史上最强“机械理工”建筑生|发射火箭后又在美国大桥上建无敌江景旅馆
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嗨喽大家好！本期我们又迎来了老朋友，来自华盛顿圣路易斯的庄泰立为大家展示其本科另外一个震撼人心的设计作品——在美国老石链桥上设计建造游客旅馆。相信看过之前文章《出国读建筑，本科一年级的我却学会了造火箭！》的读者对于庄泰立并不陌生，他无比强悍的学习研究能力，以及极强的“机械理工”思维与动手能力使其完成了众多匪夷所思的“研究性”设计创造作品，大一时候就完成了从动物仿生学的研究、空气动力学、机械制造工艺到性能与美学结合的设计、飞行器发射，对于正常的建筑系大一学生而言简直是令人发指的不可思议的学习与成就。
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本期庄泰立又会为大家展示如何从一个研究性设计——研究如何用水作画寻找形式灵感，再到以箱制屋，探究集装式建筑的空间与建造可能性，最后精准测绘老石链桥并将设计与场地模型相结合从而通过研究与模型推敲完成整个项目的设计。
不得不说西方的研究性设计是国内建筑学教育目前最缺乏的环节，我们目前仍处于目的导向性设计教学，从场地和任务书根据老师的提示多快好省地实现一个还算不错有新意的建筑成果，但是国外更希望培养学生同学多学科的自主学习与研究，挖掘建筑还能如何设计，未来他们还能演变成什么形式和什么体系，老师与课程并不会告诉你这么探究会得到什么结果，而成果的好坏也不仅仅取决于方案造型是否美观，而更注重整个设计推导的逻辑性与价值性。
下面就先上小编的膝盖，为大家展示庄泰立同学又一次逆天的设计作品！
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二零一八年的秋天即将到来，在八月的末尾我重新走进了死丢丢（Studio）。一切似乎也没有改变太多，除了四周更多的草地已经消失不见，被那建筑群附近的学院改建工地吞没的精光不剩。已经成为大三的我们即将迎来WashU（华盛顿圣路易斯大学）史上最经典，也是我们最后的——core死丢丢！
窗外的工地
课程编号311，外号”桥”。
我们的coordinator是老熟人：Kelley Van Dyck Murphy
曾经在之前的死丢丢已经作为讲师教过我们，所以大家都不陌生。Kelley是亚欧混血，全名里带着一串帅气的荷兰族名，好似哪个艺术历史里学到过的文艺复兴大画家。Kelley教“桥”死丢丢大概七八年了，今年也会是最后一届，我们即是这个死丢丢的谢幕曲。本次分到我的老师是Bruce Lindsey，前建院校长，在干了十多年后现退居二线来教本科生。
死丢丢的结构分为两大部分——灵感环节和建筑环节，而灵感环节分为两个小的设计训练。WashU本科惯用的教课手段就是先有练习，再有设计。
Part 1 以水作画：第一个训练是设计出一个利用水来作画的机器。（两周）
Part 2 以箱制屋：第二个训练是建造出一个很小面积的生活空间。（两周）
Part 3 以桥为居：两个训练之后再进行最主要的设计项目——在一座上个世纪的铁桥上设计小型旅馆。这一系列的训练和项目都将互相有所联系，互相启发。（剩下整个学期）
我对Kelley的课表是这么理解的:
首先通过设计用水做画机器来进行绘画，从而引导我们启发造型或者布局上的灵感；再用下一个面积小的生活空间设计训练来让我们思考如何在限制下把该有的功能区全部合理的塞在一起。在一起两个训练让我们开拓造型上的思维但又有紧密的建筑逻辑，从而设计出一个好的旅馆设计。
