1952~1967三位建筑师的工业预制技术探索——让·普鲁维、安杰洛·芒吉罗蒂、詹姆斯·斯特林

引用文献:

张峰. 1952~1967三位建筑师的工业预制技术探索——让·普鲁维、安杰洛·芒吉罗蒂、詹姆斯·斯特林[J]. 建筑技艺,2020,50(6).

ZHANG Feng. Exploration of Industrial Prefabrication Technique of Three Architects Between 1952 and 1967:Jean Prouvé, Angelo Mangiarotti, James Stirling[J]. build,2020,50(6).

作者:张峰
单位:刘宇扬建筑事务所 瑞士工程师与建筑师协会
摘要:以工业预制与装配建造为切入点,通过分析1952~1967年间来自法国、意大利、英国的三位建筑师的三个作品,试图阐明五个相关建筑学体系间的内在逻辑冲突,探讨了这些基本体系间高度复杂的纠缠,以及建筑师试图调和其内在矛盾的探索。
关键词:工业化 标准化 预制 特制 体系 矛盾
作者简介:张峰,刘宇扬建筑事务所项目建筑师,瑞士工程师与建筑师协会注册建筑师(SIA),苏黎世瑞士联邦理工大学学士及硕士,上海交通大学学士。;

 

1早期预制建造体系与体系间矛盾的初显

在建造的术语中,与“预制(Prefabricate)”相对应的是“特制(Customize)”,而生产预制构件的地点与“施工工地(Worksite)”的关系,是用来区分“预制”和“特制”的一个重要评判标准:在工地内生产建筑构件的行为是“特制”;工地外的建筑构件生产行为则是“预制”,“预制”构件必须经过“运输”才能抵达施工现场。这样的术语辨析有足够的必要性:如果笼统地去看任何建造行为,都是具有时间性的;如果不加以生产地点的影响来区分预制与特制,而单纯以时间先后顺序来区分的话,任何建造行为都会是“预制”的,人们总是预先搅拌混凝土,然后浇筑,或者预先切割木料,然后拼接;要是如此笼统地定义“预制”,那么工业化预制体系面临的许多问题,如构件的尺寸限制、运输限制、现场可操作性限制,都将因为术语的宽泛变得难以讨论。因此,本文所提及的“预制”,均是指那些在施工工地之外的建筑构件生产行为,“特制”就是指施工工人在工地内进行的建筑构件生产行为。与“特制”有相当程度关联的词是“特定(Specific)”,用来描述那些异于标准单元的特殊构件,由于“特定”的构件往往意在解决建筑中特殊位置的具体问题,它的建造也经常是“特制”的,是在工地内“量体裁衣”的,这种惯常的建造行为也常引起人们对两个词汇的混淆。这样一来,就出现了几种建筑构件生产模式的基本组合,即标准构件的预制、标准构件的特制、特定构件的预制、特定构件的特制;当然,预制和特制都可以借助工业化的机械设备来执行。

在人类的建造历史中,出现过不同程度的“标准化”和“类型化”演进。首先,人类社会发展遵从比较优势原理,将工作细分到某种简单而具体的可重复项目是提高整体社会效率的发展趋势,“标准化”就是建造过程中内含的一种追求高效的生产逻辑。其实早在石器时代,人类就具备了生产标准化粘土砖的能力1,尽管当时的工艺水平极低,生产的砖块形状参差,但这一烧制砖块的技术最终发展形成了早期的预制体系。砖块,正是一种可以脱离建造现场而生产的、脱离特定建造任务的、标准化的基本建筑构件。在古罗马城市的遗址中,常常可见手工预制的标准化砖砌墙体的构造形式2。此外,建筑物在使用过程中会不断遭受损耗,标准化的构件允许建筑物的局部可以通过一定施工手段被替换,这也就意味着建筑物由于标准化构件的应用,具有了相当程度的“可维修性”。

