零

引言

‖劉康‖ 在工作單位的資助下，今年有幸參加華東院、東南大學(xué)和東京工業(yè)大學(xué)的聯(lián)合交流項(xiàng)目來東京交流半年,，內(nèi)容是建筑結(jié)構(gòu)技藝相關(guān),。自三月底到達(dá)東京，時(shí)間倏忽過了五個(gè)半月,。在東京及周邊城市走走看看,，總體感覺日本的建筑風(fēng)格精巧而多元，但其中最深刻的體會(huì)要數(shù)輕盈感,。下面暫舉三例,，從中似乎可以感受到其翩然欲出的通透輕盈。

■ 鐵之教堂

■ 東京國際論壇

■ Coeda House

‖劉康‖ 對(duì)于建筑的輕盈,，我們并不陌生,。作為結(jié)構(gòu)工程師，我們常從結(jié)構(gòu)的效率和經(jīng)濟(jì)性角度考慮,。約格?施萊希在著作《輕?遠(yuǎn)》（英文名:Light Structure）中詳細(xì)論述了其作為結(jié)構(gòu)工程師對(duì)于輕型結(jié)構(gòu),、高效結(jié)構(gòu)的探索和追求。但對(duì)于輕盈的建筑,，這些似乎并不能包含其全部的意義,。

什么是輕盈的建筑？建筑師為什么偏好輕盈的建筑,？有哪些結(jié)構(gòu)技藝可以實(shí)現(xiàn)建筑的輕盈,？這些一直是盤旋在結(jié)構(gòu)工程師頭腦中的問題。也許理解了這些,，才能更好的與建筑師配合,，設(shè)計(jì)出建筑結(jié)構(gòu)和諧一體的輕盈作品。

在東工大交流的期間,，有幸認(rèn)識(shí)了同在該校交流的建筑系研究生李萌,。在探討的過程中，我們都對(duì)日本建筑的輕盈特征有了極強(qiáng)的認(rèn)同和興趣,。于是我們研究了建筑輕盈化的發(fā)展和特征,，并選取一些具有輕盈特征的日本建筑案例，李萌從建筑師的視角解釋這些建筑輕盈特征設(shè)計(jì)初衷,，我從結(jié)構(gòu)師的角度解讀其中實(shí)現(xiàn)輕盈化的結(jié)構(gòu)技藝,。

壹

什么是輕盈

理解什么是輕盈，也許能幫助我們更好地理解建筑的輕盈化,。

現(xiàn)代漢語詞典對(duì)于輕盈的解釋如下：

1） 輕柔秀麗

2）（姿態(tài),、動(dòng)作等）輕巧優(yōu)美

3）（聲音）輕松愉快

4） 泛指美女

5） 舞姿輕盈飄逸

這讓筆者想到了1800年前曹植筆下的洛水之神，“其形也,，翩若驚鴻,，宛若游龍,，榮曜秋菊，華茂春松,。髣髴兮若輕云之蔽月,，飄飖兮若流風(fēng)之回雪”，輕盈之美展現(xiàn)得淋淋盡致,。

■ 洛神圖

翩若驚鴻,，宛若游龍，榮曜秋菊,，華茂春松,。髣髴兮若輕云之蔽月，飄飖兮若流風(fēng)之回雪,。

又如“清新雅淡,，玲瓏透徹”的才女林徽因的詩《你是人間的四月天》：

“我說你是人間的四月天，

笑響點(diǎn)亮了四面,，
輕靈在春的光艷中交舞著變,。

你是四月早天里的云煙，
黃昏吹著風(fēng)的軟,，
星子在無意中閃,，細(xì)雨點(diǎn)灑在花前。
……”,。

輕盈優(yōu)美的詩性正如她的詩歌《激昂》中所說的“剖取了一個(gè)無暇的透明”,。

由此可見，輕盈是一種在詩歌,、音樂,、繪畫中不可或缺的，能夠引起人們輕松愉悅感官體驗(yàn)的優(yōu)異品質(zhì),。

■ 林徽因

進(jìn)入現(xiàn)代社會(huì),，隨著物質(zhì)文明的進(jìn)步和人性關(guān)懷的覺醒，輕盈的品質(zhì)在人們生活中得到了越來越多的重視和挖掘,。上世紀(jì)80年代意大利文學(xué)家卡爾維諾在《美國講稿》（又名“對(duì)二零零零年以后文學(xué)的六條建議”）中開篇推薦提出了“輕”的世界觀,，將“輕”作為一種文化取向，一種審美標(biāo)準(zhǔn),。他認(rèn)為現(xiàn)實(shí)生活中的人們，無法躲避沉重和困苦,，但文學(xué)藝術(shù)憑借其智慧使我們找到一個(gè)與生活在其中的現(xiàn)實(shí)世界截然不同的輕盈的世界,。

■ 卡爾維諾

現(xiàn)代家居裝潢的審美傾向有“輕、透,、瘦,、皺”四字決,。建筑作為凝固的音樂，作為“人類心靈的語言”,，輕盈自然也是一種熠熠生輝的品質(zhì),。

貳

輕盈的建筑

在中國，輕盈的建筑風(fēng)格早已有之,，這從中國南,、北方古典建筑的風(fēng)格差異中可以瞥見端倪。而在現(xiàn)代,，將輕盈作為建筑的主導(dǎo)特質(zhì)進(jìn)行研究和實(shí)踐的時(shí)間卻出現(xiàn)較晚,。

