨從結(jié)構(gòu)的角度想一想，也許會(huì)有意外的收獲。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：姚宜瑋（1995.10-），女，漢族，籍貫浙江舟山，蘇州大學(xué)藝術(shù)學(xué)院，18級在讀研究生。