此外,生产精确细分的标准构件(Element),降低了直接生产某一单元(Individual)的工作复杂性,使得生产力量可以逐步由机械装置代劳,由此出现了工业化的建筑生产体系。工业化生产可以提升产量、降低成本、增加产品均质性、提高产品精确性,但是它遵循的高度标准化逻辑,在历史上导致了诸多建筑学问题。究其根本,在于其运行规律与传统建筑学的手工艺传统相矛盾。研制原型、优化原型设计、优化生产过程、大量复制,这是工业化生产方式的基本研发思路。这种思路与“因地制宜、因材施技”的建筑学传统产生了根本性的冲突。美国轻质木框架的开放系统(允许现场加工)以及1960年代James Stirling的解决思路(闭合系统,增加单元种类),成为了至今常用的调和此冲突的设计策略。

1 三位建筑师的工业预制技术探索图

1 三位建筑师的工业预制技术探索图

 

图1,2为作者绘制;

2 幕墙体系的四种基本类型

2 幕墙体系的四种基本类型

 

图1,2为作者绘制;

利用工业生产的标准构件进行建造所产生的问题,主要是发生在五个体系之间的系统性矛盾(Systematic Contradiction),这五个体系为:定位体系(Coordinate System)、视觉组织体系(Visual Composition System)、建造体系(Construction System)、承重体系(LoadBearing System)、工业化的生产体系(Industrial Production System)。

定位体系,就是用来确定建筑要素在空间中位置的体系。其逻辑十分简单:确定参照点,接着确定定位点与参照点间的空间关系,从而找到定位点;新产生的定位点一旦确定,它自身就变为新的参照点,以此类推来确定整个建筑所有元素的位置。当建筑中每一个元素的位置都确定之后,它们的尺寸也就同时确定了,所以定位体系也是标尺体系(Measure System)。定位体系的本质是抽象的、几何的,比如建筑师常用的轴线体系,其中虚线所标记的墙体中轴线或柱子中心点,说明建筑师最先确定的是更高层级秩序的抽象尺寸。在这个层级当中,材料的厚度被抹除了,提供秩序的是不具有厚度和大小的点和线(图1-a)。

视觉组织体系是构建建筑形象之秩序的体系,并不是用来描述建筑最终的视觉效果(这与材料、工艺等相关),而是一种抽象的几何体系,它只关注视觉秩序的建立,而不关注实现秩序所使用的材料。例如,与工业预制体系匹配度很高的现代幕墙系统,按照视觉秩序大致可分为四种基本类型(图2):1)填充全范围覆盖的幕墙系统,填充板间留有缝隙;2)网格构成第一级秩序,横向构件与竖向构件没有等级区分,网格间为填充板;3)竖向构件为主导的网格作为第一级秩序,网格之间为填充;4)横向构件为主导的网格构成第一级秩序,网格间为填充。由于视觉组织体系的几何抽象性,它与定位体系的关系常常是温和的,可以完全分离,也可以高度一致(Consistent)。

建造体系是五种体系中具体性(Concreteness)程度最高的,其本质目的是通过对具体材料的组织,以满足人类的基本生存需求。因为建造体系涉及真实的材料与人类的搭建行为,就必须考虑到材料的具体属性及其生产、加工、运输、拼装过程。定位体系、视觉组织体系与建造体系最早出现的矛盾在于,真实材料的物理属性(大小、质量、厚度等)与抽象几何体系间的不兼容。如果构件直接使用轴线尺寸,那么就会出现图1-b中红色区域所示的冲突。在不引入交接构件的情况下,常见的解法则都会导致特殊尺寸构件的出现(单向尺寸优先,图1-c1;双向同等级,转角切斜角,图1-c2)。转角冲突是一个基本的定位体系、标准化建造体系、视觉组织体系几何严谨性之间的系统性矛盾。为了缓和此矛盾,最常见的有三种做法:1)移动轴线,程度从轴线微调(图1-d1)至自由立面(图1-d2封闭转角,图1-d3开放转角);2)引入交接构件(图1-e1,1-e2);3)前两者混合使用(图1-f1)。

