【AT观点】抽象与真实之间——以哈佛设计课题为例谈正交胶合木的教学探索
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实践与教学
1927年，格罗皮乌斯从伦敦来到波士顿，将现代主义包豪斯教学体系从德国魏玛包豪斯带到哈佛大学设计研究生院（简称GSD），促成了哈佛建筑的现代教育转型。传统的布扎体系注重人文和历史，而包豪斯则注重工艺、技术、材料，强调设计与生产实践、建筑与制造之间的联系。
钢、混凝土、玻璃这些“新材料”“新技术”催生了现代建筑的革命。在《新建筑与包豪斯》中，格罗皮乌斯写道：“我们已经受够了，并且需要摆脱历史风格的任意复制。从反复无常的建筑随想到结构逻辑的指示，我们学会了以清晰明了的形式寻求我们时代生活的具体表达……我痴迷于这样一种信念，即现代建筑技术在建筑中的表达是不可否认的，而这种表达要求使用前所未有的形式。”
虽然时至今日在大众媒体的眼中，“包豪斯”一词已成为了某种固定风格的代名词，但在创始之初，格罗皮乌斯主张的并非是某种固定的形式，而是用新的形式对所处时代的精神和技术进行表达。这种关注当下时代、关注教学与实践相结合的精神，至今仍影响着GSD。
1.1 实践的流行
在欧美建筑市场，木结构一直是十分主流的住宅结构形式。CLT最早在1990年初在奥地利发源，到2000年前后这项技术在欧洲得到更广泛的应用，尤其多用于公寓楼和独栋住宅的建造。2015年，CLT木结构建筑被引入国际建筑规范。2020年，加拿大建筑规范开始允许建造最高达12层的木结构建筑。2021年的《国际建筑规范》将重型木结构的最大允许高度增加到18层。
建筑规范的更新反映了当下实践流行的材料、结构、形式。从建筑师、规划师到环保主义者，不同群体从不同的视角都看到了CLT的优势和潜能。从技术角度，CLT预制化的装配模式使其可以实现快速高效的建造，并减少现场人工的使用，更好地满足现代加工工艺和智能建造的要求。从环保角度，混凝土是当下碳排放量最大的单一产业。而CLT在建造高层建筑时并不需要额外的混凝土或钢结构，可以有效减少碳排放。
因此CLT也被视作未来混凝土的替代品，能有力地推动能源可持续性。从审美角度，无论是室内设计还是工业设计，许多当代设计都追求“原始（raw）”的质感。木材天然纹理显现的温暖色泽，以及同时作为结构和材料的双重属性表达，使得木材高度契合着当代生活方式与设计理念。
从概念设计的角度，CLT的结构材料属性使其可适应多种空间结构类型，既可作为“从柱到梁”的线性框架体系，又可作为“从柱到板”或者“从板到板”的平面化结构形式从而消解梁的存在，创造更灵活的空间和平面。CLT的适应性和通用性给予了建筑设计更多的自由度，这也是其成为当下建筑实践和学术教育新宠的重要原因。
1.2 “概念-空间-结构”一体的设计教学
作为设计研究生院，GSD大部分学生在二年级以后的设计课不再有明确的限制，可以在满足学分的情况下自由选择option studio（公选设计课）中的课程。在一个studio中可能有来自建筑、城市设计、景观等多个专业的学生，这不仅能促进各学科的交叉，给课程提供更多的切入角度，同时能让学生更早地适应在未来实践场景中多学科合作的模式。设计课通常由10~12名学生和1~2位教师组成，为期16周，每周进行两次教学。
居住作为最基本的建筑功能，始终受到学院教学的关注。特别是在疫情时代以后，居家办公的流行更丰富了居住的内涵和模式。在2018—2022年期间，GSD建筑系开设的约100门option studio中，有近三成是与居住、住宅相关的课程。
CLT结构在北美住宅设计实践中的流行，自然也激起了学院设计课中越来越多的教学和研讨。如Jennifer Bonner的2020年春季学期studio，就将CLT作为整个设计课的主题，进行了专门的探索。但在大多数studio中，例如Jeannette Kuo和Christopher Lee等教授的课程，CLT更多的是被作为一种必选或可选的结构选型，被加入到学生作业的深化设计部分中，进行“概念-空间-结构”一体化的设计教学。
