理论·实践·教育 : 结构建筑学十人谈

本文来自《建筑学报》
叶静贤(瑞士苏黎世联邦理工学院)
钱晨(同济大学建筑与城市规划学院)

访谈专家(按照采访时间顺序)

坂本一成 | 东京工业大学名誉教授、Atelier and I 坂本一成研究室
奥山信一 | 东京工业大学环境·社会理工学院建筑学系教授
柳亦春 | 大舍建筑设计事务所主持建筑师、执行合伙人
郭屹民 | 东南大学建筑学院副教授、结构建筑学研究中心主任
张    准 | 和作结构建筑研究所联合创始人
王方戟 | 同济大学建筑与城市规划学院教授
葛    明 | 东南大学建筑学院教授
汪大绥 | 华东建筑设计研究总院顾问总工程师
李兴钢 | 中国建筑设计院总建筑师
王骏阳 | 同济大学建筑与城市规划学院教授

20世纪五六十年代,面对新材料的涌现,以及建造技术的不断发展,国际上众多学者、建筑师和工程师曾就建筑和结构的关系这一议题进行了广泛的讨论。其中奈尔维(Pier Luigi Nervi) 在《建筑学中结构的角色》(The Place of Structure in Architecture) 一文中直接指出:新的结构技术推动了建筑设计的革新,以及培养建筑师结构素养的必要;托罗拉(Eduardo Torroja)、奥雅纳(Ove Arup)和萨瑟兰(James Sutherland)在一场名为《结构形式对建筑的影响》(Influence of the Structural Form in Architecture)的论坛中,对结构师和建筑师的身份界定,以及建筑的结构真实性(structural honesty)话题进行了激烈的辩论;而同一时期,丹下健三(Kenzo Tange)和坪井善胜(Yoshikatsu Tsuboi)通过实践对“建筑结构的合理性”(rationality of structure in architecture)问题给出了自己的理解。

历史地看,结构和建筑的关系问题,并不是某一特定时期或者某一特定地域的问题,而是一个会因为时代和技术的变革不断产生和变化的话题。由于建筑设计和结构技术的发展从来都存在着差异,导致了两个专业的思维或者工具语言的发展并不同步,也因此总是有学者在不同的时期,不断地尝试建立一套建筑师和结构师共通的语言,无论是“统合性设计”(holistic design)的思维方式,还是由“图解静力学”所衍生出的“三维形态和力流的交互图解”(3D Reciprocal Diagrams)的设计方法。相比之下,当代的中国建筑设计,因为历史和社会的原因,长时间缺乏对结构以及相关问题的讨论和重视。

那么,如何才能在中国有效地推动建筑与结构关系的讨论,如何才能更好地理解不同时期、不同地域对这一问题的思考?为此,笔者分别于2017年1-3月采访了10位中日建筑师、结构师和设计教师,我们节选了每次访谈的内容,从不同的角度讨论结构话题,归为三个视角——理论篇、建筑和结构实践篇、教育篇。坂本一成、奥山信一和王骏阳老师分别对建筑结构设计观念作了阐述;汪大绥、柳亦春、郭屹民、张准、王方戟和李兴钢老师分别从实践角度,讨论了结构设计的重要性和丰富性;葛明和奥山信一老师则对建筑结构教育提出了自己的看法。笔者希望,通过10位老师对建筑结构话题各自的理解,为读者描摹出一个立体的、没有边界的结构设计观念的思考图像,并以此作为一个引子,引发更多的同行关注建筑和结构的话题。
 
理论篇
| 问 | 日本结构大师坪井善胜先生有句名言:“A structure's beauty can be found near its rtionality”,郭屹民老师翻译成“结构的美在合理的近旁”,这个结构设计观念在欧洲也很受尊重和推崇。请问各位老师,你们如何理解这句话?“近旁”似乎带有一些“暧昧”的审美体验,是起源于日本,发展于日本么?还是具有普世的意义?


▲东京奥运会代代木体育馆(1964) 查看该经典建筑
建筑师:丹下健三;结构师:坪井善胜


| 坂本一成 | 对坪井善胜老师“美在合理的近旁”,我没有什么印象。但是,今天提到,突然间让我对他更加尊重。他这一代的结构师,能够有这样的认识,令我非常感动。

首先,美如果被合理包裹,那么美在合理之处时,这个美就变成了一种十分极端的美。这种美最终导致的就是一种理性主义,是一种封闭式的美、一种极端的美、一种单向的美。从某种程度来说,这种单向的、极端的美,通过“近旁”的方式打破,在我看来是非常了不起的。但是反过来说,“合理”这个词是建筑概念的一部分,建筑失去了合理这个词是无法成立的,从这个角度来说,合理又是建筑不能或缺的东西。

另外一个问题,这个观点是否非常东方,或者说是非常日本的?在我看来,倒并不一定是。我首先不知道它是不是属于东方或者属于日本,无法进行判断。但是从我的角度来说,从合理和建筑关系来说,或者从一种形式美的角度来分辨,并没有一个所谓封闭的地域性的区分必要,说是东方的或者西方的在我看来都可以。当然,在日本文化中的确存在一种比较暧昧的、不太透明的魅力,模糊的美学。因此,很容易让这句话跟我们日本的文化挂钩。但其实在当代,这种模糊的理论,或者是说一种相互之间融合的关系,并不一定是从日本文化中发生发展过来的,而是当代的一种时代的特征。所以,你说它是东方的,它的确也可以是东方的。你可以说它是普世的,也许就是普世的。

| 奥山信一 | 首先,“合理”本身就是一个非常值得探讨的词。到底什么是合理呢?它可以是一种原理,一种非常效率化、机械化的解决方式;还有一种“理”,道理和公理,通过这些“理”,人们能够形成对美好意识的一种判断;亦或者,通过某种合理的方式,最后形成一种使人愉悦的事,在感情上的认知认同。随着你对于它的界定的不同,遭遇的方式不同,它其实有很多的可能性和路径。现在这个“理”,被非常简单化地来处理,常常被默认为所谓的效率化的方式。所以,首先对于“合理”这个词,需要一个非常重要的再认识过程。