受卡爾維諾的影響，意大利建筑師基安尼?拉納羅在《輕建筑：新邊緣城市》中將“輕”建筑作為適應(yīng)時(shí)代文化,、社會(huì)需求的新載體,，強(qiáng)調(diào)“輕建筑”是將本被認(rèn)為不相容的兩個(gè)世界（真實(shí)世界與虛擬世界）整合起來的一種嘗試。

1996年美國MOMA舉辦的“輕質(zhì)建構(gòu)”（LightConstruction）建筑展上的預(yù)言：“現(xiàn)代建筑在經(jīng)歷了紀(jì)念性,、粗野主義等過于沉重化的表現(xiàn)之后,，輕質(zhì)、飄逸與精致將成為下世紀(jì)建筑的要旨,?！?/p>

■ R.B.富勒與他的發(fā)明

在工程領(lǐng)域，建筑輕型化可以視作由“重”向“輕”的進(jìn)化過程,。建筑輕型化探索,，首先要提到的是美國科學(xué)家、建筑師,、工程師,、未來學(xué)家R.B.富勒（富勒穹頂?shù)脑O(shè)計(jì)者）。他在1922年提出“少費(fèi)多用”思想,，在當(dāng)時(shí)曾引起世界各國學(xué)者,、專家的討論，并在未來的半個(gè)多世紀(jì)里推動(dòng)了建筑學(xué),、設(shè)計(jì)學(xué)等學(xué)科的發(fā)展,。

富勒“少費(fèi)多用”的思想，從自然結(jié)構(gòu)尋找設(shè)計(jì)思路,、以及運(yùn)用工業(yè)化材料實(shí)現(xiàn)“最便捷,、最有效”建筑設(shè)計(jì)方式，啟發(fā)了眾多建筑師,，例如弗雷?奧拓,、福斯特、格雷姆肖等,。

上世紀(jì)七十年代末八十年代初,，福斯特自己駕著直升機(jī),，邀請(qǐng)富勒參觀得意之作塞恩斯伯里藝術(shù)中心。富勒當(dāng)場(chǎng)提問：“How much does your building weigh, Mr. Foster?”,，引發(fā)了福斯特的思索,。2010年福斯特的設(shè)計(jì)生平被拍成紀(jì)錄片，便以此問作為片名,，可見受富勒的影響之深,。

■ 你的建筑重幾何，福斯特先生,？

此外對(duì)建筑輕盈化的有卓越貢獻(xiàn)的西方式建筑師,、工程師還有弗雷?奧托、約爾格?施萊希,、托馬斯?赫爾佐格,、彼得?賴斯、卡拉特拉瓦等,。

弗雷?奧托著有《輕型建筑與自然設(shè)計(jì)---弗雷?奧托作品全集》完整地展示了輕型,、可移動(dòng)自然建筑的設(shè)計(jì)哲學(xué)。奧托創(chuàng)立的輕型結(jié)構(gòu)研究所致力于對(duì)輕型結(jié)構(gòu)的探索,，他的繼任者維爾納?索貝克進(jìn)一步拓展了研究所的范圍,，與施萊希的構(gòu)造與概念設(shè)計(jì)研究所合并為輕結(jié)構(gòu)建筑與概念設(shè)計(jì)研究所。后者于1980年創(chuàng)立SBP（SchlaichBergermann Partner）,，致力于輕盈大跨結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)探索,。

■ 受禪宗影響的日本枯山水庭園

與西方建筑輕盈化的發(fā)展路徑不同，日本建筑的輕盈更像是內(nèi)生于本土文化的特質(zhì),。日本禪宗對(duì)茶道,、劍道、武士道,、詩歌等日本文化各方面影響深遠(yuǎn),，其審美情趣自然體現(xiàn)在園林設(shè)計(jì)、家居產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及建筑設(shè)計(jì)的風(fēng)格特征上,。日本建筑的輕盈似乎與空靈,、清遠(yuǎn)、枯淡,、閑寂,、幽玄等禪宗意蘊(yùn)有著千絲萬縷的聯(lián)系。

■ 透著禪意美學(xué)的無印良品

日本致力于輕盈化建筑探索的建筑師眾多,，如伊東豐雄,、坂茂、隈研吾、妹島和世,、西澤立衛(wèi)、藤本壯介,、石上純也,、中村拓志等。

他們都鐘情于輕盈建筑的實(shí)踐,，但又各有特色,。如伊東作品體現(xiàn)的暫時(shí)性、流動(dòng)性,、多變性和如同沒有重力一般的漂浮感,；隈研吾在“負(fù)建筑”、“弱建筑”等建筑理念上呈現(xiàn)的消隱,、輕盈的狀態(tài),；SANNA（妹島和世與西澤立衛(wèi)事務(wù)所）的純凈、輕盈,、通透的簡約主義風(fēng)格,；藤本壯介的空間與自然的融合；石上純也以細(xì)膩,、輕盈,、柔軟的建筑風(fēng)格探討景觀與自然、空間的透明性與曖昧性等,。

有趣的是,，同日本工程師普遍的師承關(guān)系一樣，日本輕盈建筑師也具有明顯的師門傳承特點(diǎn),，如中村拓志師承隈研吾,，妹島師承伊東，西澤立衛(wèi)和石上純也師承妹島,。

■ 隈研吾和中村拓志

■ 伊東豐雄,、SANNA、石上純也

與厚重堅(jiān)固的建筑所表現(xiàn)出的“沉重感”相反,，建筑的輕盈化是受重力作用下的一種“反重力”建筑表達(dá),，它傳遞出輕盈與飄逸之感。

建筑的輕盈包含物理層面和心理層面,，前者指質(zhì)量或受力小,，后者則指視覺心理的負(fù)荷較小，沉重感的減輕,?？傮w而言，西方建筑更強(qiáng)調(diào)以質(zhì)量之輕帶來的心理層面的輕,；而日本建筑更注重心理層面的輕,，有時(shí)甚至?xí)奚锢韺用娴妮p來換取心理層面的輕,。正如日本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師大野博史所說：“當(dāng)代很多建筑看上去很輕，其實(shí)它們都很重,，就單位密度而言,，甚至是更重了，他們只是看上去很輕,?！?/p>