与建造体系难以分离的是承重体系,它是对材料组织的力学规划。建造体系与承重体系的冲突体现在两个方面:第一,建造体系的逻辑在于材料的切分,这使得拼合而成的结构整体性下降;第二,建造逻辑中必须考虑材料的具体属性,而材料的具体属性往往与抽象的承重体系相矛盾。在工业预制标准件的发展早期——如美国轻质木框架体系(Balloon Frame System)——就已经凸显了上述两种矛盾。轻质木框架体系出现在17世纪的美洲大陆,新移民迫切的安居需求促成了这种可以不断重复的标准化建造体系。它是一种基于尺寸标准的方木和钉子所构建的建造体系,杆件之间的连接仅通过方木的重叠以及钉子的贯穿即可实现(图3)。这种大批量、大面积推广和实施的轻质木框架体系所运用的规则是模块规则(Square Rule),它实用、高效、追求标准化和类型化,具有高度理性和可重复性。与手工艺传统所遵循的“刻划规则(Scribe Rule)3”完全不同(图4),它允许建造过程与建筑师、专职工匠脱离。这种脱离,使得美国的木框架体系与之后工业化的批量生产方式几乎无缝对接——相比起欧洲建筑传统与其工业化进程的冲突来看4。它首先遵循快速建造的原则,出现了木杆件交错和重叠的搭接,并通过钉子或螺栓的穿透进行机械连接,此连接方式牺牲了力流的最高效传递(轴向),产生了构件内部的剪力和横向弯矩;另外,木材作为天然材料的“非均质性”,成为了木构建筑中结构计算与优化的最大难点,留有充足的结构冗余,反而成了系统最高效的选择。

(建筑)生产是人类劳动作用于劳动对象和劳动资料之上,从而获取建造所必须的构件和产品的过程。现代工业生产体系是一定地域内高度整合的配合生产的体系,其中各个部门间具有合理的比例,技术上可以协同发展。建筑构件的工业化生产进程伴随着类型化与标准化的议题,完全相同的构件批量机械生产,是建筑工业技术的高度外化表达;随着批量生产的品质管控程度提高,产品会获取高度的一致性和均质性,品质管控势必倾向于最大化抹除材料的非均匀天然特征,同种产品之间再无法进行辨别,产品成为高度抽象的物件。这种生产体系导向的抽象性,也导致了工业生产体系与建筑中来自于外部场地(社会、文化、经济、地理、地块的几何形状等)及建筑内部(特殊位置的建筑构件、受力非均质的建筑构件等)的具体性冲突。

美国的轻质木框架体系是早期建筑工业化的尝试,标志着手工生产向初级工业化生产的技术进化,并在美洲范围极广的区域得到应用,影响极其深刻,是远早于欧洲现代主义所追求的现代性(Modernity)的胜利。欧洲建筑学的发展中,较为深刻的建筑工业化探索则发生在19世纪末20世纪初,并在德意志联盟阶段、现代主义时期、世界大战后涌现出大量学术价值极高的作品。二战及朝鲜战争后的欧洲,经历了社会结构转型、经济复苏、人口增长以及军工技术、过剩产能民用化的过程。社会富裕5和技术转化共同促进了建筑行业中工业预制技术的发展;德国的预制装配建筑起源于1920年代,但直至20世纪80年代的发展却可谓是“一根筋式”的乏味6;20世纪中叶的15年间,法国、意大利、英国三位建筑师的实践,则深刻地呈现出了生产技术向高级阶段进化过程中建筑学所面临的困境与矛盾。

2让·普鲁维与“方格外围护系统”——建筑产业中高阶工业预制技术的出现与应用

让·普鲁维(Jean Prouvé),1901年出生于法国巴黎,父亲维克多·普鲁维(Victor Prouvé)是一名艺术家,母亲玛丽·杜哈姆(M a r i e Duhamel)是一名钢琴演奏家。让·普鲁维从小就生活在父母的艺术家朋友圈之内,受到父亲所在南希学院派的影响,他产生了将手工艺的艺术品进行工业化革新的想法。让·普鲁维的职业前期遵循着手工业从业者的培训轨迹,先进入铁匠铺当学徒(Apprentice),22岁时开设了自己的锻铁作坊,并承接许多巴黎建筑师的建造委托。1931年,普鲁维成立了自己的工作室Atelier Jean Prouvé,此后便初步开始了标准化产品/住宅的生产尝试,并逐步开始与柯布西耶(Le Corbusier)的合作。二战开始后(1939年),他受雇法国军方进行军营的批量化建造;战争结束后两年(1947年),普鲁维在马克塞维尔(Maxeville)成立了自己的机械加工工厂,进行了大量预制构件的原型设计及批量生产优化。这段创业过程在1952年遭遇经营危机,也正是这一年,他开始了工业预制的“方格外围护系统(System Voile Grille)”研究,并于该年申请了技术专利(图5)。