我们举个例子,有一个非常简单的架构。从力学定义的角度来说,它很经济,效益很高,那你说它是合理的,这是一种认知方式。还有一种,结构和围护之间能够清晰辨认的,它的两层结构是清晰的,这是从一种建构的方式去认知,这并不需要用一种刚才我们讲的力学基础来认知,而是从一种支撑与非支撑、支撑与围护的角度来理解。那么这时候你说它是合理的么?它也是另外一种合理,是由观看者的不同的角度来定义的。

比如,刚才我们说到的坪井善胜先生,一直与丹下健三合作。丹下健三是日本20世纪五六十年代非常有名的现代主义建筑师。但是他不是一个非常纯粹的现代主义建筑师,这个你们要当心,他在日本就是现代主义(modernist),非常重要的一个的存在。丹下有一句名言,“只有漂亮的美的东西,才是功能”。如果这东西不美,它连功能都没有。因为他们二人经常合作,所以对于美的追求也好,对于所谓的合理性的追求也好,他们有着非常共通的认知,在这种认知过程中才会有“美在合理的近旁”这句话。你可以对比丹下健三的那句话,“只有美的东西才是功能的”,这两句话其实意思非常相近。美的东西是功能的,美是前提,随后是功能。我觉得一般人会反过来说,功能的东西是美的。


▲阿佐谷之家(摄影:上田宏)
建筑师:奥山信一;结构师:长谷川大辅


| 问 | 这个“近旁”可以理解为“差异”么?

| 郭屹民 | 我觉得应该不是差异,“近旁”应该是一种可能性。因为在结构合理之处,它只有一种可能性,如果是在近旁的话,可能性就会更多。所以这个是跟非此即彼的精确性理论相对的一种认知。其实,现在科学也在讲模糊性,先前的精确性理论已经受到了质疑。模糊性其实是一种不仅仅属于结构和建筑的问题,几乎所有的领域都在发生这种模糊性的变化。我觉得模糊性可以认为是一种当代性的表现。所以刚才那个结构合理的精确之处,它只代表唯一的可能性。那么我们为什么要试图超越原先的那种结构选型,或者说我们为什么要质疑结构选型这个问题。因为结构的选型,是在不同“型式”之间的被动选择,而型式与型式之间具有无限可能的“形式”就会被忽略掉。因此在我看来结构型式选择的方式是一种非常现代主义的思维方式,如果我们要想从现代主义的框架当中脱离出来,则要用一种微积分的方式看待问题,而不是用一种点到点的问题来考虑。将这些点到点的选择变成为像微积分那种连续性的设计,在我看来是打破唯一性,来扩大可能性的方式。所以不仅是对于建筑既有的类型,我们在进行打破,我们结构的选型也要打破,要从结构选型转变到结构设计。这大概是我从“美在合理的近旁”这句话中所得到的启发吧。

| 问 | 王骏阳老师,郭屹民老师的博士论文是您指导的,这个博士论文完成之后,您对建构的理解有没有发生什么变化?

| 王骏阳 | 郭屹民的论文是一个关于日本当代结构建筑的研究,这并非他自己的最初选题。鉴于郭老师对日本建筑尤其是当代建筑非常了解,而这些建筑也吸引了许多中国建筑师、特别是年轻建筑师的关注,但是通常大家关注的都是很酷、很新潮的外在形式,我们经过几轮讨论后决定将研究的重点放在建筑形式与结构形式的关联方面。日本当代建筑很有创意,但是这种创意不仅是形式上的,也不仅是理念上的,在大多数情况下,结构的构思非常巧妙。结构设计与建筑空间和功能使用的精妙结合,不仅体现在结构必然占有主导地位的大型项目中,而且也在许多看似只要简单的结构体系就已经足矣的小型项目之中,这是日本当代建筑品质的重要方面,是建筑师与结构师密切合作的结果。我们希望通过郭屹民的论文研究,超越外在的建筑形式,展现当代日本建筑不太为人所知的一面,为中国建筑学的本体 / 建构思考拓展新的可供借鉴的维度。

结构与建构有什么关系?建构是建造的诗学,既然是建造就肯定涉及结构、材料使用等方面的问题。我在很多场合都强调过结构对于建构的重要性。在我看来,脱离结构谈建构,多少有点舍本逐末的意味。强调结构当然是为了更好地建造,但是强调结构对于建构以及整个建筑学的重要性,似乎也很容易被指责为将建构和建筑学降格为唯结构论和物质主义,抹杀了建造的诗性表达,也抹杀了建筑学的文化和精神属性。在这方面,清华大学周榕老师的批评比较有代表性。其实,强调结构对于建构以及整个建筑学的重要性,并不等于说结构就是建构的全部,更不是建筑学的全部。但是你不能否认,一个结构上有创意并且与形式和空间概念密切相关的建筑,与一个不在乎结构与形式之关系的建筑是有本质区别的。另一个区别是,强调结构的重要性与结构 / 技术表现主义并非一回事。技术表现主义未必就是最好的建构作品。显现与隐匿是建构的永恒主题,某种意义上,我们甚至可以将建构视为结构的显现与隐匿之间的一种表现张力。无论如何,我更愿意强调的是,郭屹民的《结构制造》从不同层面揭示了日本当代建筑中结构与建筑之间的关系,而这个关系是之前我们比较忽视的。

| 问 | 那建构和当下的数字化的关系,您觉得是什么?因为以前的结构逻辑和现在用参数化的生成逻辑是完全不同的,就这个问题您是怎么看的?