建筑作為多種元素的載體，可以通過形體,、結(jié)構(gòu),、材質(zhì)、色彩,、質(zhì)感,、環(huán)境等諸多要素體現(xiàn)其輕盈的特質(zhì)。其中,，對(duì)重力的反抗是實(shí)現(xiàn)建筑輕盈化的原生訴求,，而且日本地震頻發(fā)、強(qiáng)度高,，在此條件下日本工程師為實(shí)現(xiàn)輕盈所面臨的挑戰(zhàn)遠(yuǎn)比世界上大多數(shù)地區(qū)的工程師大,。即便如此，日本建筑師和結(jié)構(gòu)師仍完成了諸多精妙輕盈的建筑,，非常值得學(xué)習(xí),。

下文結(jié)合案例從十二個(gè)角度總結(jié)了日本建筑輕盈化的建筑結(jié)構(gòu)策略，并從建筑師的視角解釋其設(shè)計(jì)初衷,，從結(jié)構(gòu)師的角度解讀其中的結(jié)構(gòu)技藝,。限于篇幅，本文介紹前四個(gè)策略,，后八個(gè)留與下篇文章再續(xù),。

叁

輕盈的策略

卡爾維諾說：“輕盈感是精確的，確定的,，不是模糊的,、偶然性的?！苯ㄖ熀徒Y(jié)構(gòu)師追求輕盈的過程也是對(duì)精確和極致的追求,，飽含了創(chuàng)造的巧思與突破的倔強(qiáng)。十二策略前四如下：

1 細(xì)柱

建筑輕盈化的動(dòng)機(jī)一部分是為了表達(dá)對(duì)重力的反抗,，柱子是建筑中承受重力的主要構(gòu)件,。將其設(shè)計(jì)得纖細(xì)輕巧是實(shí)現(xiàn)輕盈化的直接方式，具體可分為“化整為零”、“分而治之”,、“預(yù)變形”三種建筑結(jié)構(gòu)策略,。

1.1 化整為零

化整為零是指將一個(gè)大截面的構(gòu)件分散成兩個(gè)或多根纖細(xì)的小截面構(gòu)件。一方面小截面構(gòu)件便于自由靈活的布置和隱藏,，另一方面在空間上有一定間距的多根小截面的構(gòu)件,，能夠獲得比同等體積大截面構(gòu)件更大的力學(xué)剛度。

〖案例1〗

方之家

建筑設(shè)計(jì)：武井誠+鍋島千惠/TNA

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：鈴木啟/ASA

■ 方之家

■ 方之家

‖李萌‖ 建筑置于一片優(yōu)美的自然環(huán)境之中,，能將室內(nèi)室外聯(lián)系的最好材料不外乎玻璃了。連續(xù)的玻璃立面使住戶在室內(nèi)仍如在茵茵的樹林之中,，且建筑內(nèi)所有的功能都置于同一水平面,。如果用封閉的墻將其分隔，各個(gè)空間與自然的關(guān)系便會(huì)大打折扣,，且每一個(gè)空間的使用感受比之現(xiàn)在的效果也會(huì)顯得更為狹小,。

用隔而不斷的柱列既劃分了各個(gè)功能空間的范圍，同時(shí)又讓各個(gè)空間有所聯(lián)系,，保留該建筑的空間整體性,。更為有趣的是，細(xì)細(xì)的柱子向上支撐著屋頂,，向下扎根于土地之中,。這些柱子就如同周邊環(huán)境的樹一樣，似乎從大地中“生長”出來,。此時(shí)的住戶不是生活在一個(gè)建筑之中,，而是生活于枝椏之間，自然之中,。同時(shí),，柱列中各柱的間距并不勻質(zhì)相等，而是考慮了建筑的使用者---主人夫婦以及兩條愛犬隨意出入的可能,。

■ 方之家

‖劉康‖ 建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)柱列采用的是75x75x4.5mm的細(xì)方鋼管柱,，即是建筑的承重柱，又是建筑的抗側(cè)柱,。原本如此小截面的鋼管柱幾乎不具有什么抗側(cè)能力,，但是將之通過密集的直線排列，以小聚多,，卻能起到類似剪力墻一樣的抗側(cè)作用,。同時(shí)，將大截面的結(jié)構(gòu)柱小型化后,，在建筑場(chǎng)地大型機(jī)械作業(yè)受限時(shí),，也能便于構(gòu)件的搬運(yùn)和安裝。

類似的柱列結(jié)構(gòu)我們也可以在日本科學(xué)未來館的入口雨棚，以及國內(nèi)“和作”設(shè)計(jì)的天鵝科普館中見到,。但這兩者跟方之家的結(jié)構(gòu)受力又稍有不同,，他們將柱列中的部分柱子稍作傾斜，傾斜的細(xì)柱如同框架中的支撐一般,，進(jìn)一步提高了柱列的抗側(cè)剛度,。

〖案例2〗

尾道市Bella Vista Spa & Marina度假酒店主餐廳Erretegia

建筑設(shè)計(jì)：中村拓志+NAP建筑設(shè)計(jì)事務(wù)所

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：山田憲明構(gòu)造設(shè)計(jì)事務(wù)所

