康策特的乡村实践 | 建造与结构的赋能
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2. 康策特的实践 | 卒姆托的瑞士世博馆,和两座山间步行桥
原文于2013年第5期《时代建筑》。
本篇摘自原文专访部分,阅读时长约10分钟。
导读:
近十年来国内乡建热潮的评论中,有一种声音认为部分乡建项目「只是在乡村里又做了一遍城市建筑」,其中的潜台词固然包括了对强植的建筑形式、经济生态、生活方式的批判,亦即这些「新」房子落在乡村中带来的过度「异物感」。若这几个话题很难作非黑即白的二元判断,那还有一个关键内容是难以回避的:「建造」。
我们当然并不能教条地认为在村里盖房子就要用传统工法和当地材料、去做一个和老房子很像的新建筑。只不过,当我们认为新乡建不能只穿新衣而要为「乡村注入新鲜血液」的时候,这个「新血液」到底应该是什么,可以是什么?
除了让老木匠、老石匠去临摹城市建筑范式的「形式下乡」,我们看到在康策特的四个项目中,新建筑的形式总能在轻描淡写间融入阿尔卑斯山村的底色。结构低效的井干结构经过优化后得以置入保温层,配以藏匿的钢混楼板创造出更大的跨度、更明亮的开窗,也更新了生活的空间和模式;或是借用木材厂临近的交通条件,与巴伐利亚铆钉夹片的构造法进行一次组合式的技术更新;还有将钢筋嵌入木梁抵消拉力的内涵做法等等。也许正是这样的「技术下乡」在为建筑师形式赋能的同时,也切肤地为日渐衰弱的乡村生态带来一股温柔的推力。结构的创新让材料通过新工法重新回到现代生活的轨道中去。
康策特的实践让我们看到,高超技术降临所带来的「新生活」,可以不是断层式的跳跃,它也可以是一股平静的水流。
原型的继承与发展
我们将城市背景中的青山拉近,来到阿尔卑斯山上的村落。深山里的房子,混凝土用得越来越少,木房子越来越多,建筑的形式也从摩登的平屋顶回到了富有情感的坡屋顶。如果说瑞士的城市受到了现代主义的深刻影响,那山区里的小屋则仿佛是桃源里未受凡尘侵扰过的文化遗产。无论材料工业发展得多么迅猛,人们对于房屋形式的感知,似乎仍停留在劳吉埃所定义的原型(Urhütte / primitive hut)(图H1)。
图H1. 劳吉埃的“原初小屋”
在森佩尔的形式物质更替理论里(Stoffwechseltheorie),文化的进化似乎总是滞后于材料以及技术的进化。人们沉湎于旧的形式与符号,即使有了物理性能更为优越的材料,仍热衷于以既定的形式制造器具。从最初捆扎木头的藤叶,到石柱上费事费力的雕花;从最初羊皮缝制而成的水囊,到玻璃制成圆底水瓶;直至今日,在汇聚了最高科技的智能手机上,用户界面仍模仿着现实世界中的机械按钮、物理材质的高光与阴影。山谷里的居民对建筑的集体认知,仍旧来自于数千年的传承。一个房子,四周是围合的墙体,上方是挡风遮雨避雪的坡屋顶,这与不断发展的建材性能并无关系。正如加什顿・巴什拉(Gaston Bachelard)在《空间诗学》里说,人的记忆,深深地根植于我们居住的空间和房屋里。
然而对于狂热追求质量的瑞士人来说,即使对传统的小屋有极大的归宿感,它的力学、声学、热学性能放在今天都显得落后了。康策特与建筑师合作,力求挖掘瑞士小屋在结构和构造上的潜力,以满足当代人的生活。
在瓦尔斯 Vals 附近的农耕小镇 Duvin,社区的学校及多功能建筑由建筑师吉翁・卡旻纳达(Gion A. Caminada)设计,采用典型的井干式墙体作为基本结构。虽然在村民住宅上看到大量的井干式构造,但公共建筑对于跨度的要求要大上许多。康策特认为井干式结构的潜力没有得到足够的挖掘,在这个项目上,他给出了自己的尝试。(图H2-5)
图H2. Duvin 小村
图H3. Duvin 社区学校及多功能建筑
图H4. 大跨度开窗
图H5. 交织的井干式构造
让我们把楼板的建造过程还原一遍。首先,工人把木檩条通过侧面的插槽两两相嵌,满铺后架于承重墙之上。在每条木檩的上表面,已经预留好了4个均匀的凹槽。接下来,在满铺的木檩条之上布置钢筋,并与埋入凹槽的钢筋互相捆扎。随后浇入的混凝土,与木檩模板的表面与缝隙接合之后,形成双层的楼板。如此一来,楼板便以整体的结构实现了较大的跨度。下部的木檩虽然结构上的功效甚微,但是却作为工序中必要的一环保留下来,通过预制槽口与同材料的外墙紧紧咬合着。从表面看,混凝土楼板不仅没有干扰井干式构造的外观,下层空间的天面更因此变得简洁,繁复的过梁得以取消,提高了层内净高。(图H6,H7)