Part
1
以水作画
通过一系列尝试，设计出一个仪器或者一个过程，从而能够利用水创作出一幅 “Drawing”
——目标
这个课题不是什么新鲜事物，全世界不同的建院估计都有类似这种的练习。最普遍的入手方式是用水彩或者水墨去非常literal的制造画。
而我的入手思路则是想设计一个仪器去复制自然界某种水造成的现象，而不是人为的去画水墨画。于是在油管上我找到了一个MIT对波浪对沙丘的影响的研究：研究表明在不同波长的波浪下河沙会形成不同密度的波纹。
我寻思：可不可以创造一个仪器，能够通过发生可控差异的波浪去产生不同斑马纹路？更进一步，或许有办法能够直观的把这个纹路记录下来，从而制成“drawing”。
在探索研究中我得知了一种所谓的“氰版照相法”，或称“蓝图晒印法”。在电子时代之前，建筑师用这种蓝色调的化学元素来复制自己手工绘制的方案图。这种有化学涂层的纸面会在紫外线直射下变蓝，从而让被遮住的部分留白。于是我从亚马逊和附近的绘画用具店获得了所需要的材料，就开始了机器设计。
9月10日：测验机器
我开始构思一种“沙纹打印机”，一个能制造沙纹，并就地打印出图的一体化机器。我绕着一个透明塑料盒制作了一个木框摇摆，整个水箱由四个摇摆臂悬挂于支架，连接轴为home depot购置的大号轴承。水箱底下为一个抽片架，内设卡槽共放置：1.测量网格抽片；2.遮阳抽片；3.氰纸抽片。摇摆机上装有角度尺，来帮使用者助制造特定的波长，在摇摆后透明玻璃砂会形成不同的纹路，从而形成不同的透光区域。抽开遮阳抽片，把仪器暴露在直射的日光下两分钟，一张沙纹蓝图便打印完成。
9月13日：砂纹打印机
最终版制作完成
打印机的分析图
不同的波长以及对应的砂纹图案
下方为纹路打印抽片，上方为collage
9月13日：第一次评图
Part
2
以箱制屋
限定主体为两个任意规格的集装箱，创造出一个小宅居。
——目标
在看到这个同样非常套路化的课题后，我想到了卡拉特瓦的一些平衡雕塑。不同于他的建筑，卡拉特瓦的雕塑反而更规整矩形：通过顶点和几条拉索，各种集合体块就能好似悬浮一样的叠立一处。
卡拉特瓦的雕塑
我设想了一个现代主义风格的树屋，集装箱体块大致保持不变，但是上下有个半层错位，形成有趣的连通空间。
9月21日
体块模型研究，体块之间用绳索保持悬挑
9月21日
平面与剖面细化设计
一箱在前，前面有一个大阳台悬吊于箱端的中央柱。前箱包含半公共空间，比如客厅，厨房，洗手间，直接连接到室外阳台，并接着入口。客厅朝向南面，或许可以搬把椅子在阳台上吹着风看落日。另一个体块悬挂于后，包含私人空间，比如卧室和书房。前箱的侧墙打开成落地窗，连通客厅和阳台的视线。厨房则为一条窄横窗，并在顶上也有一条，用来引入天光。两箱之间有一定的空隙，让人在室内感觉两个箱子是由自然分开，从前箱到后箱时好似先走进了室外自然又走进了室内。连接处因为半层高差有几节楼梯，这个“threshold”更加体现了两个空间的功能不同感。后箱的墙壁在两段打开成窗，并在卧室的最末端留出了一个小阳台。最东的屋顶稍微抬起，让更多的日光射入卧室。卧室朝东，每天醒来迎面初生的太阳，第一眼就是室外茂密的树林，也可在小阳台上呼吸下新鲜的空气，俯视下面的绿景。
完成3个初期方案练习模型，依次体块逐渐拔高于地面
9月31日
开始最终设计模型
