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1、王其鈞:生態(tài)建筑與仿生建筑(下) 仿生建筑大自然是人類生存的場所,也是人類知識的重要來源。從人類最初的木結(jié)構(gòu)棚屋,到當(dāng)代的摩天樓和航天飛機(jī),自然界一直是人類獲取各種資源和能量的補(bǔ)給所。自然與建筑的聯(lián)系更是有著深遠(yuǎn)的歷史。在古典建筑中,除了建筑材料全都來源于自然以外,建筑中還要設(shè)置大量從自然界中提取而來的裝飾圖案。從古埃及時(shí)期各式各樣的紙莎草,到古羅馬時(shí)期標(biāo)志性的苕茛葉;從文藝復(fù)興嚴(yán)謹(jǐn)?shù)幕y裝飾,到巴洛克時(shí)期那些靈動而抽象的圖案,無一不追求自然與建筑的和諧。但對于絕大多數(shù)現(xiàn)代建筑來說,除了獲得與自然相協(xié)調(diào)的關(guān)系,以及采用自然建筑材料以外,似乎很難讓人們與大自然聯(lián)系到一起,無論是現(xiàn)代建筑簡潔、理性2、的結(jié)構(gòu)還是建筑那“鋼筋鐵骨”、玻璃外皮的形象,都帶有強(qiáng)烈的人造意味。雖然如此,建筑與自然形象的天然聯(lián)系從現(xiàn)代建筑萌芽時(shí)期就從來沒有中斷過,只是在不同的時(shí)期有不同的表現(xiàn),有時(shí)以更加抽象、概括和含蓄的方式出現(xiàn)。在一個(gè)世紀(jì)之前的西方社會影響深入的工藝美術(shù)運(yùn)動、新藝術(shù)運(yùn)動等針對工業(yè)品與建筑設(shè)計(jì)活動展開的一系列藝術(shù)運(yùn)動,都以主張回復(fù)自然形態(tài)為主要宗旨。只是在建筑中,這種對自然形態(tài)的模仿和表現(xiàn)大多體現(xiàn)在了細(xì)部的裝飾上。 以早期的有機(jī)建筑風(fēng)格(OrganicArchitecture)為代表,隨著現(xiàn)代建筑的迅速發(fā)展以及建筑結(jié)構(gòu)和技術(shù)的改進(jìn),尤其在能源問題出現(xiàn)之后,人們又重新開始研究自然形態(tài)與現(xiàn)代建筑形象之間相3、結(jié)合的問題。從沙里寧(EeroSaarinen)設(shè)計(jì)的具像鳥形候機(jī)樓、鯨魚形冰球場,到夏隆(HansScharoun)用抽象有機(jī)線條設(shè)計(jì)的音樂廳,這些作品都直接表現(xiàn)了來源于自然界的生動形象。而這些建筑的形象,不管是逼真地模仿還是抽象地表現(xiàn),都能夠讓人們很容易聯(lián)想到自然界與之相對應(yīng)的 形象。就像文藝復(fù)興時(shí)期達(dá)?芬奇和帕拉第奧等,許多大師級人物發(fā)現(xiàn)的新比例關(guān)系那樣,在當(dāng)代精密的計(jì)算機(jī)運(yùn)算出的各種復(fù)雜的比例關(guān)系,很多早已經(jīng)蘊(yùn)含在自然界當(dāng)中。人們仿照魚的比例建成了流線型的抗阻建筑,仿照蜂巢的結(jié)構(gòu)做出了供航天飛機(jī)使用的超輕高強(qiáng)度材料。事實(shí)上,許多科學(xué)技術(shù)上的進(jìn)步都與人們對自然界不斷深入地了解有關(guān)。建筑界4、也有一些建筑師走上了專業(yè)的模仿自然生物形象設(shè)計(jì)建筑的道路上來,由此誕生了一種新的建筑類型仿生建筑(BionicArchitecture)。美國建筑師尤金?崔(EugeneTsui)就是一位專門設(shè)計(jì)仿生建筑的建筑師,他用一些簡單和普通的建筑材料,靠模仿動物具有的一些優(yōu)良結(jié)構(gòu)和富于表現(xiàn)力的外形,創(chuàng)造出了各式各樣既實(shí)用又新奇的建筑形式。2001年,崔在他的故鄉(xiāng)美國加利福尼亞州設(shè)計(jì)了一組為培養(yǎng)旋水按摩人才的國際性學(xué)院。由于教學(xué)的需要,建筑與水池緊密相連。這座建筑體的結(jié)構(gòu)和用料都非常簡單。首先是用混凝土砌筑不規(guī)則弧線形的基座,這些基座在水池的映襯下猶如曲折蜿蜒的堤岸。基座上的建筑采用圓球形式,這是一種經(jīng)5、典的省材又得到最大使用空間的幾何圖形。