| 王骏阳 | 如果不是仅仅在电脑上虚拟的形式生成,而是最终要变成房子,那就会涉及到建造的问题,这两点肯定有所不同。一个是虚拟的,是图纸上的东西,另一个涉及实际的物质建造。在最好的情况下,数字化建筑可能成为二者的交汇领域。我同意你的说法,在同济大学袁烽老师的研究和实践中,结构和制造(fabrication)已经是数字化设计的一部分。这很令人鼓舞。如果真正把结构变成参数化设计的一部分,那么相较于早先只是虚拟一个形式而没有结构考虑的数字化生成,就是一个很大的跨越。他们现在称之为“结构性能”(structural performance)设计,与之相似的还有“环境性能”(environmental performance)设计等等。至于说它所体现的结构逻辑与传统的结构逻辑不一样,在我看来是因为数字化设计对“流动”状的不规则形式情有独钟所导致的,这样的形式是否确实符合结构的受力关系,是否能够产生一种真正有效的结构逻辑或者说结构范式,还是只是一种形式的注脚,还有待观察。如何将这种结构范式与建造体系结合起来则是另一个更大的挑战。人们对扎哈的设计视为一种新颖的创造,但是在她已经建成的建筑中,我看不到多少新的结构范式和建造体系,大多数情况下都是用传统结构和建造体系完成的貌似非同一般的形式。

| 问 | 您最近在《时代建筑》的文章中提到伍重与《营造法式》的关系。《营造法式》是世界历史上最早的预制体系,伍重从中汲取了结构的灵感,能不能讲一讲这个方面?伍重从我们这里汲取一些灵感,但是我们自己的传统木构建筑好像和现代的建造却有一种脱节。

| 王骏阳 | 这就是伍重的伟大之处。像他这样一个对建造而不仅仅是对形式感兴趣的建筑师,他会从建造的角度,对中国的传统文化、营造方式进行重新解释。

| 问 | 他其实是吸取了一个比较抽象的概念?

| 王骏阳 | 更恰当地说是一个建造的概念。换句话说,《营造法式》给伍重一种建造体系的灵感,即通过现代工业化生产方式进行预制,再在现场进行组合安装,并通过这一方式解决悉尼歌剧院复杂的曲线型壳体形式,就像中国传统建筑通过木构的预制和组装完成屋顶的举折和曲线形式一样。

| 问 | 欧洲的一些学校,比如瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH)或者瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL),开展了针对于结构设计史的研究和教学。您怎么看待结构设计的史学理论体系这个话题?

| 王骏阳 | 在ETH这样的学校,建造从来都是建筑学的重要组成部分,有结构设计史的课程一点也不奇怪。这涉及建筑学教育中建造以及与之相关的结构问题处于一个什么样的地位的问题。我们的教育体系似乎仍处在结构归结构、建筑归建筑的状态,其实如果将这两方面的内容融合起来的话,结构史的视野马上就产生了。我们的建筑学教育中有风格史、形式史、文化史甚至观念史的内容,但是我们没有结构史,到现在都没有。听说郭屹民现在想在他这本书的基础上,与日本学者合作,在东南大学逐步开设一门结构史的课程。非常值得期待。

建筑和结构实践篇
| 问 | 汪大绥老师,从结构师的角度看,自1964年您从事结构设计到现在,50多年的时间,结构师和建筑师的配合有没有很明显的阶段性变化?

| 汪大绥 | 当然有很大的变化,毕竟50多年了。我刚刚大学毕业的时候,中国的经济处于社会主义工业化的阶段。我们在学校学的和工作后主要从事的都是围绕工业建筑这个中心,或者说主要是设计厂房。当时的建筑方针是:“适用,经济,在可能条件下注意美观”,强调模数化、标准化,建筑比较规整,主要是满足功能要求。所以建筑会比较简单,建筑与结构之间的矛盾是比较少的。单层工业厂房的设计,结构工作量比较大。当时没有电子计算机,主要的工具是计算尺,精度要求高的用手摇计算机。所以工业建筑设计院中建筑专业与结构专业从业人员的比例是1:2~1:3,今天的情况已经与之完全不同了。

1950-1960年代初期,中国全方位地学习前苏联,建设领域尤其如此,当时叫基本建设。主管建设行业的中央建筑工程部在全国6大行政区设立6个大型建筑设计院,名称都叫某某工业建筑设计院。在技术上也是全盘学习前苏联。工业建筑都采用了装配式厂房体系。我们在学校学的也是这一套。

| 问 | 近年来,国外院校的确将前苏联的工业建筑作为建筑史和建筑理论的研究对象,它的大型工业建筑对于欧洲来说也是非常有特点的。那么当时的中国全盘学习前苏联的工业建筑体系,是因为特殊的年代关系,还是有建筑设计方面的考虑?

| 汪大绥 | 是有建筑方面的考虑的。前苏联的工业建筑体系特点是模数化、标准化、预制装配化。这个体系的形成从材料供应和气候条件来看,有它存在的合理性。因为前苏联的冬季很长,夏季很短,所以如果按照我们现在的一年四季施工,在前苏联是做不到的。它的冬季只能把预制好的构件拿来装配,不可能现浇,所以这种预制装配的钢筋混凝土体系是符合前苏联国情的。这与当时的中国尤其是中国北方的条件也是大致吻合的,所以在中国得到了广泛的应用。根据前苏联的体系,结合中国国情发展了自己的装配化工业建筑体系,形成了系列化的标准图集,为国家工业化建设发挥了重大作用,是有其历史地位的。当然这一套体系从今天的角度来看标准偏低,不能适应新形势的要求,我们可以在总结历史经验的基础上,结合今天的需要创造出新的装配式建筑体系。

1970年代末到1980年代初开始改革开放,中国经济的发展走上了快车道,其成就有目共睹。从那以后我们就较少接触工业建筑,逐步地,大型公共建筑和高层、超高层建筑成为主要工作内容,建筑和结构的多样性也就不可同日而语了。1980年代初,我参加了华亭宾馆等大型项目的设计,至今已经30多年了,这30多年中主要工作是设计高层建筑。

| 问 | 当时您第一次遇到这么大型的项目,之前也没有过先例,能给我们讲一讲那段历史么?

| 汪大绥 | 华亭宾馆是上海改革开放初期最大的建设项目,单体建筑面积10万㎡,有1000间五星级标准客房,平面是S型,由两段反向的圆弧中间夹一小段直线组成,最大高度96m,北段退台逐步降低,与已有的漕溪北路高层住宅在高度上相协调,应该说是一个比较成功的设计。其结构比较复杂,我们把它分为3段,南北两段主要为剪力墙结构,中间为框架剪力墙结构。当时结构分析已经开始采用电算,我们院的装备还是国产TQ-16计算机,用纸带穿孔输入,软件也是自行开发的三维协同软件,输出数据完全靠人工整理,与今天的情况比,当时的工作效率比较低。但是这个起步从现在来看意义很大,我们在这个基础上一步一步积累经验,提高水平。在全国同行的共同努力下,中国已经成为世界高层建筑大国,而且必将成为高层建筑技术上的强国。


