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现代技术坐标中的混凝土

 
来源:铁道建筑技术 栏目:期刊导读 时间:2021-06-07
 

混凝土不是一种单纯的材料,而是一个混合体。

根据BBC(英国广播公司)2019年的一项研究,自1950年以来,全世界的水泥产量增加了30倍;自1990年以来,水泥产量增加了4倍。据预测,为了满足东南亚和撒哈拉以南非洲地区的需求,水泥产量到2030年要再增加25%。以水泥、骨料为核心的混凝土,早已当之无愧地成为全球最通用的工业建材。极大的市场份额,必然决定了混凝土作为一种工业化产品可以最大限度地享受科技与技术进步的红利。在看似灰拙的表象下,混凝土技术在百余年里早已实现了数次革新,并直接影响到建筑师使用混凝土的方式。

一、模板、表皮肌理与技术更迭

1903年,奥古斯特·佩雷(Auguste Perret)完成了法兰克林街25号公寓。虽然在更早的时期,欧美地区已出现混凝土在建筑上的应用,但25号公寓却是第一个结构逻辑与材料特征完美融合的作品——框架体系充分发挥了钢筋混凝土作为一种单一材料在拉压方面的平衡优势与远大于木结构的跨度,以此实现更自由的平面组织,故而被学界认为是现代建筑史上第一幢真正意义上的钢筋混凝土建筑。弗兰姆普敦(Kenneth Frampton)曾言,该项目“结构本身及由此产生的开放平面,指向了勒·柯布西耶后来提出的自由平面手法。”[1]。虽然窄宽幅竖向窗户等细节暴露出建筑师尚未完全走出传统砖石类建筑小跨度开窗的习惯,同时混凝土框架立面受限于当时审美而被装饰覆盖,却依旧不会影响该建筑在建筑史上的重要地位。有趣的是,即便在当时,佩雷对钢筋混凝土的使用方式也是遭到过好友保尔·瓦雷里(Paul Valery)质疑的。保尔·瓦雷里曾问佩雷:“既然混凝土就是一团面,为什么不在你的作品中多用些曲线呢?”而佩雷答道:“确实,混凝土就是一团面,但我们通常使用木材模子塑形,建筑挺直的线条可以使木模板反复使用,同时还能唤回古代建筑的意义。”

确实,保尔·瓦雷里的问题点出了混凝土的可塑性本质,但佩雷却在尝试建立混凝土模板的意指价值。1905年,佩雷在建于巴黎的雷诺车间项目(Renault garage)中开始尝试将混凝土的原始质感暴露于建筑立面,以此建立一种类希腊建筑式的隐喻(图1)。随后在1923年建于巴黎的教堂项目法国勒兰西天主教堂(Church of Notre Dame du Raincy)中 (图2),佩雷更是极端地采用大面积清水肌理,混凝土脱模后所裸露出来的粗糙不仅打破了传统宗教类建筑固有的奢华观念,更体现出一种建造的细节感。佩雷曾这样说道:“木模板的运用给予钢筋混凝土木构框架的外表与希腊建筑的体量,希腊建筑模仿木构,而钢筋混凝土通过木模板来塑造建筑的形体。”

如果说佩雷的操作是对古典原则的通感式情感迁移,那么他的学生勒·柯布西耶则是在力图将混凝土模板同工业时代的建造方式融合得更为完美。柯布西耶敏锐地发现,由“平板+方柱”构成的多米诺体系正交结构形式非常有利于混凝土的支模处理,并能大幅提高模板的使用次数,从而从优化工程损耗和效率角度再一次证明了多米诺体系良好的产品属性。这一逻辑直至1952年的马赛公寓开始改变,柯布西耶在这个项目的底层空间放弃了柱子底板的正交关系而采用斜撑,辅以曲线柱截面,这些无法对位的不精确,使得混凝土在脱模后所形成的禅缝[2]异常清晰 (图3),粗糙的质感凸显出混凝土在模板制作上对人工的依赖。禅缝效果类似西格德·莱韦伦兹(Sigurd Lewerentz)项目中异常厚的抹灰层,进一步物化了建造过程。在细节中甚至可以窥探出模具的支撑方式与固定顺序,甚至能隐晦传递出建筑师对空间的理解。在朗香教堂室外的坛台正面,勒·柯布西耶专门采用了45度斜拼的小木模板。坛台表面在脱模后留下了极具装饰感的肌理线条,不同于建筑主体的均质肌理。除此以外,建筑师甚至精心安排了正面模板同侧面模板的交接方式与前后关系,进一步强化了坛台在整个立面的中心地位。

诚然,小木模板在强化细节感、塑造手工气质等方面颇具优势,但天然木材在密度与刚度方面的短板还是较大限制了小木模板的单片大小和翻模次数。第二次世界大战后,工业产能过剩与劳力短缺造成的人工成本上升导致胶合板逐渐取代小木模板成为混凝土模板主流材料。横向比较柯布西耶建于1952年的马赛公寓和建于1965年的费尔米尼(Firminy)的集合住宅(图4),两个项目在设计原则和空间构成方式上均基于同一原型,但在模板选择上却大相径庭。相较小木模板,胶合板板幅度更大,刚度更强,面层更为光滑,性价比更高,从而逐渐取代小木模板成为模板的主要材料。

坊间有这样一个故事,说1960年柯布西耶访问美国时,对当时享有战争红利的美国热衷使用小木模板而感到不解,便问起当地的建筑师哈弗(W.S.Huff):“为什么你们的人都用那些小破木板浇混凝土?”哈弗答曰:“因为您是这样做的啊!大师!”不料柯布西耶回答道:“但你们有那么漂亮的大块胶合板啊!我们欧洲是因为穷,才必须用从拆除建筑上拆下的旧楼板作混凝土模板的。”[3]