平面上，我模仿了柯布的一个经典手法：在方柱网格中突然有一个圆柱。这个圆柱便是特殊的，结构上它连接钢索撑挂起了阳台和后箱。阳台上的挂杆居中于末端，并将钢索衍生至两端。两个箱室相对于1/2横向，1/2竖向。立面上，整体布局好似卡拉特瓦的平衡雕塑。在地面我挖了一个体型相当一个行李箱的坑，作为游泳池。悬挂的阳台下则有一个“沟通坑”（conversation pit）。上有遮阳，森林环绕，一系列地形改变形成一个促进户外活动的场所。
10月3日
测试悬挂箱体
10月4日
模型制作完毕
10月3日：Pin Up前夜
10月3日
小宅图纸手绘完毕，手绘轴测
手绘平面（细节）
10月4日：全家福
Part
3
以桥为居
Vol.1 实地测绘
基地地点为老石链桥（Old Chain of Rock Bridge)，利用桥体本身在其上设计出一个旅馆
——目标
老石链桥建于1929，九十年前，曾为闻名全美的66号公路一部分。在四十年后停止通车，这座桥如今是遍布密西西比河岸的越野单车路线的一部分。桥长1623米，分为十段桁架结构跨度。在靠近中间的位置有两节跨度形成了22度的折角。这座上个世纪的老桥遍布了柳钉和铁锈，而我们的首要任务是去测绘它。
10月1日：全体测绘
全班分成四组，每组分别细分测绘，然后交换验证互相数据的准确性。我们拍了大量的细节照片去记录钢梁如何互相叠加组建，并用T尺和激光测距仪记录了详细的数据。在第一次实地考察后，全班经过校对总结了需要重新合适的信息和数据。制表，然后再考察，最终我们得知了整座桥的具体结构规律，哪几段重复可以按照规则推导，以及具体的各单位尺寸。这是一项浩大的工程，我甚至可以断言我们年级是过往班级上测绘最详细的！
10月6日：第二次测绘
10月6日：第二次全体代表小队测绘手稿
第二次测绘搞清楚了大致的桥梁结构规律和细节尺寸
铁桥全貌
每个同学可以选择任意一段的桥作为自己的site，我们一边做不同尺寸的site模型，一边设计自己的旅馆。
老师的用意是在我们做桥模型时，我们可以从桥的结构上学习桥本身的构造语言，从而或许我们能从中学习，并慢慢被潜移默化的设计出尊重背景的旅馆建筑。
老师规定了3个依次向前的比例：1/16’ （1:192），1/8’（1:96)，1/4’(1:48)。我们通过制作不同的1/16桥模型来确定最终site意向。然后逐渐加大尺度去细化更多的设计。
在制作1/8’ 尺寸时桥模型的细节已经变得很具体。
10月11日：完成模型1
着重点为如何连接（水面），（河岸），（桥面），（桥顶）
10月12日：完成模型2
着重点为如何连接（水面），（河岸），（桥面），（桥顶）以及造型拓展
10月14日：完成模型3
拓展思路，被同学否决
10月16日：这两个1/16‘ 模型将确定最终思路
旅馆体块为倒三角型，卡入桥体中的几何空隙
（注意现在出现的桥下吊桥，这部分会在后期被淘汰）
这个时候发生了一件大事：一个研究生在激光切割室凌晨切硬纸板把机器点着了火，浓烟迅速把整个通风系统烧毁了！从此我们便再也用不来激光切割机，也意味着接下来的模型都必须手做。这是一件祸事，但也因祸得福般推进了我们年级总体的模型精准程度。
Vol.2 桥体学习（1/8 & 1/4）
激光机切出来的桥结构都是2D片，但现实中的桥是由不同尺寸不同厚度的钢梁层层互相叠加构成，从来没有一片整体连贯的结构。商店里能买到的椴木片有着适合的不同规格，可以用来组装成跟真桥结构一致的模型。在全体被迫开始手工的那一段时间，大家都开始尝试通过之前的照片记录来推导出适合的木条尺寸和制作规律。这里要感谢沈三岁，他是第一个为1/8’桥模型创造出一整套令人信服的制造方式的选手。我还记得那一天我被小伙伴叫到他桌前，所有人都如饥似渴的学习拍照他用过木头尺寸和关节。从精细的木工模型我们都醒悟，原来模仿最真实的桥梁造法能造出最漂亮的模型。模型如实物，要像真正的去造桥一样去造模型，这样激光切割的缺失后的绝望感顿时散去了大半。