▲上海华亭宾馆(摄影:刘大龙)
建筑概念方案:王董事务所;建筑师:李永宝;结构师:张胜武、汪大绥


| 问 | 您是否觉得现在的建筑形态设计得越来越复杂?比如央视CCTV、浦东国际机场波浪形的轮廓,这些异形对结构设计的挑战是不是也越来越大?

| 汪大绥 | 是的,设计难度是越来越高,但是设计的技术手段也越来越丰富,软件功能越来越强大,所以结构师也很有信心和兴趣迎接复杂建筑带来的挑战。不过,计算机和人工智能本领再大,创意还是来自建筑师和工程师的头脑。有了好的技术手段,使建筑师和工程师可以在想象的空间里更加自由地驰骋,创作出更美好的作品,而不是被机器取代。

| 问 | 柳亦春老师,您曾经提到,你们早期的建筑实践是比较概念的,如今想从建造角度多一些关注,并且对结构开始更多关注。请问柳老师这种转变的原因是什么?

| 柳亦春 | 我们早期的建筑作品对空间的关系比较关注,对人与空间、空间和空间之间那种抽象的关系特别关注。这种抽象的关系是源自于大舍最初成立时的背景。2001年前后,那个时候独立事务所很少,我们希望建立一种能够跟西方的建筑师进行对话的建筑实践,那么作为一个中国建筑师,应该做基于中国独特背景下的建筑实践。所以一开始是寄希望于从中国的传统中,比如说从园林或者从传统民居中寻找抽象的空间关系,然后再把这种抽象的空间关系用现代的建筑语言呈现出来。这大致可以概括我们早期的建筑实践。

而从2009年开始,在参观日本当代建筑师的建筑,包括跟东京工业大学的交流过程当中,我们发现结构是一个很重要的隐性主题。在和郭屹民老师、刘东洋老师一起讨论分析石上纯也那张著名的11m长的桌子开始——石上通过一个非常直接的力学概念造了一个特别薄和特别长的桌子,那种极致的形式是源于极致的结构技术——我开始逐渐认识到,在大舍早期的那些建筑设计作品里,对技术运用这一块的关注是非常缺乏的。

| 问 | 日本的设计和结构观念具体给您带来怎样的启发?

| 柳亦春 | 我发现之所以日本的当代建筑师在全球范围内的实践能够站到一个特别高的高度,是和他们对于新技术、新材料的运用分不开的。比如伊东、妹岛,他们的那些设计,在力学概念上、在材料的厚薄上,如果用之前的计算或者施工技术很多都是做不到的。他们通过对极致技术的运用,产生了新的建筑形式,也随之出现了特别不一样的日本当代建筑。当然技术只是设计的一个方面,但这当中对于结构的运用,特别是建筑师和结构师之间的合作方式,我觉得特别值得我们中国的建筑师去学习。所以,我们在2009年之后的建筑实践里面,对结构的思考明显地加强了。自己也一步一步地体会到,之前的建筑实践,这方面是缺失的。相对于基于抽象关系的实践,在添加了对于结构的思考之后,我觉得会让之前的那种抽象实践更加的丰满,一种跟建造相关的具体性也能够自然地渗透到之前的抽象思考里面,这样才可以建立一个更为丰满的建筑吧。

| 问 | 从龙美术馆开始,和结构师的合作应该发生了很大变化吧?


▲龙美术馆西岸馆(摄影:苏圣亮)
建筑师:柳亦春;结构师:张准


| 柳亦春 | 对,那个其实是已经到2011年了。当然,在2010年设计螺旋艺廊的时候,跟结构师也有过比较密切的合作,但那个时候总是我们在推着结构师走,就是说我想要独臂悬挑6m,能帮我做到吗?然后他拼命去想办法做到。但是到了2011年龙美术馆的时候,跟张准的合作就是另外一个局面了。我说我想要做这样的一个结构,但是在现有的规范里做不到,然后张准就会帮我想,他说伞和伞之间如果做成阻尼连接,那么就可以实现这个目标,而且这个对我们结构专业也是一件有学术价值的事。之前都是我告诉结构师,我要做单向密肋梁,我要做多高的梁,你能帮我算出来么?但张准经常能从他的角度反馈给我更多积极的、正面的要素。龙美术馆之后,我们的建筑设计从方案一开始就会去跟结构师进行合作,而不是等到方案完成进入扩初的时候,这在以前是几乎没有的。之前中国大量的建筑实践,特别是在设计院体制下,大都是建筑师把方案做好了,然后再交给结构师去配结构。但是,现在我们和结构专业之间的合作方式不再只是一个单向的推进过程,而是一个反复的过程。这个也是受到日本建筑师和结构师合作方式的启发,他们在非常非常早期的设计构思阶段,建筑师和结构师就会进行非常密切的合作。比如伊东丰雄在做国际竞赛的时候,构思的前期阶段,佐佐木睦朗就会给他结构方面的建议,这种结构建议可能是一个,也可能是多个,甚至包含着建筑形式的建议。

| 问 | 刚才柳老师提到日本建筑师和结构师之间的合作方式,特别值得中国的建筑师学习。具体有什么差别?

| 张准 | 在跟日本结构师大野博史认识以后,看过他是怎么跟建筑师去配合的,我发现和国内的现有情况完全不一样。首先,日本的结构师在方案阶段就和建筑师开始进行互动是一种常态,结构师会结合建筑师的意图,从概念上对结构进行简化,简化到一个结构逻辑,然后现场就可以对这种简化后的结构进行计算,近似地确定构件布置方式以及构件的尺寸。这样建筑师即刻就能知道是不是自己想要的东西,如果有偏差可以立刻反馈给结构师进行下一轮调整。这种沟通非常高效便捷。另外,他们的结构师有很好的建筑基本功,对于要表达的结构布置图和节点构造,可以现场直接手绘出来,很漂亮的轴测图。这种建筑上的功底以及审美能力给了我很大的震撼。