Maison Alba是最早应用方格外围护系统的研究方案,由当时的实习生莫里斯·希尔维(Maurice Silvy)与普鲁维共同完成,并于1953年展示于主题为“栖居(Habitat)”的第九届CIAM会议上。Maison Alba是一系列单户宅的设计,不同变体都拥有相似的空间安排和构造原理。如图6展示是一个9m×9m见方的住宅,需要现场特制的部分是一个带有四边矮墙的混凝土平台,之后浇筑服务性核心——包含厨卫、暖气、洗浴等功能,该核心亦是主要承重构件,支撑着建筑中唯一的主梁,外墙部分应用了1952年研发的方格外围护系统,由工厂预制完成的四块大板和四个预制的转角特殊构件共同组成。这套方格外围护结构由三部分组成,内外两层铝板通过轧辊车床成型,里外通过螺栓相连,中间填充保温材料(图7,8)。

3 模块规则的建造过程(Balloon-Frame System)

3 模块规则的建造过程(Balloon-Frame System)

 

其余来源于网络。

4 刻划规则的建造节点

4 刻划规则的建造节点

 

图4~6,8,9来源于文献[5]

5 方格外围护系统,1952

5 方格外围护系统,1952

 

图4~6,8,9来源于文献[5]

6 Maison Alba

6 Maison Alba

 

图4~6,8,9来源于文献[5]

7 方格外围护系统,单元的冷轧成型过程

7 方格外围护系统,单元的冷轧成型过程

 

其余来源于网络。

8 方格外围护系统,拼装后的外围护结构

8 方格外围护系统,拼装后的外围护结构

 

图4~6,8,9来源于文献[5]

9 Maison des Jours Meilleurs建造过程

9 Maison des Jours Meilleurs建造过程

 

图4~6,8,9来源于文献[5]

1 0 Maison des Jours Meilleurs

1 0 Maison des Jours Meilleurs

 

其余来源于网络。

1 1 里查德·莫兰蒂(Riccardo Morandi)设计的通过预拉实现的预制装配式桥梁,1949

1 1 里查德·莫兰蒂(Riccardo Morandi)设计的通过预拉实现的预制装配式桥梁,1949

 

其余来源于网络。

遗憾的是,让·普鲁维在个人项目中从来没有机会应用方格外围护系统7;与此同时,Maison Alba作为原型在四年后才得到调整和应用——1956年设计建造的Maison des Jours Meilleurs。这个方案平面的逻辑与Maison Alba相同,服务性核心筒采用工业预制的产品,建筑基座与之前相同都是现场浇筑而成,屋顶进行了构造的优化——在铺设防水和保温层之后,还在最上层铺设了预制的铝制波纹板覆层。值得一提的是立面系统——1.22m×2.5m的预制木构单元:它的内外两层由酚醛处理的胶合板及榉木覆层构成,中间是木框架及保温填充,这是直到现在都常用的建筑外围护的“三明治构造”。这套单户宅是修道士阿贝·皮尔(Abbe Pierre)邀请普鲁维设计的战后难民临时居所的原型,其理念在于迅速建造的可能性——Maison des Jours Meilleurs从设计到建成只用了一个月;为了展示建造的速度,施工全过程都在巴黎举行,且仅用了几个小时(图9,10)。尽管Maison des Jours Meilleurs的造价仅为150 000法郎,但是紧张的预算仍然难以让它进行真正的批量化生产,事实上法国仅以此为样本建立了三户临时住宅。