在与CLT相关的课程中，两位笔者有幸分别参与了Christopher Lee2021年和2022年春季的居住studio。作为实践与教学并重的建筑师，Christopher Lee以往在GSD开设的课程都关注大尺度的城市设计，在2021和2022年两届设计课中，Chris延续了对建筑城市性的关注，但加入了对CLT木结构的讨论并着眼于更小的住宅建筑尺度。
两届的设计课题目分别为“Mid town，Mid door，Mid rise”和“Tall, Lean, In-between”，三个词分别对应“城市-结构-空间”，可见课程并非是以某一单独角度出发，而是着重讨论三者的融合和创新。Christopher Lee两届的设计课教学大纲上采用了相似的结构：
（1） 第一部分由对经典居住设计案例的学习导入，精选的12个案例在空间组织、材料结构等不同方面均有教学启发的意义，同时其中一些项目在材料结构的选择上（如木结构）也隐含着对气候变化的挑战。学生需要提炼案例的Deep Structure of Type（DSoT）即“深层结构”（并非指技术上的结构体系，而是简化后的空间架构内涵），并进行类型化的研究，包括图底关系、功能流线、空间层级、材料表达和结构组织等。案例分析的内容会直接引导之后设计的概念方向。
▲基于 Aldo Rossi Gallaratese 住宅深层结构的探讨
©曾兰淳、陈思卉
（2）第二部分是由学生基于案例分析中的类型学研究，提出自己的基本居住单元设计类型（Typicalunitplan）来诠释对设计课主题要求的理解，某种程度上是提出一种原型（“深层结构”）并将其发展为可适应场地等外界条件的空间系统。同时，学生需要将混凝土与CLT结构结合运用到自己的单元类型和空间系统中，辅助设计的深化。
（3）第三部分的设计深化中，学生需要综合从城市视野到建筑细部，从体块体量到房间单元，从平面组织到立面呈现等各方面的设计考量，表达设计项目的完整性。
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设计的探索
在Christopher Lee 2022春季的设计课程“Tall, Lean, In-between”中，主题之一的“Lean”主要是指通过精益化建筑结构来实现住宅设计尤其是高层住宅中低碳建筑的潜力。课程要求学生应用混合结构体系，以钢或混凝土框架结构为主，辅以CLT木结构。这种混合结构可为住宅设计提供空间灵活性和可逆性，以适应后疫情时期处于动态变化中的居住与办公的生活方式。
在此设计课程中，笔者的设计主要探讨一种“Room to room”的空间系统，即房间与房间既独立又互相连接，消除了走廊的存在，激发了房间之间的联系。这种系统在不变的结构体系中产生多种可变的布局和功能置换，满足了居住者对空间布置的灵活性和功能可适应性的需求。设计应用混凝土与CLT结合的结构形式，不变的混凝土结构与带来可变性的CLT，使得对空间连接性和适应性的表达更为完整。
典型的“Room to room”在空间结构布置上会预先由梁、板、柱或墙所形成的框架来定义，房间的连续性受限于这种线性的框架体系。房间在平面上是连续的，但在视觉上仍是独立的、分离的、隔阂的，或只是单一线性方向的延展，如梁的存在限定了门框，也在视觉上明确分隔了两个房间。
传统的砖石建筑很好地创造了房间的领域感和归属感，但缺失了空间的灵活与交流。柯布西耶、密斯·凡·德罗的流动平面强调了空间的流动与开放，但相对来说也带来了不安全感与不安定感（如范斯沃斯住宅所带来的争议）。
从某种程度上来说，当代居住空间既需要带给人包裹感，又需要满足视觉和感受上的流动与连通。当CLT承担楼板的角色时，可以提供消解梁的存在的机会，在保留“Room to room”领域感的同时，材料在平面上的连续性加强了房间之间在视觉上的联系，也在不同方向上延伸了空间的围合效果。