支撐圓球的是天然的木結(jié)構(gòu),而球形結(jié)構(gòu)表面則用混凝土與一種特殊的乙稀類材料混合后覆蓋而成。用這種材料覆蓋后的建筑表面沒有做過多的粉飾,而是直接裸露著粗糙的墻面,但圍繞這些球體卻做了一些連續(xù)而突起的曲線,使建筑更具有生命體的特征。這種建筑不僅省時(shí)省料,制作簡單,而且非常實(shí)用。相比起那些大體積的建筑來說,造價(jià)相當(dāng)?shù)土?這也是崔設(shè)計(jì)的仿生建筑的另一大特點(diǎn)。早年,在崔所設(shè)計(jì)的一座小住宅的加建項(xiàng)目中,他更是大膽地使用了一些天然材料。由于住宅背靠一座小山,因此加建的一層就像是一個(gè)地下洞穴,顛覆了傳統(tǒng)建筑的形象,用混凝土的基座與鋼鐵架分隔的高窗圍合而成。窗框全都使用木材,6、并且整個(gè)建筑沒有基座和屋頂?shù)男蜗蟆３嗽诨炷?基座外嵌入一層當(dāng)?shù)氐氖瘔K以外,建筑頂部還特別設(shè)置了一個(gè)蜻蜓形式的遮陽棚。這個(gè)遮陽棚利用鋼索懸挑兩翼,可以隨需要拉起或放下,從遠(yuǎn)處看去,就像是一只巨大蜻蜒落在上面。這種仿照動物形態(tài)建造的小建筑,大多因其單一的使用性而對建筑面貌的形式要求比較自由,而這些用石材、木材和混凝土、塑料等材料建成建筑較低的維護(hù)費(fèi)用也是吸引人們的因素之一。在追求個(gè)性化和獨(dú)特性的今天,這種建筑開始受到人們的喜愛。隨著這種模仿生物體形式的建筑越來越受到人們的歡迎,建筑師開始把它們應(yīng)用到稍大型的建筑項(xiàng)目中。無論業(yè)主還是用戶,似乎也都很樂意接受通過獨(dú)特的建筑形象來彰顯企業(yè)形象和特色的7、這種安排,因此仿生建筑得以不斷發(fā)展壯大。與環(huán)境形態(tài)結(jié)合的建筑最初人們大多認(rèn)為,當(dāng)仿生形式的建筑位于郊外或自然環(huán)境中時(shí),由于不受周圍建筑的限制,不僅可以使建筑本身的造型更加自由,還可以顯示出一種與城市建筑完全相反,卻與自然環(huán)境相契合的張揚(yáng)、蓬勃的生命力來。來自日本的建筑師葉祥榮(ShoeiYoh),是一位注意探求現(xiàn)代建筑自然性的建筑師,他在日本福岡地區(qū)茂密的叢林中設(shè)計(jì)了這樣一座活動中心建筑。這座小型的活動中心建筑中使用了竹子、木材、鋼鐵構(gòu)架、混凝土、玻璃等建筑材料,讓人們看到了現(xiàn)代材料的傳統(tǒng)氣息和傳統(tǒng)建筑材料的現(xiàn)代氣息。整個(gè)活動中心是一個(gè)不規(guī)則倒椎形建筑,像一朵倒扣的花朵,又像是八爪魚一類的海生8、物立在平坦的草坪上,在它后面,還有一條向外延伸出的建筑部分,像一條拖后的尾巴,又像一只巨大的觸角。 建筑內(nèi)部的結(jié)構(gòu)實(shí)際上非常規(guī)整。因?yàn)殡m然整個(gè)建筑的形態(tài)極不規(guī)則和充滿變化,但支撐屋頂和主體建筑的卻是規(guī)則的網(wǎng)格形結(jié)構(gòu)。而且這個(gè)網(wǎng)格形結(jié)構(gòu)都由自然生長的竹子編成,編好后的竹子結(jié)構(gòu)上面用混凝土澆注成薄殼體,并涂以防護(hù)材料,整個(gè)屋頂系統(tǒng)就全部完成。雖然整個(gè)屋頂僅靠薄殼屋頂不足以獲得堅(jiān)固的支 撐,但由于將建筑底部圍繞的金屬支柱系統(tǒng)巧妙地設(shè)置在建筑邊緣的皺褶處,所以這部分結(jié)構(gòu)被很好地隱藏了起來。在主體建筑內(nèi)外,人們看到的都只是纖弱竹網(wǎng)外包裹的混凝土薄殼屋頂,十分獨(dú)特。仿生建筑具有優(yōu)美又獨(dú)特的建筑形象,因此除9、了用于興建一些小型建筑之外,人們也一直在探索將其與都市建筑、大型建筑類型相結(jié)合的出路。在這方面,日本建筑師伊豐東雄(Toyolto),就是通過現(xiàn)代高科技手段的輔助,來實(shí)現(xiàn)對自然界簡單生物形象的模仿的。2004年,伊東豐雄在日本東京表參道地區(qū)設(shè)計(jì)的大樓,是一座位于東京最繁華商業(yè)城區(qū)的高層建筑。受到基址的限制,建筑平面呈“L”形,將容納商業(yè)、辦公、會議等多項(xiàng)功能于一身。并且,作為永久性建筑項(xiàng)目,該建筑還要達(dá)到足夠的堅(jiān)固性。 