普鲁维的职业阶段涉及多个工种:工程师、金属构造施工方、施工监理、建筑师、工业产品设计师等,除了他在南希(Nancy)的自宅呈现出一种拼凑(Bricolage)的匠人倾向,他的职业生涯更像是一个列维·施特劳斯口中的“工程师”,对解决技术问题坚定且不妥协。在1949~1954年间,他大量应用冷轧成型的铝片进行建筑实验与实践,并通过马克塞维尔(Maxeville)机械工厂更高效和廉价的生产技术,追求可以同时整合建筑热工、排水等性能的相对低成本批量生产的建筑构件,试图达到预制体系内的技术整合。不过最终出于造价及性能的原因,他的几个系统8都未在法国得到推广。

1 2 巴兰扎泰的玻璃教堂

1 2 巴兰扎泰的玻璃教堂

 

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普鲁维是最早将生产与建造在如此高技术程度上进行工业化的建筑师,他试图在预制单元中整合不同技术需求,同时要保证其构件能够以机械工业的方式生产,普鲁维将建造技术的领域推向了一个新的维度。然而,他研发的工业化预制建筑原型几乎都是脱离具体建筑语境的(Context),为了匹配工业技术的生产逻辑,普鲁维的方案全部都建立在标准化方格网的定位体系之上,并通过转角弧形特殊构件与轴线偏移的结合(图1-f1),减少了建筑构件的种类,消减了视觉组织体系中的转角扰动,并将外围护结构与承重结构进行了分离(系统非均匀的结构逻辑,仍然导向了系统中特定结构构件存在的必要性——核心筒和主梁)。

普鲁维是在探索“建筑产品”的原型,而不是建造一个“建筑”,这种类型化企图、高度标准化水平,以及系统中过于少量的应变冗余,使得建筑本身与所处的具体场景难以调和,并预设了建筑内部具有某种标准化的功能配置(Program)。他的预制体系是一个封闭的系统,在系统当中人们只能选择产品,而无法进行应对具体情况的调整(Customize),这无疑也受到现代主义热衷的普适建筑学(Generic Architecture)的影响。

直到普鲁维事业晚期的三维桁架探索之前(Maison Jaoul,1969),他的建筑中都很少探讨非整体性的承重结构单元的预制生产及装配问题——如Maison Alba中的核心筒或主梁都是整体性的结构单元。其实直到二十世纪四、五十年代,预应力技术在桥梁工程上的应用之前(图11所示为其中一例),预制装配式的建造体系都从来没有与承重体系调和:建造体系中的基本逻辑要求将材料切分,以适应于建造力量的负荷能力(不管是人力或是机械设备),而承重体系的逻辑则希望获得承重结构更高的整体性(不论是从木构到焊接钢架的发展,还是从焊接钢架到整体浇铸的钢筋混凝土的进程)。此基础设施的预应力技术与工业化生产方式向建筑学的转化,发生在米兰省巴兰扎泰(Baranzate)的一座玻璃教堂之中。

1 3 玻璃教堂剖面图

1 3 玻璃教堂剖面图

 

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3安杰洛·芒吉罗蒂与巴兰扎泰玻璃教堂——基于工业生产体系而出现的建筑系统性矛盾的凸显与调和

安杰洛·芒吉罗蒂(Angelo Mangiarotti)出生于1921年的米兰,1948年从米兰理工的建筑学院毕业,于1953年作为客座教授前往美国IIT(Illinois Institute of Technology)执教两年,之后回到米兰与布鲁诺·马拉苏蒂(Bruno Morassutti)一起成立事务所(至1960年合作结束)。1958年,他们与工程师阿尔多·法维尼(Aldo Favini)一起,在巴兰扎泰完成了一座预制建造史上颇具争议的作品——玻璃教堂(Chiesa di Nostra Signora della Misericordia,1958)(图12,13)。