国内的常态是结构师介入时已经没有太多思考的空间和时间,最多是和建筑师在构件尺寸上做些讨价还价。除了在一些结构经济性占主导地位或者结构实现难度较高的项目中结构师拥有前期的话语权,对于绝大部分项目,结构体系的确定都是被动的,或者是对既有结构类型的机械化套用。而这种被动状态使得很多设计过程中的可能性丧失了,另一方面,长期的被动参与也使结构师基本放弃了对于结构的积极思考。

| 问 | 为什么中日工作方式差异那么大?

| 张准 | 大致有两方面原因。一方面他们对于结构的理解方式,还有以往的学习过程和我们不大一样,产生了工作习惯的差异。我们这边计算机自始至终起了很大的作用,通常是一个项目来了,就会直接交给计算机,模型排好了喝茶等结果,结果多次调整到基本可用再和建筑师沟通反馈。而日本的结构师习惯于把一个复杂的问题,先简化并确认基本可行再进行下一步,从粗到细一层层推进。这种方法像是绘画中构图、打线稿、定调子再上色的过程,而我们像是打印机作业,要是打到最后一行时发现第一行有错就只好重打一张了。


▲例园茶室(摄影:田方方)
建筑:大舍建筑设计事务所;结构:和作结构建筑研究所


| 问 | 科学和计算是西方的传统,结构也是以计算和科学分析为基础的学科。但是中国建造传统中是没有结构计算的,是凭借经验和口诀进行建造活动的。是否可以认为在结构议题上,我们和西方本身就存在很大的差距,先天处于一个劣势?

| 郭屹民 | 这本《结构制造:日本当代建筑形态研究》就是以日本当代建筑为对象和视角来写的。这是因为日本当代建筑对于我们而言最大的启示还不仅仅是结构。对于自产业革命以来西方建立起来的技术文明和建筑文化,我所关心的是同样作为东方文明的日本是如何看待和消化这些来自西方的影响。建筑形态中的结构或许是其中的一个缩影。我觉得这是有意义的。

我想了解和深究日本如何看待西方的古典主义、现代主义,包括“结构”这样一些技术,以及其自身传统的关联,这些对我们而言一定是有启发的,这是我写这本书和之前的博士论文的最大动机。当然,这也跟我曾经在日本读书的经历有关系。不敢说非常了解日本建筑,但毕竟接触过一些内容,比如他们的建筑史教材。其中也了解到在一些问题上与我之前在国内学到的理解方式很不一样的内容。这种对比使我产生了很大的好奇和学习的动力。比如你刚才说到的“图解静力学”,在日本的结构教材中就很少或者几乎不会讨论。我仅仅在一些名词解释或者介绍有关结构技术史的教材中看到过这方面零星的介绍。究其原因,在我看来并不是图解静力学不好,而是对于日本而言,结构的首要问题是水平向的抗震,也就是动力学的问题占主导,因此,静力学的原理就不会太被重视。这跟没有地震影响的、发明图解静力学的瑞士是完全不同的。因此,风土与自然条件的不同,在面对技术选择上的意识也会有很大的差异。其实,在《结构制造:日本当代建筑形态研究》一书中也提到了,建筑结构的抗震是由佐野利器在1907年的博士论文中提出的。第一,提出了砌体结构不适用于地震频发的日本。第二,提出了衡量建筑物受地震破坏程度的烈度概念,就是现在我们还在用的烈度。在此之前只有德国人提出的震级概念,也就是对地震影响的客观指标,并不针对建筑物。第三,提出了抗震墙体系,也是现在我们常用的剪力墙(抗震墙)结构体系。第四,提出了适用于日本的、具有较强抗侧性能的钢骨混凝土SRC结构体系。在那之前,佐野先后去德国考察了钢结构建筑和美国洛杉矶地震建筑受损的情况。与此同时,明治时期日本模仿英国引入了砌体结构的建筑样式。但是在日本后来发生的地震中,特别是1923年关东大地震,砌体结构的建筑受损非常严重,关东大地震证实了佐野的博士论文观点。之后佐野出任东京规划局局长,提出了城市防灾理论。佐野博士论文中所提出的这些内容很多到现在为止不仅是对于日本,对于我们而言都是非常有用的。吸收和超越一直是日本非常擅长的,从结构技术的发展中我们就可以窥见一斑。

| 柳亦春 | 我们今天已经不再用那种传统的方式去盖房子了,所有的建筑体系都是新的。但是结构,我觉得其实是把它理解为建筑内在性或者本体性的一个重要的要素。我们今天的建筑受到太多外在的因素,比如城市、社会等这些因素的影响,它的形式也更多地受到相关的大众审美等各方面的影响,但是在这样一个大的背景下,结构还能够发挥怎样的一个作用?或者它可以在一个怎样的程度上去发挥作用?我觉得这是我一段时间思考的一个重要内容。在我最近的建筑思考里面,跟结构联系比较重要的有两个词:一个是场所,一个是身体。

| 问 | 王方戟老师,您觉得新建建筑和改造项目在结构方面的考虑有区别么?

| 王方戟 | 项目中有既存结构的话,设计的开始确实逃不开对结构的思考。设计一座新房子时,虽然结构信息也会很早介入,往往不太会先去构思结构。新建建筑有时候是从一个由外部推导出来的体量关系开始的。有了这个体量关系后,再用结构去凑它。体量阶段需要的若是悬挑、架空、凹凸什么的,都可以用不同的结构形式去凑。但要是一个改建项目就很难逃开原先存在的结构。改建中肯定是带有基本结构策略。新和旧结构之间的衔接或交叉关系,都需要很早开始考虑。

| 问 | 那您的七园居,在结构上是怎么考虑的呢?