■ Erretegia

■ Erretegia

■ Erretegia

‖李萌‖ 餐廳之側(cè)是無邊的海景，相信每一個(gè)用餐的人都希望能夠擁有一個(gè)沒有遮擋的全景席位,。長方形的平面使餐廳像是一個(gè)沿著海岸線延展的海邊長廊,，其中的每一個(gè)位置都有與海最直接的接觸。此時(shí),，不可避免的豎向支撐——柱便需要有最大程度的消隱,。建筑師的策略便是讓柱盡量變細(xì)。當(dāng)柱子截面已到極限之時(shí),，又將它分為兩根更細(xì)的柱,。此時(shí)的柱子已不僅僅是結(jié)構(gòu)構(gòu)件，同時(shí)也是一個(gè)個(gè)取景框,。

可能有人會(huì)問,，為何屋頂不更加輕巧？這樣不是更加有助于結(jié)構(gòu)的消隱,？可面對(duì)這樣一個(gè)無邊的海,，一個(gè)過于輕薄的屋頂可能并不能為餐飲中的人提供足夠的安全感。此時(shí)的屋頂不只是一個(gè)遮蓋,，更是為屋頂之下的人提供安心的一個(gè)“懷抱”,。與此同時(shí)，當(dāng)人面向大海走出餐廳,，透過屋頂下的空間,，大海的視野逐漸變得開闊，這樣先抑后揚(yáng)的感受在厚重的屋頂顯得更加強(qiáng)烈,。

■ Erretegia

‖劉康‖ 這個(gè)項(xiàng)目對(duì)細(xì)柱的追求可謂達(dá)到了極致,。立柱和縱向梁采用44mmx44mm的方形截面實(shí)心鋼構(gòu)件，木結(jié)構(gòu)屋頂采用極為纖細(xì)的木材,，保持與鋼梁基本相同的尺寸,，最大木材尺寸為45mmx45mm。雖然屋頂在形體上較為厚實(shí),，但是由于采用了輕質(zhì)的木材,，降低了下部鋼柱承受的重力和水平地震作用，有助于進(jìn)一步降低柱子的截面,。

柱子采用兩根小截面鋼柱為一組,，將材料在空間上拉開一定的距離,，并在柱高范圍內(nèi)通過細(xì)細(xì)的綴材連接，這一方面獲得了柱子纖細(xì)的效果,，另一方面也如同格構(gòu)柱,，獲得了比同等體積大截面單根柱更大的剛度。

1.2 分而治之

‖劉康‖ 建筑物中的柱承擔(dān)豎向重力荷載和水平荷載（風(fēng)荷載和地震作用）,。承受重力荷載時(shí),，柱受壓，較為高效,，所需截面較小,。承受水平地震作用時(shí)，柱受彎,，其剛度和強(qiáng)度不如受壓高效,，所需截面大。

基于此,，將結(jié)構(gòu)中承受重力荷載和水平作用的柱分離，讓一部分柱（或混凝土墻,、支撐框架等）承擔(dān)全部水平作用和部分重力荷載,，另一部分柱僅承擔(dān)重力荷載。僅承擔(dān)重力荷載的柱能做得較為纖細(xì),，布置于需要視覺通透的之處,，助于實(shí)現(xiàn)輕盈的效果。

〖案例3〗

Extend to forest

建筑設(shè)計(jì)：隈研吾建築都市設(shè)計(jì)事務(wù)所

■ Extend to forest

‖李萌‖ 正如該建筑的名字“Extendto forest”,，建筑師希望住戶不只是生活在建筑之中,，更像是生活在森林之中。大面積的玻璃窗可以幫助室內(nèi)外實(shí)現(xiàn)很好的無隔斷聯(lián)系,。試想如果此時(shí)設(shè)置600x600mm的混凝土柱,，或是300x300mm的鋼柱，再通透的玻璃也無法讓人感覺自己與外界“無縫相接”,。

每一個(gè)設(shè)計(jì)師都知道此時(shí)要把柱變細(xì),，但怎么變細(xì)呢？此時(shí)便要提到建筑學(xué)生常常對(duì)柱子的誤解,，即柱子只是為了承擔(dān)豎向重力。實(shí)則柱子的粗壯很大一部分原因是為了抗側(cè),。由此,，那些更加粗壯的抗側(cè)構(gòu)件可以被隱藏在建筑中部的室內(nèi),，不被察覺,。將外圍的部分柱子從抗側(cè)的重任中解放出來,，只承擔(dān)重力荷載,，也可以設(shè)計(jì)得纖細(xì)輕盈,。

〖案例4〗

東京站附近某地鐵入口

■ 東京站附近某地鐵入口

■ 東京站附近某地鐵入口

‖李萌‖ 面對(duì)這個(gè)地鐵入口,，不難想到國內(nèi)某些厚實(shí)的地鐵站入口，兩種風(fēng)格的出發(fā)點(diǎn)有所不同,。這個(gè)地鐵口位于廣場(chǎng)之中,，其外立面的通透效果可以較大程度地減少對(duì)路人視線的遮擋,。而國內(nèi)的地鐵站口則更加強(qiáng)調(diào)實(shí)用性,，方便路人快速找到,。

我們可以發(fā)現(xiàn),，這個(gè)站口頂棚是十分纖薄的。一個(gè)原因在于支撐屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)并未包覆在屋頂之中,。就像通常樓板100mm,，但梁高卻有500mm,，如果用天花將梁包住,，再加上為管道留余的空間,，樓板的一下子就變得厚實(shí)起來。另一個(gè)原因在于,，此處不是用梁支撐屋頂,，而是用鋼片做成的門式剛架,。梁與柱都為鋼板,，視覺效果是一致的,。而且剛架與屋頂之間隔開一定距離,，在纖薄的鋼片之上輕輕托著一片薄薄的屋面板,。