复杂的结构由互相重叠交替的钢梁形成
用木条模仿真实的钢梁结构
10月9号
与Dylan Chan交换获得最大段铁桥结构粗模
在最后做1/4’ 模型时所有人进一步细化桥的细节和自己的设计。桥墩是所有人都必须攻克的地方。为了美观，我决定通过铁棍和铝管设计了一个隐藏在桥下的悬挑支撑结构，来悬挑两端各自延伸出差不多90厘米的桥段模型。空心铝管互套延伸，横跨整个木头结构，末端由L字形的铁棍卡到桥墩留有的空洞中。为了让将近两米的模型能够安全运输，我设计了卡槽和非胶死关节让整个桥体可以拆卸成三段。为了将桥墩更贴近现实的制作出来，我们拿到了远古的图纸，很大一部分的桥墩模型由选手黄倩仪建模。
10月22日：获得黄倩仪分享的桥墩模型
全班大致由两种做法，一种是竖叠木法。前几年学长学姐流传至今：把木头垂直粘住后整体磨到桥墩的形状。另一种是由选手Philip Kentner率先试验出的横叠木法：把木头首先用电动带锯割成一个个平剖面然后叠加后用砂带磨床和手持砂带磨光机大体磨平整，最后用手持旋转磨砂机打磨。
横叠法更耗材料，但是掌握制作工艺后就能很快又很标准的把复杂的桥墩几何给重复出来。竖叠法节省木头，但很难制作出自然的桥墩曲线，因为毕竟磨砂器塑形有限。做桥墩的那几天所有人都反复泡在木工室里，提前准备一开门就去抢木工器械。横叠木法能造出更准确的复杂造型桥墩，所以选择中间几段的同学都跑去向Philip学习，然后照样画葫芦。
10月26日
电子犀牛切片，然后全比例打印，剪除形状后依次标号
10月26日
从home depot买到满意的木头后开始制作桥墩，桥墩小肩膀（下）
10月30日
木工室的角落堆满了造型各异的桥墩，静静等待胶干
10月30日：横叠木法，流纹木桥墩制作完毕
顶上钻洞并卡入4个L字型的铁棍，由废料焊接而成
这个时候桥体本身结构也在模型尺寸提升后变得更复杂。在基于沈三岁的1/8’钢梁结构制作法上John Anak Christopher Adrian 设计出了适用于1/4’精度的钢梁结构制作法，模型效果精准的体现了几乎所有的桥梁结构细节！所有人包括我在内，在都叹为观止后反复拜访John的工作桌去取经。我在基于这之上建立了最小的桁架结构单位的三维模型，并开创了用3D打印后上色再为整套系统添加细节的方法。在没有激光切割的情况下，3d打印最小桁架结构能节省很多劳动力。我也尝试了通过3d打印制造完成的关节组件，让木条可以直接卡入。
10月24日
Truss细节测试，效果精度令人满意
10月26日
Truss细节件开始批量生产。两小时一波，家宅打印机昼夜不停
10月26日
测试3d关节件思路可行性，犀牛建模
10月27日：3d关节件打印中
10月27日：3D打印关节件效果测试
11月2日-6日：桥模型组建中
11月6日：两段正式组建完毕
11月9日：主体拼接完毕
11月13日：路床上的工字主梁制作完毕并铺上
11月13日：评图后人去楼未空的死丢丢，巨桥山谷
Vol.3 旅馆分区与1/8模型
桥模型剩下的很多小细节将慢慢依次完成，但在逐渐完成桥模型时，我们也不断在展开对自己旅馆的深化设计。通过1/8’模型我们快速产出多个设计版本模型从而进一步测试与深化我们之前粗劣的设想。
