王羲之在题卫夫人《笔阵图》中有这样精彩的一句:“结构者, 谋略也”。建筑师们谈论结构成就建筑之美, 是期冀于将空间的想象力与结构实现相结合, 就像斋藤公男提出的“Archi-Neering (结构建筑学) =Image (想象) +Technology (技术) ”。如果我们在此对向维度上加入另一对向维度——个人美学与生成逻辑, 就能形成一个十字轴、四象限的结构谱系。如果将那些著名的结构大师们放入这个谱系中, 就能梳理出四种相对清晰的类型:1) 在材料中求索, 追求某种结构材料或体系的性能极限, 此类以弗拉基米尔·舒克霍夫、罗伯特·马亚尔、爱拉蒂奥·迪斯特等为代表;2) 从自然中找形, 此类以安东尼奥·高迪、弗雷·奥托、卡拉特拉瓦等为代表;3) 追求最大效率, 以最小的经济代价实现最大的被覆容积, 此类以富勒、埃德瓦多·托罗哈、菲利克斯·坎德拉等为代表;4) 实现建筑意向, 将建筑师们种种天马行空的空间设想加以实现, 此类以彼得·奈斯、塞西尔·巴尔蒙德、莱斯利·罗伯特森、约格·施莱希、坪井善胜、斋藤公男、佐佐木睦朗、约格·康泽特、约瑟夫·席沃扎等为代表。我们应分析并思考当下的建筑创作实践, 在谱系中标定出属于自己的坐标, 找到前行方向。

现代主义建筑的多米诺体系是造就梁板柱结构与外围护结构分离的根源, 对空间的感知是支撑结构与围护结构共同作用后的复合体验。基于图解静力学Graphic Statics的视角, 将力流的观念 (荷载接收传递与释放的路径) 引入设计, 于整体系统中找到别出心裁的传力途径, 使结构的受力机制既能够被间接感知, 又呈现出一种积极的模糊与诗意。这是基于力学合理性的视觉组织魔术, 在某种程度上是建筑与结构专业合作过程中最富创意的部分。建筑师在掌握了“以直观为基础的力学意识”后, 将生活经验与图解静力学的分析方法相结合, 就能超越巴别塔, 拥有与结构专业交流的共同语言。

过分解读或简单理解结构表现主义都是不恰当的。自十九世纪水晶宫、埃菲尔铁塔与机械馆等项目后, 结构的显现就作为一种建筑的表现力被重点关注, 这并非意味着将结构进行完全和机械的暴露, 而是通过对结构的修饰与再现, 体现出诗意的表达, 如埃菲尔铁塔基座部分的圆拱纹饰。忽视建筑整体性的结构单一表现, 不过是将结构视作可消费的形式或符号。

以Helmut Jahn的J.R.汤普森中心 (1985) 、RFR的戴高乐机场TGV站 (1988~1995) 、Rafael Vinoly的东京国际会议中心 (1989~1996) 为例, 三者皆为同一时期的结构表现主义作品, 但却有着相当大的差异。在这三个建筑中, 架构逻辑的呈现——张扬与误导、结构层级的凸显——清晰与模糊、空间表现的局部——系统与整体, 都体现了作为设计者和体验者的“人”的多元。作为一个随着历史、文化、地域性、场所精神而不断变化的主体, 人对结构视觉表达的价值判断也不尽相同, 设计者既可以根据设计意图将结构进行显现或隐藏, 也可以选择诚实的表达或批判的再现。因地域性和个人美学的差异而产生的多样性, 真正定义了世界的丰富。

湖北省图书馆新馆主入口大悬挑的空间实现, 就是“基于地域性的结构表现与再现”的一次局部实践。湖北省图书馆始建于1904年, 由张之洞创办, 是我国最早建立的省级公共图书馆。新馆选址于武昌沙湖之滨, 地块深约190m, 宽约370m, 总用地面积6.72ha, 总建筑面积约10万m², 藏书超过1 000万册, 阅览坐席6 000多座, 是一座多功能的文化综合体。由于位于滨湖地块, 景观资源丰富, 但也带来了严苛的规划设计条件, 在各种限高和退界制约下, 整体体量最终呈现出面向湖面层层退台的效果。

方案构思从新馆北岸的沙湖水联想到行云流水的流畅, 再引申到白云黄鹤的飘逸, 结合百年老馆“楚天智海”的人文气息, 共同构成了“楚天鹤舞, 智海翔云”的主题立意。整个造型从水平线条出发, 以曲线均匀排列形成曲面, 曲面凹凸进退, 辅以线条的疏密变化, 强化了体块间的穿插组合。

当现代公共建筑的简明抽象与百年老馆的历史沧桑相遇, 融合了大悬挑与大台阶的主入口自然成为焦点。这个面宽跨度40.5m、进深出挑最大21m的主入口, 以空间转换桁架的受力体系, 从平面内进深方向每跨伸出V形钢桁架, 挑起横跨东西的40m大梁, 结构传力原理好比户外拓展时的“空中传人”, 用集体的双手负担起横卧其上的学员重量。通过结构计算的优化, 尽可能减少局部斜杆, 保证了中庭环廊的交通通畅。优化杆件受力, 大量支撑杆件为拉杆, 少量压杆的受力也较小, 尽量减小断面尺寸, 为读者休憩区内的活动空间塑造创造条件。