玻璃教堂的构造体系和建造过程都颇具学术价值,整个屋顶仅由4根贯穿上下的现浇混凝土柱支撑(设计阶段中使用剪力墙基础的结构转换层,在最终施工方案中并未应用),支柱呈梭形,上下直径为50/60cm;支柱被现浇的主梁连接(截面尺寸为30cm×100cm),X形截面次梁的30个单元中,3/5(18块单元)紧箍在主梁之间,其余2/5(两端各6块单元)悬挑在主梁之外,通过整体预拉产生结构作用,X形单元全都在现场以较高精度的施工水平预先浇筑完成。次梁之上则放置着X形肋骨的预制屋面单元(图14)。这座小教堂的施工过程极为复杂:在浇筑好4根支柱后,工人需在脚手架上布置主梁模板、配筋,并将主梁间的次梁单元预先放置完成,在浇筑主梁之前,对中间部分的18块次梁单元进行第一次预拉,然后才完成主梁浇筑;靠近入口一侧的两根支柱与基础支柱间已经预留的配筋,会在主梁外侧的次梁单元布置完成后实施第二次预拉前,被切断而形成滑移支座,之后对次梁整体施加第二次预应力,预拉产生的变形会被支柱的水平滑移吸收,此后工人会将支柱底端被剪断的配筋重新焊接,并将配筋重新浇筑进支柱当中。正是次梁所应用的预应力技术,提高了装配式承重结构的承载力和稳定性,这允许X形结构单元的尺寸进一步减少,使之更加适应工人的操作,由此提高了对每个单元的生产品质的控制,实现了显著的建造体系与结构体系间矛盾的调和。

1 4 玻璃教堂施工现场

1 4 玻璃教堂施工现场

 

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伯纳德·哈博森(Bernd Habersang)在《系统与单元,芒吉罗蒂,马拉苏蒂和法维尼建筑中的系统性思考(System und Individuum,der Systemgedanke in den bauten von Mangiarotti,Morassutti und Favini)》一文中却提出了这样的疑问:

“考虑到巴兰扎泰教堂中建造体系的高度复合性,我不禁要提出一个问题:在多大程度上,系统性的观念是可在现实中应用的呢?尽管,建筑通过构件间的缝隙,建筑元素自身以及元素间的装配关系确实呈现出强烈的建构视角效果;但其实,是元素间的关系结构、部分与整体的关系结构,才真正定义了这座教堂的建造体系。然而,这座教堂的真正力量在于它封闭的完整性,想要延续这套建造体系,或是重复这套建造体系,都是难以想象的。”

这座建筑充分揭示了在高阶工业生产技术的背景下,建筑中凸显的系统性矛盾。与普鲁维类似,芒吉罗蒂为了匹配工业生产的逻辑,也采用了标准化方格的定位体系,并利用开放转角(图1-d3)与轴线偏移,创造了标准化的非承重外围护幕墙结构;因为两榀横向主梁伸出室外,导致了长边立面在结构轴线处出现的轻微扰动(生产体系与视觉组织体系),建筑师通过与结构同宽的通风扇(特定构件)进行了化解。这座建筑中更为强烈的矛盾出现在建造体系与生产体系之间:视觉效果上,建筑中区分出了现场浇筑(手工艺)的部分——材料质感较粗糙的支柱、主梁与(看似)工业化生产的精细“预制”构件,由此呈现出了“标准单元的预制”的建构效果;然而,它的“预制”构件全部是在工地内部手工生产的,每个单元都是现场特制的;此外,因为预应力钢筋的非线性走势造成的预留孔位置变化,使得每榀次梁中的30个单元构件中存在15种变体——这个建筑的真实生产逻辑,是“特定单元的特制”。

法维尼在其后对预拉施工技术做出了改进,简化了预拉钢筋的布置,麦斯特里仓库的结构单元(图15,16)完全相同,可以实现真正的标准化生产,但是因为其尺寸巨大只能现场浇筑。这两个案例都是对工业预制与装配建造的模拟(Simulation),逻辑上适应于该建造体系的生产过程,均完全偏离了(预期的)工业生产体系。换句话说,在两个案例中,基于标准化的工业生产体系展现出了其适应具体建筑任务的乏力——比如来自建筑内部的非均匀结构体系、来自建筑外部的实际运输能力。与标准化装配建造体系相匹配的工业生产体系,却由于与其他体系的逻辑相冲突,无法与建造体系进行完美的调和。