图H6 木檩条-混凝土复合楼板 平面图
图H7 楼板配筋计算
理查德・柯莱(Richard Coray)为瑞士的桥梁设计过许多的脚手架,它们跨越山谷,辅助人们搭起桥梁之后便退场离去。在康策特的手上,这些脚手架和模板不再是临时的演员,而是成为了建筑的骨肉,融入到构造里去。当地富足的手工艺同时被充分利用起来,木材通过进一步的加工而更紧密的连结在一起。传统的木楼板被赋予了新的角色,作为模板和钢筋混凝土一起解决了稳定性和跨度问题。通过先进的现代工程技术,预制的井干式结构焕发了新生。
在与卡旻纳达(Gion A. Caminada)合作的另一个多功能建筑里,康策特借鉴了迈雅(Maillart)的一个双弧下弦桁架结构。因为当地临近有木材加工厂,材料的加工和调度都极为便利,超常规尺寸的木梁可以方便地运输到场地。在推敲的草图里我们看到,结构原型中分成两段的下弦被拉直成弓形,用上了特制的超长木片。竖向的杆件则像拨开的窗帘一般,向弓形的两端靠拢。上方的屋脊由于受到两侧的挤压,并不需要来自下部的支撑力,中间部分的梁腹被留空出来。(图I1,I2)
图I1. Vrin 多功能大厅
图I2. 下弦被拉直,整体成为弓形
在下弦的两端,康策特使用传统的巴伐利亚式夹件构造,折叠的金属片像发夹一般,通过铆钉与胶合的受拉薄木片铆实,然后固定于屋脊梁的两端。而靠近两端的竖向短杆,因为只承受垂直向的压力,构造被极大地简化,只是通过榫铆卡在上下弦之间。(图I3,I4)
图I3. 巴伐利亚式夹件构造
图I4. 构造细部
坐落于 St. Peter 的另一个学校建筑群里,康策特与建筑师 Conradin Clavuot 合作,在12 x 24米的空间当中,使用三根巨大的楔形过梁撑起整个屋顶。简单的天面设计结合大面积的侧窗,使得空间性格清晰可读。在木梁的剖面图里,我们可以看到内部下缘的抗侧推拉索。与瑞士馆不同的是,后张预应力拉筋这一次被彻底隐藏,空间的表达则被推到了建筑的前台。(图J1-3)
图J1. St. Peter 学校建筑
第四个坡屋顶房子加建于一组山坡上的学校,由奥托广场大楼的作者 Jüngling + Hagmann 再一次与康策特合作设计。为了回应基地上四座相连的建筑,加建部分的屋脊顺延轴线,形成非对称的坡屋顶(图K1-4)。
图K1. Mastrils 学校扩建,总平面图
图K2. 纵向立面
图K3. 纵向剖面
图K4. 沿屋脊的楼梯空间
与上述两座坡屋顶房子不同的是,这个项目使用了纯钢筋混凝土的预应力结构,康策特给出了一个更为极端的方案:取消天花下方所有的额外结构,在楼板内部布置抛物线状的拉筋,并绕开所有的天窗,通过后张预应力以及山墙的支承,使屋顶在结构上达到自稳定(图K5-8)。格鲁本曼(Grubenmann)的几个无柱屋顶设计可以视作这个结构的前身。[2][3]
图K5. 屋顶预应力布筋设计图
图K6. 施工中的屋顶预应力结构
图K7. 施工中的屋顶预应力结构
图K8. 屋顶下的多功能厅大空间
在上述案例中,康策特将新的技术应用于集体认知的原形和传统的建造工艺。经过改良,传统结构的力学性能得到提升,更好地满足了当代人的需求。而添加的结构构件或退于幕后,藏于其他构件之中,或以低调的姿态,在建筑领口、袖口以精工细作的构造镶上一道装饰。结构师将聚光灯让给建筑本身,既突破了惯性思维中建筑和结构行业之间的隔阂,又通过创造性的结构设计将建筑进一步推向前台。建筑与结构的设计,在这些案例中共鸣着,紧紧地咬合在一起。
历史的遗产
时针拨回到1920年,爱德华・因霍夫(Eduard Imhof)在苏黎世创立了 ETH 制图学学院。在过往300年岁月里,因为种种原因,瑞士并没有一套完整的精确的地图。伴随着现代测量技术的发展, 因霍夫穷其一生,制作了大量的阿尔卑斯山区地图和模型。而最为人称道的,并不是他制图的精确,而是他将读者的视觉和心理认知纳为工作的重点,对冰冷的地理数据进行翻译,以生动的方式将山峦的起伏透过水彩的渲染与模型的阴影传达出来。