| 郭屹民 | 我们如果要用这个东西,国内的结构师很可能会说这个得让我回去算一下再告诉你行不行,而日本的结构师讨论中就能告诉你行还是不行。

| 张准 | 另一方面,他们的规范也倾向于简化处理方式,尤其对一些中小型项目。这就让他们的设计过程中有简化计算的可能性,采用简化的方式去讨论项目。但是在我们的实际操作过程以及规范中,有繁杂化的倾向,这方面是不太一样。当然我国的情况比较复杂,想用一个极简单的方法把所有的问题都涵盖掉可能有困难,但从规范的历次修编来看,各类问题研究的越来越细,使用上也跟着复杂起来,但细碎以后那种用最纯净的力学概念来处理问题的途径就似乎变远了。

| 问 | 那是不是说我们的规范过多限制了结构师?

| 张准 | 限制是肯定有的,不过实际操作上大多在研究怎么用。我觉得在项目前期,应该把规范放得略远一点,从更多的角度去研究结构的可能性。当可能性确定了以后,再把规范拿过来看,能够用什么方式结合规范去完善这个可能性。

| 柳亦春 | 实际上建筑师要对结构有一种敏感性,他才能够拿出问题去跟结构师进行讨论,若是拿不出东西跟结构师讨论,两个人也勾搭不起来。

| 问 | 具体实践中,如果所选的结构体系和规范矛盾,该如何解决?

| 柳亦春 | 我觉得任何规范,它一定是粗放的,只是大量性地控制,建筑规范尤其如此,结构当然也是。而我们想要做的事情就是要靠我们的实践来推动、或者是促进、弥补规范。利用各种可能性的条件,能够去刺透这些不合理的东西,让未来的规范变得越来越合理。

| 张准 | 你说的矛盾涉及两类,一类是要做一种现有规范里没有的结构形式,或者超越规范许可范围的既有结构形式,这要通过一些特殊的审批流程或者做实验来解决。另外一类只是看似矛盾,其实还是在现有规范框架下能够做的。解决这种“矛盾”就是结构设计的一部分,这种设计并不只是关注构件尺寸,还和更深层的建筑问题相关。需要和建筑师一起考虑能不能采取一些迂回战略进行结构体系规划和构件布置,来满足建筑的目的。这个过程中经常需要把多种规范结合在一起,来寻找突破点。


▲七园居(摄影:田方方)
建筑:上海博风设计咨询有限公司;结构师:高戈


| 王方戟 | 七园居保留了原来民宅的木结构。关于结构策略,在开始时我们同时咨询了结构师及在当地较有改建老宅经验的施工队。结构师对于老结构不是很有把握,施工队则以他们的经验判断老房子的木结构非常牢固。所以,在设计的时候七园居的结构是将有结构师参与计算的新结构,与由施工队按经验进行更新的老结构凑在一起的。设计之初要想好新结构和老结构的交界面。这种以空间效果为目标的结构关系策划,应该是建筑学这个学科能够给予项目的贡献吧。如果没有建筑师,无论是结构师还是施工队,都无法独立想透这个事情。

| 问 | 七园居在卧室空间也保留了原有的大坡屋顶,这样使得卧室的层高很高,空间特别高敞,这是不是想让这座酒店的空间表现得非日常一点。因此才没有把屋顶用吊顶遮盖起来?

| 王方戟 | 作为一座山村里的旅馆,客人预期应该是住在一座老房子里吧。这座房子设计中很重要的部分就是将那几个木结构暴露出来,将屋顶尽量在室内展示出来,让大家感觉好像生活在老房子一样。设计主要是让木结构承载的时间感表达出来,倒并没有要表现非日常。

| 问 | 那是不是可以说老结构被重新利用后,找到了对于它的空间尺度的新的定义?

| 王方戟 | 对。另外,保留老的结构代价是很高的,但是这样客房空间会更有趣味。由于涉及到预算问题,保留的设想是由业主提出来的。经过我们的考察、咨询及研究,看到老结构足够坚固,于是在这个基础上开展了后续设计。

| 问 | 您完成这个保留了老结构的建筑后有什么感想?它跟直接用新结构设计的房子有什么不一样之处?

| 王方戟 | 最大的感触是,这样的房子已经不太需要空间、材质、光线之类的建筑手段去塑造了。它的结构及结构的材质就已经表情很丰富了,把周围材料及空间收拾干净,就能将老的结构衬托出来,并让空间有一种时间感。新结构主要是功能上的添加,并不是结构上的表现,因而新结构可以弱化,甚至在感知上被老结构吸收,让进来的人感觉这种组合似乎更像是一座老宅。当然,假如做一个新结构建筑的话,大部分情况下,我们应该不会从结构开始去想问题。

| 问 | 在这个设计中,老建筑的状态很重要,那在它边上加了新结构后,设计的重点又是什么呢?

| 王方戟 | 老的结构具有表现力,但也不是说它是绝对重要、并需要被对象化的。最重要的还是空间的总体感知及空间系列给人的体验。老结构是新塑造出来空间中的一个组成部分。为了将有老结构存在的新空间表达出来,设计上需要与空间同时考虑的是相关的技术问题。也就是空间与技术作为同一事情一起进行考虑。这样才能节约而不留痕迹地将各种复杂的技术管线隐藏起来。

| 问 | 李兴钢老师,您做了一些非常特殊的建筑,或者说结构的试验,比如说纸砖纸管,还有一些木结构项目。木结构的运用在国内并不常见,是如何想到做木结构方向的实验?