4詹姆斯·斯特林与圣安德鲁学生宿舍——回应具体性、标准化工业生产体系的建立与打破

生产体系的内在逻辑在于追求高效,高效则必然标准化,而标准化会导致单体自主性的丧失与建筑匹配具体环境能力的削弱,这种情况在现代主义思想继承人普鲁维和芒吉罗蒂的两个实践作品中都有所呈现。对于当代建筑师来讲,理想的预制生产体系有两种发展方向:其一,标准化的单体留有未来加工的可能性,以适应具体环境的匹配,如美国轻质木框架体系;其二,变体的生产过程不影响生产效率,这正是詹姆斯·斯特林(James Stirling)早在1960年代的尝试。

现代主义的理性乌托邦盛世破灭之后,根植于具体场所、具体文化、具体社会的建筑学又成为首要议题。后现代主义的执牛耳者文丘里走向了历史的图像,他彻底排斥现代主义的主张,然而其建筑却很难逃离手法主义与形式主义的桎梏。同时期斯特林的尝试,却同时展现出了对现代主义部分形式与技术的继承,以及对传统建筑学中“连续性(Continuity)”观念的融合。建构主义(Constructivism)时期的斯特林展现出了惊人的复杂性,他旗帜鲜明地批判现代主义建筑是“裸露和寡淡的美学,最适应的无非就是甲方吝啬的经济核算;而现代建筑中不断重复的视觉感受,最适应的就是廉价的房屋。”在他看来,遵循标准化规则的建造体系,最终只能导向“建筑中每一个不同的功能都无可避免地受到体系限制,它们都无法以理想的状态服务使用者。[8]

1 5,16麦斯特里仓库(Warehouse in Mestre),1 962

1 5,16麦斯特里仓库(Warehouse in Mestre),1 962

 

其余来源于网络。

1 5,16麦斯特里仓库(Warehouse in Mestre),1 962

1 5,16麦斯特里仓库(Warehouse in Mestre),1 962

 

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1 7 圣安德鲁学生宿舍

1 7 圣安德鲁学生宿舍

 

1 8 圣安德鲁学生宿舍轴测图

1 8 圣安德鲁学生宿舍轴测图

 

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1 9 圣安德鲁学生宿舍建造过程示意

1 9 圣安德鲁学生宿舍建造过程示意

 

图19来源于文献[12]

在圣安德鲁(St Andrews)的学生宿舍设计中(Andrew Melville Hall,1967),斯特林在一定程度上接受了现代主义者们系统性的观念,且由于当地缺乏足够的施工劳力,他决定使用工业预制构件进行标准化的装配式建造(图17~19)。但同时,他又通过场地的特定条件和功能(Program)的特定要求,主动且略显暴力地打破了标准化的系统:为了回应基地特征,定位体系是三组非均质的网格,其中短翼的定位网格与其他两组以非正交的方式相接;斯特林并没有特别在意各种具体场景所导致的特殊尺寸构件,并通过切斜角的方式消化材料厚度造成的视觉影响(图1-c2);此外,每种预制构件都在外表面设置了45°斜密肋——这与基础设施中常用的工业预制混凝土板恐怕不无关系,斯特林主张建筑应当呈现出它的建造逻辑,因此在每个预制单元的四周留出了8cm宽的光滑区域,由此建筑由每一个独立单元拼接而成的装配式建构效果得以进一步增强。这座建筑的立面主要由4种预制单元构成:T形混凝土大板、贯穿到室外的隔墙、窗槛墙、接地基础。然而,建筑中却充满了特殊单元,如通过错层来适应地形的体量,产生了4种特殊的T形单元;两翼与中间玻璃体量(漫步大道)的交接处、与端头体量交接处、构件在屋顶的交接处,均产生了不同的特殊构件,单就最长一侧的立面就有超过20种不同的构件。粗略看去,那些看似大量重复的视觉单元,虽然使建筑展现出了“高度标准化预制装配”的建造方式,却在本质上因其数不胜数的特定构件,产生了工业生产体系与建造体系间剧烈的逻辑冲突,它的本质生产方式是“特定构件的工业预制”。