湖北省图书馆新馆

业主:湖北省文化厅

建设地点:湖北省武汉市武昌区

建筑设计:中信建筑设计研究总院有限公司

项目负责人:陆晓明、高安亭

设计团队:张强、汪斯露、祝海龙、李晶、温四清、聂启玲、邱剑、史济良、李传志、刘冰、雷建平、张再鹏、欧阳建

总建筑面积:100 523m²

设计时间:2007.10~2008.12

建成时间:2013.07

摄影:张广源、李扬

主入口上方吊顶采用湖北出土的青铜器纹样, 饕餮的主题契合楚文化符号, 经过抽象处理后取其回转如意的缠绕关系, 加以有序排列形成吊顶图案。图案以8.1m×5.4m为一个基本单元, 单元节点间按模数布置筒灯照明。采用阳文凸出的做法, 10cm的高差关系近看纹理清晰、远看整体平整。观察孔的设置为楼上的读者休憩区增添了一丝互动的趣味。吊顶将空间转换结构隐藏起来, 最终呈现出大实大虚的肌理对比和大跨度内凹入口的空间体验。

建筑应该使人感到坚固、适用、美观。观者体验中的“坚固”发生在哪个心理层面?结构的呈现与隐藏应该作为一个子项, 基于建筑的整体性来考虑。我们可以从空间中力的分布与传递出发, 结合对构造、节点、质感、色彩的处理, 以结构的显现产生层次, 营造独立的表现;以结构的隐藏产生模糊, 激发解读的意愿, 从而在整体上使结构表达达到一种新的高度。它渗透了建筑的支撑体系, 同时也让围护结构体系展现出足够的表现力。这种对结构的适度呈现与隐藏所带来的局部与整体之间的不连续, 好比罗兰·巴特在《明室》中津津乐道的“平面”与“刺点”的关系, 它激发体验者去试图把握建筑的整体性, 从而更有机会让人认识到蕴含于空间中因“人”而异的“结构秩序”。

作为南广高铁、广西沿海城际铁路与柳南城际铁路的交汇点, 南宁东站是广西壮族自治区重要的特大型综合交通枢纽, 同时也是一座高度现代化的铁路客运特等站。站房位于南宁市青秀区凤岭北路, 主体高48.25m, 长415m, 宽186m, 站房内建筑面积约12万m², 站场规模为13站台、24站台面、30线。

南宁东站建筑造型以“南国大门、崛起绿城”为设计创意, 坡屋顶多重檐层层抬起, 中央高耸, 屋顶轮廓线向中央汇聚, 入口两侧巨柱饱满敦实, 支撑中央屋顶, 打造出“中国南大门”的形象。考虑到南宁多雨湿热的地域气候, 我们将水平檐口结合两翼柱廊营造出丰富的室外灰空间。十二根立柱象征着广西壮、汉、苗、瑶、侗、仫佬族等十二个世居民族, 立柱顶部枝桠伸展、相互搭接, 连成整体。屋顶如大树冠, 枝繁叶茂的整体姿态既展现出团结互助、众木成林的多民族和谐, 又充分体现了南宁“绿城”的生态特色。屋面和柱廊的菱形纹饰来源于壮族特色织锦, 富有民族特色元素和地域时代特征。

南宁东站

业主:南宁铁路局

建设地点:广西省南宁市青秀区

建筑设计:中信建筑设计研究总院有限公司

项目负责人:汤群、高安亭、刘晶

设计团队:杨坤、桂勇、汪一、董争俊、邱剑、李红萍、王劲草、吴军、昌爱文、谢丽萍、喻辉、李蔚

总建筑面积:119 942m² (站房面积)

设计时间:2010.04~2013.08

建成时间:2014.11

摄影:章鱼摄影工作室

在结构体系上, 南宁东站是线上式高架候车的大型桥建合一铁路站房, 到发线桥梁结构采用“普通混凝土框架+现浇混凝土板”的结构体系, 高架候车层采用双向预应力混凝土框架梁, 对应于正线桥的位置设置两道结构缝, 有效降低了结构的温度作用。站房屋盖采用钢管混凝土柱支撑的管桁架与网架的复合结构体系, 在不采光的屋面部分采用普通网架单元, 造价经济、合理。在中央大厅和两侧进站广厅顶部, 由于天窗分布密集、面积较大, 结构抽取了该区域的网架单元, 以符合屋面起伏形态的折形管桁架支撑室内的大跨度空间, 在达到预期室内空间效果的基础上, 严格控制了结构的经济成本。

屋面天窗采用由上弦钢梁、撑杆、下弦张拉索构成的张弦梁结构, 面板采用30mm厚聚碳酸酯U形中空板, 以减少阳光直射。倒梯形的天窗截面开口让不同角度的光线能更多地进入室内。电动控制的遮阳帘可有效避免阳光直射, 均匀布置高低区两级天窗, 结合进站广厅通透的玻璃幕墙, 实现高架候车厅大空间的自然采光全覆盖, 节约车站运营能耗。

作为特大型综合交通枢纽, 项目工程设计涵盖众多专业, 仅站房部分就有建筑、结构、给排水及消防、建筑电气、采暖通风与空气调节、节能环保、装饰、幕墙、屋面、标识、泛光照明、配套市政、商业开发、项目投资控制与管理等诸多专项。不仅仅是结构成就了建筑之美, 更是一体化的设计理念、协同的工作方式最终成就了建筑之美。

在建筑与结构相互“折腾”的岁月里, 为了找到共同交流的语言, 建筑师需要培养一系列结构素养:能与日常经验相通、用清晰的语言描述概念、掌握与判断宏观的结构体系、培养“以直观为基础的力学意识”等。结构工程师们也要培养一系列建筑素养:创造性的整体思维、基于美学的判断力、离开惯性安全区的勇气、在多重语境制约下获得最优解的能力等。这些知易行难, 唯有砥砺前进, 才有可能把我们的坐标成功定位到结构大师的四象限谱系之中。