▲威尼斯纸砖房(摄影:李宁、孙鹏)
建筑师:李兴钢、付邦保、李宁、孙鹏等;结构顾问:尤天直

| 李兴钢 | 对木结构的研究和设计目前还在进行过程中。为什么选择木结构?其实我并没有只做木结构,各种类型的结构我都尝试得挺多,比如通常的混凝土结构或者钢结构等,主要看这个结构在什么情况下适用。大型的体育场,也可能用到木结构,一个小房子,也可能要用到混凝土结构。意思是说并不是大跨建筑就一定要用钢结构,小房子一定用木结构,对我来说,不能完全按照这种方式分类和做设计,虽然不同的结构在技术上的确有各自适用的一些特点。到目前为止,我的项目中木结构还没有一个真正实施的。比如正在做的中国驻外某大使馆,还在方案设计阶段。

| 问 | 这个项目是纯木结构体系吗?

| 李兴钢 | 现在还在选择,一种方式是下面两层是混凝土结构,顶层是木结构;还有一种方式是整个3层都是木结构和混凝土剪力墙混合在一起组成的一种结构。郭屹民老师在他书里面提到日本建筑师的经验,就是把水平和垂直受力构件分开处理,我们也想在这个项目中尝试一下这种做法:用混凝土剪力墙抗震(这个地方地震非常厉害,要9度设防),垂直荷载用木结构来承担,各自发挥作用。

在每个项目里面选用什么结构,并不是由建筑类型来决定的,一方面要考虑技术上的某种适应性——不同的条件下,不同的建筑规模,用什么样的结构更合适?另一方面,可能我还会考虑一些上述以外的因素,比如我很注意结构跟环境和景观的关系,结构跟人在空间中体验和感受的关系。因为不同的结构所呈现出来的状态是不一样的,它会影响到空间氛围,影响到空间界面的质感或者形状,这种空间界面跟外面的风景,会有不同的反馈,不同的反馈又可以得到不同的意义。也就是说,结构在空间中形成了背景或前景,继而与空间里面的人,或者与空间外面的景观发生密切的关联,结构的外化甚至也可以成为有趣或者必要的“人工地形”,这些都使得建筑与人和自然形成不同的关系。这也是我一直以来关于“胜景几何”的思考中,结构作为其中关键设计要素的真正内涵。

| 问 | 设计过程中,您是否觉得木结构的规范滞后于现有的木结构设计?

| 李兴钢 | 我们这个设计还在方案报审阶段,没有进入真正的施工图设计阶段。的确,木结构在很长一段时间里在中国都是被压制的,导致我们现在用的木结构太少了,结构师也不太会设计,规范方面也一定程度上是落后的,因为很少人采用。以前曾经有一段时间钢结构也很少,但这十几年来因为大量的使用,钢结构越来越发展起来了。所以从设计的角度来讲,国内的结构师不熟悉木结构,大量的现代胶合木结构要依赖于厂家的技术力量来做设计,加上规范落后的问题,这对我们的确是造成了一些障碍或限制,但随着应用得越来越多,相信国内的结构设计能力会不断提高,木结构规范也会发展。设计的问题我觉得总归是一定要有人做才行,就跟原来的钢结构一样,只有做了,大家才会有经验,才会有信心,才会有更好的设计出现。

| 问 | 规范落后的问题不仅是木结构吧,甚至膜结构、拉索结构等都用得很少。您在这些新型结构上做了很多不同的尝试,是有意要突破,对吧?

| 李兴钢 | 我是对于没尝试过的东西,都有一点新鲜感。另外,新的结构的确会带来一些新的空间状态,和新的这种跟自然互动的关系,所以我愿意去尝试。我们现在正在浙江进行的一个项目是悬索混凝土结构,已经在施工了。我尝试过不同方式的膜结构,还有你说的纸砖房等等。但我的这种尝试又不完全是出于新鲜感,还是跟我刚才提到的技术上的适应性、环境上和设计理念的契合度,所有这样的一些思考综合起来,才会选择使用某种结构。


▲浙江玉环图书馆及博物馆(悬索混凝土结构,摄影:黄源)
建筑师:李兴钢、张音玄、闫昱、张司腾、周威;结构师:刘文珽、张雄迪

| 问 | 您做这些新结构的尝试和设计院的体制有关系吗?国家会鼓励你们进行多种多样的尝试吧。

| 李兴钢 | 其实没有什么关系,没有人鼓励。所以跟我合作的结构师大多都比较痛苦,这些结构对他们来讲都是挑战。

| 问 | 对新结构的尝试与您曾经参与鸟巢的工作经历有关系吗?

| 李兴钢 | 我后来反思确实是跟鸟巢的工作有些关系。比如说结构和空间、形式的整合,我觉得是在鸟巢的工作过程中产生的这种烙印,这种意识是在跟两位瑞士大师合作的过程中被强化的。又比如说结构和景观的互动,也是在做鸟巢的过程中我观察到的,或许这并不一定是大师刻意要做的,但是我感受到了这一点,这对我是一个重要的启发。

建筑教学篇
| 问 | 葛明老师,您很关注建筑设计教学中的结构观念培养,还提出了空间方法中的结构法,同时也和国外的知名院校密切交流。您认为有没有比较好的建筑学中的结构教学范式我们可以借鉴?

| 葛明 | 瑞士的ETH、日本的东京工业大学等著名院校在这方面做得都不错。结构思考如何介入建筑设计,到达多大程度,起多大作用,各个学派各个学校不太一样,这取决于各种文化中对建筑和结构关系的理解。这提醒我们,建筑设计中的结构思考不仅要寻求一些普遍性的方式,还要着力寻求不同文化中独有的内在关系和意义。我们需要深入反思现有的设计状况。

那么我们目前面临怎样的状况,为什么现在深入讨论建筑设计中的结构思考这一点这么迫切?首先,因为中国目前平均的建造质量还不算好,构造水准还不算高,越是在这种情况下,突出结构和建筑的结合,突出空间本身,越容易弥补不足,而拉丁美洲在这方面早已做出了示范。第二,现代主义对我们的洗礼和教育始终还不够充分,而结构和建筑的关系是现代主义中的重要命题,包括与此相关的理性问题等,那么通过推动结构思考,就可以更好地弥补、批判我们所缺失的现代主义,然后在这个基础上形成进一步的反思。坦率地说,以上两点是十分朴素的我们急需思考的起点。第三,中国传统中确实有过结构、装饰和建筑之间关系密切的状态,或者说有着营造这一观念中的结构与建筑的关系,如何有效地挖掘我们有限的文化资源,也值得通过这一线索探讨。第四,我们当代关于建筑的语言比较模糊,或者在语言模式上倾向于“概言之”这种方式,所以在思考设计的时候,往往不愿意反反复复地细察同一个现象,反反复复地辨别相关的命题。结构思考需要同时思考物体和空间的关系、关系和元素的联接,以及由此产生的建筑意义,是同时训练直觉和思辨能力的有效工具。如果把结构思考上升为方法论,如结构法或设计哲学,那就更需要语言的精确性。所以,有效的结构思考能够提炼我们的建筑语言,帮助形成反反复复推进的思考方式,从而可以发展出我们当代的设计与建造文化。