经历过第一个练习的机器制作和第二个学期对卡拉特瓦结构的探究，我的注意力放到了高技派和新陈代谢运动上。隐隐约约心中有个想法就是很粗暴的把生活体块直接吊成一排，好似新陈代谢派的很多奇思妙想的模块化可增殖建筑。
平面草稿
我开始构思一个向上叠加的模块化旅馆：每个模块之间有个错位，好似练习二的箱宅。我选定的site位于铁桥靠右岸的一个位于最大段和最小段的缺口。旅馆整体可以是个倒三角形，从而能够嵌入这个天然的缺口。几何上正好跟铁桥的密集结构错开，结构上正好位于桥墩上方而不是横跨的中央，旅馆的建造不会过多地影响铁桥。
旅馆的南面为模块住所，每个都面朝东侧并带有小阳台。背面为公共区域，包含自行车修理处，澡堂，小餐馆，接待处。两个大区包围了桥中的一段，从而从无生有制造出一个空间。向上叠加的体块形成了许多能够上下交流的三维空间，在中央区域营造一种社区庭院感。整个建筑架空于桥面，并不过多阻拦行人游客的在桥面上的视线。入口是一条窄窄的缓坡从上至下落于桥面，形成整体旅馆构造的一种轻盈感。
10月20日：第一个1/8’练习模型
思路是模块叠加，外面一层控制气候阳光的皮
10月21日：第二个1/8’练习模型
开始设想一个突出的公共空间在最高点为“冠”
11月23日：第三个1/8’练习模型
在做了好几周的桥后回到了旅馆上，开始研究支撑模块的副结构网
中庭的立柱开始出现，气候皮被移除
（因为没时间设计也不是很有必要）
11月24日：第四个1/8’练习模型，着重点是主要结构分析
这个时候确定旅馆的结构（标红）将延续铁桥的第二钢梁结构，并在中央柱汇集。通过这个模型我也实验了公共平台位置。
11月25日：第五个1/8’练习模型
重新实验公共空间上的遮阳皮后被导师说（太像鸟）后批回，体块开始造型化
图：1/8练习模型合集
时间紧迫，在此之后开始进行1/4模型学习
公共空间草稿
Vol.4 设计理念
在做1/8模型的同时，我开始逐渐完善我的设计理念。
功能上，旅馆是面向户外运动爱好者。前文说了，铁桥是遍布密西西比河岸的越野单车路线一部分。密西西比河又是河上运动者的圣地，不少爱好者慕名而来从上流漂流而下。本地居民也会利用周边水域在特定季节进行水上活动。在卫星图上我标出了桥附近所有密西西比河介入口（标记条件：一个连接公路的入水滑坡以及一个公共停车场，人们可以在此开车拖船放入河中）和所有的越野单车路线。我设想一些长途跋涉的划艇爱好者可以在此短留一夜，或者冲个澡，便继续向前旅行。或者比如提供一个交换场所能够让皮划艇者在此租借单车。在天气突然恶劣时此地也能成为一个暴风庇护所。这是一个旅途中的暂留之地，让旅客休整片刻，领略密西西比河沿岸大好风光，便继续上路。
周边信息绘图
（密西西比河介入口与越野单车道）
在建筑南面我设计了一部分配套的基础设施——一条翼堤拦截来自北面的河流，在旅馆下方至河岸形成了一片缓水流域。在这里划船者可以停靠并存放他们的小舟艇。骑车者也可从翼提从下方抵达旅馆。
材料考虑方面，住所主体为CLT（cross laminated timber，正交层板胶合木)；类似一个个独立自撑的胶囊，好比中银胶囊塔的每个生活胶囊都是独立的结构和空间单体。
结构大致为放大特制的space frame（立体框架结构）聚合体。结构为骨架，在其空隙中我放入一个个CLT模块，在模块之间连上走廊和楼梯，这便是旅馆的大致思路。当然了，那个学期我把兴趣点放在高技派和新陈代谢主义，结构上学习高技派的细节处理，体块上学习新陈代谢的思路。
十月至十二月
去图书馆看书看到有意思的灵感便拍照记录