然而,斯特林从来都不认为一种抽象的、均质的体系可以统治整个建筑,否则也不会产生出对地形做出反应的体量,也不会产生出几何上难以标准化的定位体系。这种体系间冲突的拉锯最终使建筑呈现出了高度的复杂性,内含在建筑的真实建构逻辑当中,也在视觉上直白地呈现出了特定与标准的对立。在斯特林的案例中,预制构件的多样化变体,本质上是通过强行提升建造体系中单元的种类,在保持元素间关联不变的情况下,获得更加灵活的整体系统,以应对具体的建筑问题。

不得不提的是,除了立面以外,圣安德鲁学生宿舍的结构主体部分大都是在现场施工完成的。与普鲁维一样,斯特林刻意分离了外围护结构与内部承重结构,以此避开结构的非均匀受力特征所导致的标准化单元的设计困难。另外,过多的预制单元变体也使得建筑造价一路高飙;面对建筑物理性能,斯特林也并没有展现出普鲁维般解决问题的坚定和能力——预制隔墙与阳台板的穿透使得建筑存在大量冷桥,预制构件间的连接与密封问题也最终导致了大量凝水问题。

5结语

基于工业生产体系演化出的建造系统,在进入高级技术阶段的初期,仍然难以完美应对建筑海量的复杂性。但是,这段时期的探索,奠定了发展至今的基本方法和建筑构件原型。不论是轴线调整的技巧、特殊构件的辅助、“三明治”的外围护构造原理,还是开放与封闭的两种建造体系,都已沿用至今并进行了不断的优化与完善。

定位体系、视觉组织体系与建造体系之间,只因现实中材料的具体性,就存在着难以弥合的几何矛盾;建造体系的切分逻辑与承重体系的结构整体性追求亦是难以逾越的障碍;工业生产体系中效率为先的生产方式导向产品的无限重复,使得建筑单元自主性和建筑应对具体情境的能力锐减……不同体系间的纠缠总是令建筑师摇摆不定,难以抉择。不同的解法造就了建筑学令人惊叹的多样性。这些体系构成的系统虽不足以造就建筑,但建筑从设计到建成却也难以离开这样的系统。

 

参考文献[1]张峰.轻质木框架体系的内在矛盾性探索——建筑师刘宇扬的木构实践[J].建筑技艺,2018(11):60-63.

[2] Gilbert Simondon. On the mode of existence of technical objects[M]. Paris:Univ Of Minnesota Press, 2017.

[3] Peter Sulzer. Jean ProuvéOevre complete/Complete Works 3[M]. Rerlin:Birkhäuser Architecture, 1999.

[4] Bernard Marrey. L'Abbe pierre et jean prouve[M].Paris:Editions du Linteau, 2010.

[5] Alexander von Vegesack, Bruno Reichlin, Cathrine Dumont D'Ayot. Jean Prouvé:The poetics of the technical object[M]. Weil am Rhein:Vitra Design Museum, 2006.

[6] Paul Hofer. Baranzate–gedanken zur Kirche von Mangiarotti und Morassutti[J]. Werk, Bauen und Wohnen,1959.

[7] Aldo Favini. Erlaeuterung zur konstruktion der Kirche von Baranzate[J]. Casabella,1959,224.

[8] James Stirling. Methods of expression and materials[J].A+U, 1975(2).

[9] Kenneth Frampton. Andrew Melville Hall, St Andrew`s University Scotland[J]. Architectural Design, 1970.

[10] K. Michael Hays. Architecture Theory since 1968[M].Massachusetts:MIT Press Ltd, 2016.

[11] James Stirling. James Stirling:Bauten und Projekte1950-1974[M]. Rerlin:Verlag Gerd Hatje,1999.

[12] James Stirling. The Meanings of form[J]. A+U, 2015,537.

Exploration of Industrial Prefabrication Technique of Three Architects Between 1952 and 1967:Jean Prouvé, Angelo Mangiarotti, James Stirling
ZHANG Feng
Abstract: This paper concentrates on industrial prefabrication and assemblage, through analysis of three projects of three architects from French, Italy and England, it tries to explain the immanent contradictions and entanglement among five architectural systems, through which the exploration of these three architects to reconcile the contradictions shall be revealed.
Keywords: industrialization; standardization; prefabrication; customization; system; contradiction;
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