‖劉康‖ 這個(gè)項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也比較巧妙，站口頂棚的大部分重量用精致纖薄的剛架承擔(dān)。雖然剛架在跨度方向有一定的抗側(cè)能力,，但在垂直鋼架的方向抗側(cè)能力卻極弱,。為了彌補(bǔ)該方向抗側(cè)不足的問題,，設(shè)計(jì)師在角部加入了圓形鋼管柱。一方面鋼管柱比鋼板截面慣性矩更大,，可以抵抗側(cè)力,。另一方面，鋼管柱布置在兩向相交的角部,，也不會(huì)過于遮擋視線,。

1.3 預(yù)變形

以預(yù)變形實(shí)現(xiàn)細(xì)柱的典型案例是KAIT工房。與上節(jié)類似,，KAIT工房將抗側(cè)構(gòu)件和承擔(dān)重力的構(gòu)件分離，但是通過預(yù)變形引入拉力的方式實(shí)現(xiàn)的。通過預(yù)變形對(duì)抗側(cè)構(gòu)件引入預(yù)拉力，避免構(gòu)件發(fā)生受壓屈曲,，長細(xì)比較受壓柱可以放寬,，從而實(shí)現(xiàn)抗側(cè)構(gòu)件的輕薄化,。KAIT工房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)十分獨(dú)特而有趣,，值得細(xì)說。

〖案例5〗

神奈川工科大學(xué)KAIT工房

建筑設(shè)計(jì)：石上純也建筑設(shè)計(jì)事務(wù)所

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：小西泰孝建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

■ 神奈川工科大學(xué)KAIT工房

■ 神奈川工科大學(xué)KAIT工房

■ 神奈川工科大學(xué)KAIT工房

■ 神奈川工科大學(xué)KAIT工房

■ 神奈川工科大學(xué)KAIT工房

■ 神奈川工科大學(xué)KAIT工房

‖李萌‖ 正如石上純也所說“通常建筑是由墻分隔的,，但我希望讓空間變得柔軟,、模糊,、靈活、新鮮,。我希望能在建筑中帶來一種新的感覺,。新的空間，將會(huì)是一種空間,、氛圍,、結(jié)構(gòu)和景觀的融合?！痹贙AIT工坊中,，他便力圖創(chuàng)造一種曖昧、靈活,、平等,，平面中沒有太多變化，但各領(lǐng)域,、各空間卻能實(shí)現(xiàn)靈活連接,，一個(gè)沒有明確邊界的空間。纖細(xì)的柱子讓空間與空間相接,，天窗讓室內(nèi)與天空相接,，玻璃立面讓室內(nèi)與周邊相接。

網(wǎng)上介紹分析的文章眾多,，大家也都對(duì)此不陌生了,。如果對(duì)石上設(shè)計(jì)理念感興趣，此處推薦豆瓣上的一篇文,，翻譯了石上著作《Small image》中關(guān)于KAIT工坊敘述,。

■ KAIT工房柱分類

‖劉康‖ KAIT工房總建筑面積為1990平方米，屋頂距地面4.5m,。305根細(xì)長的鋼柱分為42根承受壓力的垂直柱和263根受拉柱,。柱中的拉力通過預(yù)壓和預(yù)變形引入。每根柱子都是細(xì)扁的長方體,，最薄的受拉柱剖面尺寸16x145mm,，最厚的垂直柱63x90mm。

■ KAIT工房柱重拉力引入

‖劉康‖ 受拉柱上,、下兩端剛接,，以彎曲剛度抵抗水平力,。垂直柱底部剛接,，頂部鉸接，釋放柱中彎矩,，減小垂直柱的截面,。受拉柱中引入拉力,，避免了受壓柱的屈曲問題，構(gòu)件長細(xì)比可大于200,。受拉柱在水平力作用下需承擔(dān)彎矩,，因此一個(gè)方向的截面尺寸需做到145mm左右，但是由于長細(xì)比限值的放寬,，另一個(gè)方向的截面尺寸僅為16mm,，可謂非常輕薄。垂直柱受壓,，長細(xì)比需控制在200（日本鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范）以下,，但是因?yàn)橹斻q接釋放了彎矩，柱子截面同樣也可控制在90mm以下,。

■ KAIT工房抗側(cè)柱圖解

‖劉康‖ KAIT工坊將承重構(gòu)件和抗側(cè)構(gòu)件分離,，將承重的垂直柱頂設(shè)計(jì)為鉸接，對(duì)抗側(cè)構(gòu)件引入拉力,，使二者的截面都能達(dá)到纖細(xì)輕薄的效果,，這種處理手法可謂獨(dú)到精妙。此外采用預(yù)變形的項(xiàng)目還有第十一屆威尼斯雙年展建筑展日本館,。

‖李萌‖ KAIT工房是石上純也的個(gè)人處女作也是小西泰孝的成名作,，它成就了一名建筑師、一名結(jié)構(gòu)師以及一所大學(xué)的知名度,，可見公眾對(duì)于優(yōu)秀的設(shè)計(jì),、有趣的靈魂并不吝惜褒譽(yù)。

2 藏力

有時(shí)由于建筑空間,、形體的限制,，抵御重力、水平力的結(jié)構(gòu)構(gòu)件無法回避,。這時(shí),，藏重露輕，藏繁露簡也是一種實(shí)現(xiàn)輕盈化,、寓巧于拙的方法,。