结构上，整体的倒三角形填补完形了桥本身留出的空间集合。第二承重梁衍生自铁桥本身的第二组梁，连贯铁桥自身的结构逻辑。主要承重单位隐约合并到中心，由一个中央柱来管理四周结构逻辑，连贯上下结构网。大体上便是无数个斜撑和立体三角形结构。
12月2日：电子模型设计阶段
第一次确定大体结构和体块，此日始终止大改动
立面结构（核心）
平面结构（核心）
立面结构（整体）
平面结构（整体）
12月3日
从Philip手上换来他舍命翻栏杆拍照记录来的承重结构细节照片，建模并3d打印
12月4日：旅馆主结构框架制作完毕
12月4日：桥体铺路，模型模拟真实景象
12月5日：框架开始向两侧延伸
12月7日：模块开始嵌入于结构中
造型由犀牛unroll后打印，再手割于软木
12月7日：电子模型确定公共体块（北面）造型
利用unroll线条打印至白纸，用其辅助切木并制作实体模型
Vol.5 以图叙述
我们学院是感官主义派，提倡为感官为中心设计出空间感受。于是我在各个地方设计了几个framed shot（特定镜头），来用此叙述一个在旅馆中的体验过程。
No.1 风提
旅者从地面的越野单车道走向桥上旅馆。飞鸟啼鸣，走兽跳蹿。周围茂密的植被环绕小径，突然眼前宽广，宏大的密西西比河在眼前流过。
No.2 庭院
旅者抵达了旅馆中庭，四周充满了高低各异的平台走道，连接各个层次的功能模块。人们在饭后乘凉，互相高声谈笑旅途路上的趣事。
No.3 餐厅
旅者攀登到了最顶端。这里既是个café，又是一个瞭望台。风畅通无阻地吹进这个半露天的空间，日光从顶棚上的开口渗进。
No.4 冠顶之望
旅者继续向前。前方是一望无际的橡木林铺满大地。搬一把椅子在东段坐下。在视野的中间，铁桥的桁架结构笔直向前延伸，好似一条通往自然的道路。
12月12日：Final Review！
12月15日：拍照记录
Part
4
总结
整个年级一起热火朝天的做模型真的是少有的痛快经历！
前文中也提到，很多问题都是我们第一次遇到，没有过往年级的经验，必须自己探索。在site测绘以及制作阶段每个人都是一个研究者，各自探索出更好的制作方法并互相帮助。很有趣的Site，适合开很大的脑洞，又却因为是现实中有历史也是非常容易接触到的地点，从而有很多实在的参考背景会让我们的作品不那么虚浮。
像一个老派建筑师一样，通过模型设计，以及通过修改模型去改进设计。
理论上，在学校我们只应该做学习模型，而不是展示模型。
最后实在太仓促了！
模型一半很精细，另外一半不能入眼。很多地方感觉还需要更多的时间去设计。很明显一点就是桥本身（site模型）精度比旅馆（project模型）精度要更高，说明旅馆的设计深度还没有到满意程度。结构上因为没有非常专业的工程学识只能照猫画虎模仿大师，心中的判断是靠视觉上的逻辑，但可能物理上的逻辑说不通。设计上我这次没有从平面开始，所以平面看起来比较粗劣，不是很工整。平面上的功夫不够下流线确定的时间也因此过晚，导致要给其他东西让步。从平面开始设计是一个把整体建筑和谐度提高至关道路。
在回家之前把垃圾桶里同学扔掉的小模型都捡出来做了个雕塑
若干Diagram
1/8练习模型
1/4模型
定妆照
侧立面及剖面
正剖面
I didn't set out to make a hit.
I just sang my song.
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END
文字：庄泰立
配图：庄泰立
编辑：王祥
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