在整个空间组织架构上，由统一模数的承重墙构成的“Poche”（墙体及其完形的空白）作为支撑结构的同时，也承担着服务性空间的角色（卫生间、厨房、衣柜、储藏间等）。格网的交点处是由“Poche”的短边围合定义的八边形过渡空间，作为联系所有房间的纽带。“Poche”在空间中表现为混凝土的实体体量，其余空间由CLT或同一材料效果的完成面包裹，实现了空间的分隔和连续。CLT这一具有平面属性的材料结构实现了从“面”到“体”的空间表达。
▲Poche 作为空间结构的原型 ©李志宇、庞子锐
设计中竖向的固定结构由混凝土来定义，横向的延展平面由CLT来定义。没有了线性的结构和细部，充满“面”和“体”的空间变得“抽象化”，房间与房间在视觉上的“同质化”也消除了对功能和使用方式的预定义，暗示出空间结构的扁平化和潜在的可变性。例如，平面内房间之间功能的交换、房间的合并与分隔，以及CLT楼板的可替换，带来了剖面关系的变化等。
▲消解了线性元素，由体和面构成的空间 ©李志宇、庞子锐
2.2 抽象概念到真实建造的媒介
“点线面”作为基本元素进行的平面构成训练，几乎是所有设计系学生必经的入门基础练习。与“点线面”的概念类似，Francis D.K. Ching在《建筑：形式、空间和秩序》中将建筑中的形式要素抽象为杆件（stick）、板片（slab）、盒子（block）三种。许多建筑学院的课程也以此为基础，让学生用单一的元素进行空间操作练习，作为对空间形式启蒙的教学。
然而，与平面设计不同，建筑不能仅依靠“形式”存在，其物理本质决定了结构的不可或缺。对于杆、线，可以轻松地找到与之对应的结构元素，然而对于由块面构成的空间，却往往需要将面再转化为线性的梁、板、柱来考虑，这种形式到结构的转换打破了原有纯粹的设计语汇和思考方式。
CLT作为结构材料的出现，弥补了“面”这一抽象元素与现实结构之间媒介的空缺。作为“面”状的结构材料，以往结构中“柱”和“梁”这类熟悉的线性元素被消解，由此，CLT构成的空间与生俱来获得了一种日常的陌生感，或者说熟悉的抽象性。比如在Jennifer Bonner的住宅Haus Gables中，CLT构成墙、地面、屋顶，在室内获得了一种面的纯粹。
▲Haus Gables © www.jenniferbonner.com
墙与屋面的交接不再有梁的存在，而是像两个纸片一样仅仅通过一条线交接在一起。“梁”这一默认存在的空间元素的消失，使得空间获得了一种模型般的抽象感，这也让屋顶获得解放，让地、墙、顶也同时获得了空间秩序上的消解和同质性。
▲Barretts Grove © www.archdaily.com
在Christopher Lee 2021秋季的设计课程“Mid town，Mid door，Mid rise”的studio中，笔者也试图对CLT作为面的材料这一特性做进一步探索。当代地产开发的逻辑习惯将人们的住所用“几室几厅”的概念来定义，试图赋予每一个格子明确的功能定位，以显示户型的经济、集约、无浪费。然而在疫情背景下居家办公和灵活工作模式的流行，人们对空间有了更多灵活性、暧昧性的需求。“不被明确定义的空间”不仅赋予了一种使用上的灵活，更营造了一种意识上非必需的“奢华感”。
在传统线性的框架结构系统中，面总是被框架所打断。结构的框架定义了空间秩序，虽然墙体划分是自由的，但空间也总是存在着某种明确框架网格的暗示。阿尔多·罗西（Aldo Rossi）在加拉拉特西公寓（Gallaratese）设计中，通过巨型墙体带来尺度的异化，模糊了结构网格下的明确秩序，消解了走廊和房间的定义，将公共性引入首层空间。
在笔者的设计中，CLT将结构从明确的框架中解放出来，在没有了梁的秩序化束缚后，概念上的天花成为一个无秩序的、平整的面“无限延伸”，跳出框架给平面空间带来了新的解放。平面不再以房间功能属性来定义，通过对温度、光线、私密性的需求重构，一个个生活的片段被重新排列在平面中。使用者可以根据不同时期的需求，通过隐藏在壁橱中的隔断灵活地纵向划分空间。