〖案例6〗

上州富岡站

建筑設(shè)計(jì)：武井誠+鍋島千惠/TNA

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：小西泰孝建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

■ 上州富岡站

■ 上州富岡站

■ 上州富岡站

‖李萌‖ 柱子除了是柱子還能是什么？柱子除了起到結(jié)構(gòu)上的支撐作用,，還能是什么樣的存在,？上州富岡站告訴你，柱子還可以是長椅,、公用電話,、標(biāo)識(shí)牌和照明。如果有人說，柱子下放一把長椅,，柱子上面掛著公用電話,、標(biāo)識(shí)牌和照明燈，也是對(duì)柱子的再定義,。那么此處并不是想說如何1+1+1=3,，而是如何讓1+1+1=“1”。

我們都希望“讓柱子變細(xì)”,，是因?yàn)槲覀冎幌Ｍ形蓓斕峁┱诒?，而不希望有柱子遮擋視線。如果屋頂可以漂浮,，那柱子的煩惱就沒有了,。將柱子隱藏，我們可以將其變細(xì),，或者將其融入環(huán)境,。該設(shè)計(jì)中，這兩點(diǎn)都做到了,。

■ 上州富岡站的支撐布置

‖劉康‖ 該項(xiàng)目充分體現(xiàn)了建筑與結(jié)構(gòu)方案的融合,。車站高約7m，縱向長90m,，支撐屋頂?shù)匿撝浅＠w細(xì),。結(jié)構(gòu)師采用柱間扁鋼支撐抵御水平側(cè)力，并將支撐藏于磚砌體之中,。磚砌體凹凸不平的形態(tài),，不僅根據(jù)結(jié)構(gòu)支撐的角度確定，而且還將長椅,、公用電話,、告示板、標(biāo)識(shí)牌,、照明等人體活動(dòng)的尺寸考慮在其中,。

該項(xiàng)目中由于砌體墻并不設(shè)置到頂，因此扁鋼支撐的頂部并未連接到屋面梁柱節(jié)點(diǎn)根部,，而是連接于柱頂偏下的柱中位置,。這與常規(guī)的框架支撐結(jié)構(gòu)有所不同，結(jié)構(gòu)的抗側(cè)在柱下部依靠扁鋼支撐提供,，在柱上部仍然依靠柱截面的彎曲和剪切剛度提供,，二者剛度串聯(lián)成結(jié)構(gòu)的整體剛度。雖然柱的截面彎曲,、剪切剛度較支撐剛度弱,，但該段柱長度較短,，因此也能提供較大的抗側(cè)剛度。

〖案例7〗

多摩美術(shù)大學(xué)圖書館

建筑設(shè)計(jì)：伊東豐雄

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：佐佐木睦朗

■ 多摩美術(shù)大學(xué)圖書館

■ 多摩美術(shù)大學(xué)圖書館

■ 多摩美術(shù)大學(xué)圖書館

‖李萌‖ 多摩美術(shù)大學(xué)圖書館現(xiàn)已成為不少建筑學(xué)生日本旅行中必不可少的打卡圣地,。還記得當(dāng)大家剛接觸到伊東的這個(gè)作品之時(shí),，一段時(shí)間做拱門成了風(fēng)尚,。網(wǎng)格,、靈活的平面、幾何,、空間的劃分,，這些詞語在建筑學(xué)習(xí)過程中都是老伙伴了?？蛇@個(gè)作品都給我們對(duì)這些干澀詞語的全新理解,。一系列簡單的混凝土拱門組合形成平面的網(wǎng)格體系，將平面劃分成一個(gè)個(gè)小空間,。但拱門自身的開放性又讓空間彼此相連,。書架如流水一般穿過一個(gè)個(gè)空間，繞過一個(gè)個(gè)輕巧的柱腳,。讀者如乘著小船穿梭其間,，悠游自在。

■ 多摩美術(shù)大學(xué)圖書館墻體中的鋼板

■ 多摩美術(shù)大學(xué)圖書館柱斷面示意

‖劉康‖ 圖書館擁有多跨連續(xù)拱的形態(tài),，拱跨在空間中的布置并不均勻,，最大的拱跨達(dá)到16m，拱高5.7m,，最小的拱跨只有1.8m,。建筑師從空間營造的角度要求整體結(jié)構(gòu)的墻拱采用同樣的壁厚。為了使拱壁足夠薄,，足夠輕巧,，采用了將鋼板藏于混凝土的鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)，最終的混凝土拱壁只有200厚,，柱腳根部的外周尺寸也只有400mm,。內(nèi)部的鋼板骨架為主要的受力體，鋼板外的配筋是為了防止混凝土開裂,，而混凝土的覆層一方面起到防腐和防火的作用,，另一方面也起到約束鋼板屈曲的作用。

■ 銀座御木本（MIKIMOTO）珠寶旗艦店

同樣將鋼板與混凝土結(jié)合使用的項(xiàng)目還有伊東在銀座設(shè)計(jì)的御木本（MIKIMOTO）珠寶旗艦店,。所不同的是MIKIMOTO項(xiàng)目中將鋼板置于外側(cè),，混凝土填充于鋼板內(nèi)。相同的是兩個(gè)項(xiàng)目都以鋼板為主要受力材料,。但是在MIKIMOTO項(xiàng)目中,，雖然鋼板外露,，由于結(jié)構(gòu)師精細(xì)分析了火災(zāi)下混凝土的貢獻(xiàn)，確保建筑在鋼板失效的情況下仍能滿足抗火需要,。因此,，外露的鋼板并未涂刷防火覆蓋，保證墻面平整光滑的品質(zhì),。這一有趣的技藝在國內(nèi)外項(xiàng)目中罕有見到,，值得研究。