但是,我们需要关注结构思考,又不能把结构思考变成玄学。这种方式会忽略我们的实际状况,丢失优秀结构师的帮助。如何让我们的学生理解结构思考的意义,是至关重要的。所以,我们要有从基础做起的心态,希望结构思考能给我们以很大的自我反思的价值,让我们能更耐心。

| 问 | ETH这些建筑系中结构教学能够达到较高水平,其中一个原因是一直有非常好的团队在做建筑结合结构方向的科学性研究。我们想问,除此之外,建筑教育中是否还需要更多的关于这一方向的基础思考和研究?

| 葛明 | 需要。比如对于欧洲系统来说,结构始终意味着关于理性的思考,意味着在哲学、科学、技术、艺术各个方面存在着一些内在关系,这种思维方式一直就存在着,而且一直就是建筑学的核心之一。或者换一种说法,钢结构、混凝土结构和传统的砖石结构之间的关联度和引发的思考一直是连续的,这样的话,就能形成一种一致的却又微妙变化着的建筑文化。所以,我们研究欧洲建筑和结构的关系时,不能仅限于一时一地,或者关注它们之间的结合又出了什么新的效果,而需要更细致地发现它们之间的连续性,这种关于内在关系的思考始终是我们展开建筑结合结构研究的基础命题。

除此之外,专业之间能否有一些更基础的合作机会?比如中国的结构专业是否能适当地引入设计课程,可以设想如果有一部分学生能为了设计来学习结构,那么他们对推动结构结合建筑的水平会有不小的作用。为了推动结构专业的设计课程,我们能做些什么?以上这些,也需要展开基础性的研究。

| 问 | 奥山老师,日本的建筑系学生的结构知识培养是怎样的?

| 奥山信一 | 日本的建筑学跟世界上所有的国家都不一样,建筑设计、建筑结构、建筑设备、建筑计划,全部归在建筑学里面。日本只有一级注册建筑师,没有注册结构工程师,也没有注册设备师。本科的一、二、三年级不分专业,到了四年级才开始区分设计、结构和设备专业。考试也是一张证,如果考一级注册建筑师,必须会结构计算。所以我们的结构师会做模型、会画图,画得非常漂亮,当然也不只是草图。

| 问 | 建筑师参与具体实践项目时,自己会做结构计算么?

| 奥山信一 | 算,坂本老师水无濑的别栋就是自己算的。日本的建筑院校,分为工科背景的建筑院校和艺术背景的建筑院校两类,当然工科是大多数。如果你是工科背景,进入建筑学首先进入到一个工学部,很明显,工学部是以技术为背景,所以你必须具备工学背景的能力。

从日本建筑师的角度来说,我们认为建筑也是工科的一个分支。即便我们不是全部能掌握,但至少我们可以讨论,具备和更专业的人士沟通的能力,我觉得这是一个最基本的条件吧。

在我看来,对于建筑师来说,结构不是用来解决问题的,而是能够促进建筑师更好地去思考,去发展自己的思路(idea)的一个非常重要的工具和途径。东京工业大学历代的建筑学教授都是很少的,比如说从谷口吉郎先生到清家清、篠原一男、坂本一成,现在的我和塚本老师。因为这一代建筑师,大量的工程实践都是集中在一些比较小规模的住宅。小规模住宅的结构其实怎么做都可以,或者说结构根本不用考虑都能做出来。在这样的一个背景下,他们还是在考虑住宅这么小规模建筑的结构设计问题,那么这个时候结构就不是用来解决问题的结构,而是作为一种思考的结构,那就形成了东工大对结构另一个层面上的理解。就是说,结构是一种作为概念的方式,而不是用来解决问题的一个计算对象。

结语:Holistic Design统合性的设计观念
最后,引用坂本一成老师的采访回答作为此访谈集锦的总结。

| 坂本一成 | 我认为设计不是一个局部的操作,而是一个整体的操作。为什么我们在做设计的时候一开始就和结构、设备人员共同来思考设计概念的问题,这是整体性建构的第一步。我对中国的印象是,很多时候会对建筑的内部进行二次装修,那么装修的这个意义,跟建筑设计的意义是完全不一样的。尽管装修得很漂亮,但是我从中读不到任何你想要告诉我的意图,有时候这是让我觉得非常困惑的地方。比如说,室内就是室内的一种方式,这种室内和建筑两者剥离的设计方式,不是我想要的。我认为这个地方遮这个顶,不是为了内装,它是为了表达整个空间的意义得到强化的目的。所以任何一个操作,不应该是一个局部的操作,而是一个整体的操作。我在中国的项目经验,无论结构还是设备工程师,他们是有能力的。但是,他们没有一开始就进入到建筑师的设计过程中,来形成一种所谓的相互之间的合作模式,而是一种滞后的解决问题的方式。

当然,我觉得最大的问题不是我们在一线的建筑设计师、结构工程师、设备师的问题,最大的问题可能出现在我们的教育上。当然这个问题不是一下子能解决的,但最终回归到一个本质的问题上来就是:怎样来认识建筑到底是什么?这是一个本质,这样的话你才能够重新界定建筑教育、建筑实践这类综合性的问题。比如说怎么做这个架构不仅仅是建筑师的事情,如果这一点没有认清的话,那么中国的建筑就会始终处在滞长的状态。郭老师可能在日本看到了这样的一个问题,感到这种统合性的重要性,所以才写了一本以结构为话题的书。其实在日本,我们已经认为这是一种无意识的自然的现象,不存在有意识地讨论这样的问题。如果从中国建筑师的角度看待统合建筑的重要性,那么现在仅仅是把结构作为一个要素,其实还有很多其他的问题。那么,以结构为线索的思考,其实也是一个很好的启发。

<访谈文字整理:刘佳、师曌蓉、何侃轩、钱卓珺>

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