2.3 材料表现与尺度表达
正如前文所述，居住空间中木的质感引领着一种审美。CLT兼具结构选型和材料表达，其纹理和色彩本身具有天然的装饰作用，达到了去装饰化的效果。在与CLT营造的空间有较远距离时，人能感知到立面或平面上整体的、无线延伸的木色；当身处室内空间靠近材料表面时，木的不规则纹理被展示出来，充满了自然和个性化的表现。此外，CLT由奇数层板正交叠加胶合而成，因此暴露在外的上表面和下表面纹理总是保持同一方向，可以说在纹理和尺寸上具有标准化的特征。
CLT强烈的自我形式表达会抽象化和模糊化视觉上的尺度感，即使是完整真实尺度的CLT建造也会给人一种模型化和卡通感的表现效果。具有足够密度和热性能的CLT可以用作承重外墙，可以允许较为灵活的开洞，平面可以延展为楼板或折叠为屋面。就承受不同方向的荷载或承担不同角色的空间构件来说，CLT具有很强的适应性，无论从立面到室内，还是从水平到垂直，可以适用于空间各个维度。
例如Chicago Horizon这一项目中，水平厚板与竖直承重片柱的尺寸和比例加上统一的材料，产生了一种模型般的尺度和质感。在重视实体模型表现的学校教学中，CLT在尺度表达方面的特点与之相辅相成。
▲Chicago Horizon © www.divisare.com
在Jennifer Bonner的设计课程“Mass Timber and the Scandivanian Effect”中，学生们从不同角度挖掘CLT材料表现的多样性、灵活性和可持续性等。例如，利用CLT面板分层的特性来创造不同的墙体结构类型（Benson Chien，March’21），通过增减部分CLT坯料的层数来产生孔洞或雕刻图案，创造三维空间和二维装饰的层次；利用CLT的延展性让材料不局限于平面的表现，塑造出扇形的曲线屋面（Anna Kaertner, March’ 21），在不增加工作量和工艺负担的同时提供更多的形式可能；利用CLT的可替换性搭建出塔楼骨骼和机械机制，可以产生无穷尽的墙壁和楼板组装方式（Anna Goga, March’ 20），创造一种运用CLT面板的三维定制系统。
与之类似的实践，如BIG和Heatherwick工作室设计的谷歌在伦敦国王十字的欧洲总部项目具有欧洲最大的CLT楼板，且在建筑寿命周期内可以移除或替换。前述设计课程拓展了学生对材料的认知边界，探索新材料、新技术的可能性不一定能够带来更完善的设计，但可以更加发散想象力。
▲Google HQ © BIG & Heatherwick
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结语
CLT作为一种概念化的结构材料，既有纸张一样的轻薄质感又能生成粗野的体块，既可以被折叠又可以承受较大的荷载，既适合实验性的概念设计又可以确保技术性的精确度。这种兼具面的轻薄感和块的厚重感的特性，可以创造出意想不到的空间尺度和形式效果。作为概念与实践之间的媒介，给设计教学带来新的探索的可能。
在设计教学中，我们常常强调教学与实践的结合、空间与结构的融合、概念与建构的衔接，然而现实的情况往往不尽如人意。CLT作为一种具有概念化属性的结构材料，给予了我们重新定义如何将设计与建造结合的可能。在GSD的studio教学中，不仅探讨了CLT的物理性质与文化内核，也探索了建筑与空间结构在设计上的潜能，以及如何定义未来的建筑空间与生活方式。
[3]Lee C C M. Essential Plans[M]//Kara H,Bonner J. Blank: Speculations on CLT.San Francisco: Applied Research & Design, 2022.
作者简介
曾兰淳Gensler（上海）建筑师。李志宇Gensler （洛杉矶）建筑师。本文刊登于《建筑技艺》杂志
2022年12月刊
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