3 整合

如果把建筑比作人體,，那么結(jié)構(gòu)就像是骨架,，支撐起依附其上的裝飾、圍護(hù),、設(shè)備,、家具、交通等非結(jié)構(gòu)部分的重量,。因此,，結(jié)構(gòu)構(gòu)件自然而然在人們潛意識(shí)里就成了“力度”的符號(hào)。如果將結(jié)構(gòu)構(gòu)件整合到非結(jié)構(gòu)部分的體量之中,，讓人們辨識(shí)不出他們的存在,，或者因?yàn)楫愑诔B(tài)的缺失感，或者因?yàn)閺牧Χ鹊木o張感中被釋放,，也能為建筑塑造出輕盈的姿態(tài),。

〖案例8〗

HHstyle 青山店

建筑設(shè)計(jì)：SANNA

■ HHstyle 青山店

■ HHstyle 青山店

■ HHstyle 青山店

‖李萌‖ 在對(duì)SANNA作品的學(xué)習(xí)過程中，總是會(huì)抓住輕,、薄,、細(xì)等等的關(guān)鍵詞。也總認(rèn)為只要學(xué)習(xí)這樣的設(shè)計(jì)思路與想法即可,。這就使學(xué)生時(shí)代作業(yè)時(shí)可以盡情地放飛自我,，而在參與設(shè)計(jì)工作后，才發(fā)現(xiàn)是真的做不到啊,。所以SANNA輕細(xì)的表象背后,，除卻其文化背景之外，還有結(jié)構(gòu)上的巧妙結(jié)合,。

從剖面上坡道與樓梯的關(guān)系可以感受到,，HHStyle青山店希望營造出連貫的購物體驗(yàn)。在聯(lián)系不同層高的空間之時(shí),，最常見的便為掏空,，通過視線連接來聯(lián)系空間?；蛘弑阌韶Q向交通空間相連,。而雙跑樓梯或者電梯相比單跑樓梯雖然更省空間,，但很難打破樓層間的分隔感，除非與中庭相結(jié)合,。單跑樓梯因其長度,，更大程度、更大范圍影響了相鄰的兩個(gè)樓層,。且單跑樓梯單一的方向性也會(huì)在更大程度上影響行者的心理,。特別是在這樣單人行走寬度，樓梯更像是一個(gè)通往另一個(gè)世界的通道,，行者在行走過程中能夠更加清楚感受到自己的不斷向上,，更具有神圣感,。SANNA在MOMA中也是利用單跑樓梯來連接不同樓層的空間,。

■ HHstyle 青山店剖面

‖劉康‖ 細(xì)柱是SANNA建筑作品中常見的特征，但在本案中除了細(xì)細(xì)的鋼柱外,，幾乎看不出抗側(cè)構(gòu)件存在的痕跡,。在參觀本項(xiàng)目時(shí)，我們一開始是驚異于柱子的細(xì),，然后試圖從建筑圍護(hù)墻體中尋找支撐的痕跡,，無果之后才發(fā)現(xiàn)原來建筑中部的樓梯坡道就是一個(gè)大大的抗側(cè)支撐！

將樓梯與抗側(cè)支撐巧妙整合,，建筑師將連接1-2,、2-3層的樓梯坡道位于建筑中間，結(jié)構(gòu)上利用傾斜的樓梯作為抗側(cè)支撐,。樓梯的重量通過鋼索懸掛于上部樓面結(jié)構(gòu),，樓梯的軸向剛度為結(jié)構(gòu)提供抗側(cè)剛度。非本專業(yè)的觀者幾乎無法覺察到樓梯的結(jié)構(gòu)功能,，建筑空間中僅能看見異于常規(guī)結(jié)構(gòu)的細(xì)弱的柱子,，加之朦朧半透明的玻璃立面，自然產(chǎn)生了輕巧空靈的感覺,。

〖案例9〗

陶瓷娃娃創(chuàng)意工坊

建筑設(shè)計(jì)：前田圭介

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：小西泰孝建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

■ 陶瓷娃娃創(chuàng)意工坊

■ 陶瓷娃娃創(chuàng)意工坊

■ 陶瓷娃娃創(chuàng)意工坊意象

‖李萌‖ 2017年小西泰孝在東南大學(xué)的講座中提到了這個(gè)建筑,。他說到，當(dāng)時(shí)建筑師將4本書相互交錯(cuò)的摞在一起,，然后和他講,，想做這樣的建筑。固然物理定律不是等比放大便能實(shí)現(xiàn)的,。但小西泰孝當(dāng)時(shí)便提到建筑師的結(jié)構(gòu)的感覺,。建筑師不需要精通結(jié)構(gòu)的計(jì)算，但需要有一種結(jié)構(gòu)的感覺,，一種對(duì)結(jié)構(gòu)可能性的敏感度,。

■ 陶瓷娃娃創(chuàng)意工坊

■ 陶瓷娃娃創(chuàng)意工坊

進(jìn)入建筑室內(nèi),，幾乎看不見傳統(tǒng)的梁、柱,、支撐等傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)元素,。建筑師巧妙的將結(jié)構(gòu)與家具、維護(hù)墻等非結(jié)構(gòu)元素融合,，使人似乎完全感覺不到常規(guī)結(jié)構(gòu)元素存在,。因此觀者也從結(jié)構(gòu)力度的緊張感中被釋放出來，空間氛圍輕松宜人,。這種手法被大野博史稱為隱技（hide-tech）,，與高技（hi-tech）相對(duì)。