由于大樓本身是一座商業(yè)建筑,因此要想在繁榮的商業(yè)建筑聚集區(qū)引人矚目,以最大限度地達(dá)到招攬顧客的目的,就要賦予建筑獨(dú)特的建筑面貌。同許多繁榮的國際大都市的商業(yè)區(qū)一樣,表參道地區(qū)云10、集了大量的商業(yè)建筑,而且各個(gè)店家都極盡所能地求新、求異,以便在琳瑯滿目的商業(yè)背景下突出自己。因此本地區(qū)傳統(tǒng)多樣化的結(jié)果是沒有了傳統(tǒng)。為此伊東豐雄回到本街區(qū)的自然周邊環(huán)境氛圍中,將道路兩邊郁郁蔥蔥的樺樹作為新建筑的外觀形象。這個(gè)建筑的形象來源其實(shí)很簡單,設(shè)計(jì)師將茂密的樺樹林復(fù)寫在一張矩形的紙條上,再將這個(gè)紙條折疊成“L”形的紙筒,整個(gè)建筑也就呈現(xiàn)在人們眼前了。但在實(shí)際建設(shè)中,要想既保持樹的形象,又保證建筑受力結(jié)構(gòu)的合理性,卻不是那么容易的事情。因此在整個(gè)建筑的設(shè)計(jì)過程中,全程引用計(jì)算機(jī)模擬建筑各部分結(jié)構(gòu)的受力情況,再通過對細(xì)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷調(diào)整,才得到了最終的建筑形象。建筑真正的結(jié)構(gòu)部分反而相對簡11、單,通過計(jì)算機(jī)指示的科學(xué)結(jié)構(gòu)構(gòu)造,建筑表面縱橫的“樹枝”采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建造。在鋪滿建筑表面的枝杈中,既有真正的承重結(jié)構(gòu),也 有為增加表現(xiàn)力而增加的裝飾部分,但這兩部分完全融匯在了一起。底部粗壯的樹干部分為高敞的商業(yè)層提供足夠的支撐力,而上部較細(xì)的枝杈則是規(guī)整的辦公空間。樹杈間的空隙大部分都采用玻璃幕墻形式,但也有一小部分采用了鋁板。 無論黑夜還是白天,這座充滿自然氣息的建筑都比旁邊高科技含量十足的玻璃盒子式建筑顯得更加玲瓏通透,而特殊的造型所帶來的人們的極大關(guān)注,也滿足了商業(yè)建筑的要求。在這里,現(xiàn)代主義整齊的框架結(jié)構(gòu)成為一種老套的傳統(tǒng),建筑師真正用自然形態(tài)所具有的特殊力學(xué)結(jié)構(gòu)與現(xiàn)代建筑材料12、相結(jié)合,產(chǎn)生出了具有生命動態(tài)的建筑。高科技的仿生建筑如同現(xiàn)代主義早期小沙里寧所做的那樣,將現(xiàn)代建筑中應(yīng)用最普通的材料,與高科技(HighTech)建造技術(shù)以及獨(dú)特的仿生建筑形象相結(jié)合,創(chuàng)造適用更廣泛的動人建筑形象,成為當(dāng)代建筑積極探索的方向。而像卡拉塔瓦(SantiagoCalatrava)、格雷姆肖(NicholasGrimshaw)這樣身兼結(jié)構(gòu)工程師與建筑師雙重身份的人,則為賦予鋼鐵建筑新形象做出了杰出貢獻(xiàn)。英國的建筑師尼古拉斯?格雷姆肖,是一位擅長運(yùn)用鋼鐵結(jié)構(gòu)和玻璃、鋁等材料創(chuàng)造驚人建筑形象的建筑師。他雖然常被人們歸為高技派建筑師一類,但在他的設(shè)計(jì)中不僅體現(xiàn)出對高科技結(jié)構(gòu)的關(guān)注,還體現(xiàn)出對建筑本身在情感表達(dá)方面的高度關(guān)注。1998年,格雷姆肖在德國柏林設(shè)計(jì)的一個(gè)工商協(xié)會建筑中,使用了15組半橢圓形弧線的鋼架拱結(jié)構(gòu)并列組合,作為內(nèi)部辦公空間的主要承重框架。這種新的外墻結(jié)構(gòu)支撐著內(nèi)部的辦公樓層,不僅使內(nèi)部空間的分隔更加自由,也讓這座建筑呈現(xiàn)出如同穿山甲類動物一樣的形象。極具生命體態(tài)的巨大辦公樓,在方方正正的現(xiàn)代高層建筑群中顯得極為特殊。雖然新辦公樓的使用功能和內(nèi)部空間設(shè)置與一般的現(xiàn)代辦公建筑并無本質(zhì)差異,但它不僅為現(xiàn)代都市增添了新奇的景觀,也為人們營造了一個(gè)趣味十足的工作空間。當(dāng)然,