爱德华・因霍夫展示不同比例尺的地图
背景为因霍夫的水彩渲染地形图,来源:瑞士电视台档案
电子地图在今天得到广泛应用,因霍夫的手绘图已失去其使用的价值。然而在瑞士电视台的档案录像里,有这么一段评价:“因霍夫把制图学发展成为了一门艺术,并且进而把这门艺术,发展成为一门科学。”[4]在当年重绘地图的项目里,官方提议使用先进的仪器对全国进行统一比例的测绘,无差别地进行扁平式的信息收集。因霍夫提出反对,并建议对全国、州、市使用不同的比例。通过一系列大至山脉、小至村镇的缩放,人们能够对土地和城镇有一个更立体的认知。因霍夫注重实用的思想,在 ETH 校史里写下了浓重的一笔。后来的康策特也因学校和家庭的原因,深受影响。
1866年,卡尔・库尔曼(Karl Culmann)出版了《图解静力学》(Die graphische Statik),系统化地将几何应用到力学的分析。图解静力学随后在 ETH 结构学院成为必修课。这门以找形为目的的方法,将结构师的教育从大量的计算拉回到了结构找型。冰冷的数字被尽可能地包裹在向量线段里,情感化的几何重新被推到幕前。正如因霍夫所强调的,这一方法重视人的感知,在力学和美学之间搭起了一座桥梁,影响着几代 ETH 学子。此后,建筑学院也将图解静力学纳为本科必修课。分家了几个世纪的结构和建筑专业,因为图解静力学而再一次紧紧地走到了一起,瑞士建筑界也不断涌现出在结构上充满想法的建筑,结构师和建筑师的合作达到了新的高峰。
尾声
用前文采访末尾康策特的这段话作为本文的结尾,应该是合适的:
“刚才采访已经说了很多了,再总结一下吧。”他笑道,沉默了片刻,“我们得静下心来,花些时间,有时候必须不断地抗争,才能有所收获。就像我从卒母托身上学到的,开始着手前,先好好想清楚。只要我们为一个项目付出时间和精力,忘我地工作,就能把事情干好,同时也会得到极大的满足。”
(德语原文:Ja, ich habe schon viel gesprochen... Also, einfach zusammenfassend: Man muss sich Zeit nehmen, und das muss man sich zum Teil auch erkämpfen. Aber das ist auch einbisschen näturlich die Schule von Zumthor, zu sagen. Ja, mal wirklich gut überlegt, was man macht. Und wenn man sich diese Zeit nimmt, intensiv daran arbeiten an einem Projekt, dann kann etwas Gutes herauskommen und das kann auch eine sehr grosse Befriedigung bedeuten.)
注释及参考文献:
[1] 在 Jawerth 桁架结构的原型里,四个基座均须承受拉力。
[2] Structure as Space,edited by Mohsen Mostafavi,2006,P.143
[3] Grubenmann 家族在18世纪在瑞士留下了大量作品,其中许多桥梁及教堂屋顶在结构设计上有突破性的发展。值得留意的是,Grubenmann 家族的建筑师当时被称为“建造师”(Baumeister),其职业工作除建筑设计,还包括了结构设计和项目工程管理。
[4] 瑞士电视台档案,Eduard Imhof,1983
[5] 除单独注明,所有图片由 CBG 提供。
(全文完)
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「建筑工房」是什么
建筑设计教研机构「建筑工房」成立于2016年,专注于对设计工具与工作方法的研习。
围绕「设计能力如何被训练」的课题,我们以「工作模型」和「图像工具」为教具完成了四年的教学实验。「刻意练习」为理论,限定时间和工具为方法,「推敲迭代」式地推进设计,以模型去探讨城市与建筑在各个层级的问题,渐进式地抵达有质量的设计。
「好的设计是整合而信息致密的,
它的实现需要反复打磨推敲。」