4 混用

混用是指不同結(jié)構(gòu)材料的混合使用,，即我們常說的混合結(jié)構(gòu),。隨著材料學(xué)科的發(fā)展，人們已經(jīng)可以將眾多的材料應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu),，石材,、木材、竹材,、混凝土,、鋼材、鋁材,、玻璃,、FRP等，不同材料各有特長,。

日本工程師們似乎特別善于物盡其用,，根據(jù)材料的特性將其用在合適的位置上。這樣在提高結(jié)構(gòu)效率的同時(shí),，也能減小構(gòu)件的截面尺寸,，簡化節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，獲得簡潔,、干凈,、輕盈的效果。

〖案例10〗

新瀉市立葛塚中學(xué)校

建筑設(shè)計(jì)：安藤忠雄建筑設(shè)計(jì)所

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：金箱溫春構(gòu)造設(shè)計(jì)事務(wù)所

■ 新瀉市立葛塚中學(xué)校

■ 新瀉市立葛塚中學(xué)校

■ 新瀉市立葛塚中學(xué)校

‖劉康‖ 籃球場(chǎng)屋頂呈橢圓形,，長向約43m,，短向約67m,。屋面結(jié)構(gòu)為斜格張弦梁，受壓的上弦使用木材,，受拉的下弦采用鋼索,。木材輕質(zhì)且受壓性能優(yōu)異，鋼材密度雖大但擁有大多數(shù)材料無法企及的受拉性能,。該屋頂結(jié)構(gòu)充分利用兩種材料的優(yōu)點(diǎn),，在減輕結(jié)構(gòu)自重的同時(shí)，也形成了極為高效的斜格張弦梁結(jié)構(gòu)體系,。上弦木料斷面尺寸為1240x240mm,，在43m的跨度下已經(jīng)顯得非常纖薄，同時(shí)細(xì)細(xì)的銀灰色下弦拉棒在木料的底色里幾乎消隱不見,。

〖案例11〗

水月湖年縞研究展示設(shè)施

建筑設(shè)計(jì)：內(nèi)藤廣建筑設(shè)計(jì)事務(wù)所

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：金箱溫村構(gòu)造設(shè)計(jì)事務(wù)所

■ 水月湖年縞研究展示設(shè)施

■ 水月湖年縞研究展示設(shè)施

■ 水月湖年縞研究展示設(shè)施

‖李萌‖ 該建筑更多發(fā)掘了結(jié)構(gòu)之美,。常在橋梁中使用的多跨混凝土結(jié)構(gòu)，其形象是比較粗糙的,，既不纖細(xì),，也不精美,。這樣的結(jié)構(gòu)更多的是出于經(jīng)濟(jì)的考慮,。但在此處，粗壯的混凝土支撐柱以一種簡單的狀態(tài)支撐起水平的建筑,。建筑自身的精細(xì)感與混凝土的粗糙感形成鮮明的對(duì)比,。再加上兩者簡單直接的連接方式，會(huì)使觀者“忘記”柱子的存在,，而是被建筑貫長純粹的形體感所吸引,。

建筑內(nèi)的鋼制桁架也有同樣的效果。大大方方地將結(jié)構(gòu)展示出來,，觀者能看到是這結(jié)構(gòu)落于墻上,，并支撐屋頂。但透過這桁架,，卻又能清楚看到屋頂,、墻體。三者的關(guān)系是清楚明白地,，連接也是簡單直接的,。但這些又讓人忽視掉其中重力的傳遞，而只剩下上空的屋頂及屋頂之下細(xì)美的“線條”,。

■ 水月湖年縞研究展示設(shè)施

■ 水月湖年縞研究展示設(shè)施

‖劉康‖ 建筑平面為76mx9.6m的細(xì)長形,，分上下兩層。一層為開敞的空間+售票廳,，二層為陳列展示的室內(nèi)空間,。整個(gè)建筑為混凝土,、鋼材和木材構(gòu)成的混合結(jié)構(gòu)。一層墩柱和二層樓面采用類似市政橋梁中常用的多跨連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),。屋面結(jié)構(gòu)采用輕質(zhì)柔和的木結(jié)構(gòu),。屋面與二層混凝土墻墩之間采用鋼制桁架連接。采用鋼桁架相對(duì)于木桁架一方面可以減小構(gòu)件截面尺寸,，另一方面也可簡化多根桿件匯交的節(jié)點(diǎn)處理,，整體效果簡潔、通透,、有趣,。

該項(xiàng)目是我在日本考察的眾多項(xiàng)目中最喜歡的之一。建筑師與結(jié)構(gòu)師的完美配合,，富有創(chuàng)意的結(jié)構(gòu)體系,，恰到好處的材料選用，精巧潔凈的細(xì)部構(gòu)造,，都讓我非常嘆服,。下次再寫專文詳細(xì)介紹。

參考資料

[1] 結(jié)構(gòu)制造 日本當(dāng)代建筑形態(tài)研究 郭屹民

[2] 從視覺到知覺的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 大野博史,、郭屹民對(duì)談

[3] SANAA作品特征的建構(gòu)解析 王鑫星

[4] 多維視角下的當(dāng)代建筑輕型化創(chuàng)作研究 齊奕

[5] 建構(gòu)視野下的建筑形態(tài)輕盈化設(shè)計(jì)研究 靲維

[6] 建筑的輕盈感表達(dá)研究 馬磊

[7] 輕型化的建筑 付超云

[8] 伊東豐雄建筑設(shè)計(jì)的“超平”現(xiàn)象研究 鄭超