这个故事告诉我们,模板材料的转换在1960年代尚处于起步阶段。为了解决胶合板大板面侧向压力的支撑问题,由面板、支撑结构和连接件共同构成的现代混凝土模板经典配置在这一时期被发明并迅速完善。得益于胶合板表面的光滑与泵送混凝土[4]在战后美国的日渐普及,象征着人工建造的大面积粗粝痕迹被板之间的禅缝和螺栓拉结模板形成的栓孔所代替,混凝土出现了一种新的表面质感——光滑。上文小故事的结尾是,尚且年轻的路易斯·康听闻此话后大惊,从此放弃小木模板,转用大型胶合板作为主要材料。并在不久后完成了使用胶合板模板的第一个代表性案例——索尔克生物研究所(The Salk Institute of Biological Studies)[5]。这种模板调整的快速适应变相证明了模板系统与材料的变化并未深层次地影响到之前模板设计的逻辑。

图1:雷诺车间

图2:法国勒兰西天主教堂

图3:马赛公寓底层架空层

图4:费尔米尼集合住宅架空层

图5:索尔克生物研究所的模板模拟

索尔克生物研究所中的模板均采用0.75英寸厚的胶合木板,分成4英寸×10英寸 与4英寸×12英寸两种尺寸,通过对穿固定两侧模板的拉结方式会导致墙面上留下10~12个洞孔,后多用铅饼填住,痕迹依旧可见。除主体墙面外,康在墙体端头和洞口处均对模板进行了细节调整。这首先有助于弱化混凝土在浇筑过程中形成的不均;更可以起到利用禅缝重塑古典建筑构成和比例关系的作用。因为泵送混凝土的高流动性提升了禅缝的准度,建筑师将模板边口削成斜面,放大了近混凝土主体一侧的间隙,缩小了靠外的一侧。这使得脱模后的禅缝呈现三角形,同小木模板的粗糙锯齿状禅缝相比,视觉上更加纤细;在楼层过渡区域处,考虑到分次浇筑而将一根横向木条固定于模板的顶部,形成一个凹口,便于下一次浇筑模板的对位,这类模板设计的细节一直延续至室内 (图5)。屋顶面与柱墙相交的内角处有一条清晰的缝隙,这被称为“影缝”(Shadow Joint)[6]。在结构裸露的前提下,影缝优雅且准确地在视觉上明细了墙面(垂直结构)和顶面(水平结构)的关系,两个完全不同方向的模板肌理通过影缝完成转换。除此之外,康还要求所有模板在反复使用前均需要再打磨,并用聚氨酯(即PU)来代替传统脱模剂,以保证脱模后的混凝土表面的光滑度。

从康开始,混凝土在新模板材料和各类添加剂脱模剂的辅助下开启了一个审美情趣精致的时期。这种审美上的变化跟电子信息时代社会美学的整体倾向有着直接的联系,在20世纪70—80年代,“索尼”(SONY)等日本新兴工业设计开始在全球占有一席之地,细腻精致并带有一丝神秘气息的东方美学成功破圈并扩散到建筑领域,以丹下健三为代表的战后一代建筑师在诸如香川县厅舍东馆等项目中对清水混凝土技术的积累,最终汇于以安藤忠雄作品为代表的新一代混凝土设计上(图6)。

同康类似,安藤对混凝土的设计亦是以模板设计为主体。900mm×1800mm 的模板尺寸来自日本传统榻榻米中的一席。所有栓孔位置在整板上分别遵循纵向1∶2∶1(225mm、450mm、225mm),横向1∶2∶2∶1(300mm、600mm、600mm、300mm)的比例,即便小尺寸板子也维持225mm×300mm的尺寸,保持最终所有栓孔横纵对齐。为保证整体效果,建筑柱距和层高同样维持900mm的模数,不切砖式的精确同一般土建现场常态化的二次加工形成鲜明反差,为安藤作品带来一种匠人气质。除尺寸外,建筑师对模板体系同样要求严苛:胶合板木头来自日本,在马来西亚加工,同时辅以昂贵的脱模剂[7]等细节,都展现出全球化时代下混凝土表达的极致操作(图7)。除胶合木外,安藤还在少量项目中采用铝板作模板材料。几近镜面的平整、光泽度与局部折弯的不规律感令脱模后的清水墙面有如水面般充满光泽与韵律。

安藤的奢华操作为混凝土的使用提供了一种近于定制的可能。单平方米成本的提升为新技术的接入提供了预算空间。1952年,聚氨酯终进入民用商业市场。两年后,软质聚氨酯泡沫塑料(简称为FPF,中文又称为“聚氨酯软泡”)类产品开始出现。1968年,两个德国人[8]开始使用聚氨酯材料作为混凝土模板材料。聚氨酯分子结构稳定,强度高,具有优良的耐油性、耐溶剂性、耐水性和耐火性,更有着柔曲性和回弹性等经典刚性模板罕见的特性。优秀的物理特性令聚氨酯作为模板在反模次数方面远超传统材料,但对建筑师来说,聚氨酯所具有的可塑性[9]才是真正刺激他们的特质。

图6:香川县厅舍东馆

图7:安藤忠雄的模具系统

图8:梅里达会议与展览厅

图9:赉立宣传册中的混凝土效果

2004年,西班牙建筑师涅托·索贝哈诺(Nieto Sobejano)完成了梅里达会议与展览厅(Palacio de Congresosy Exposiciones)项目。建筑师将原老城地图进行三维建模后,通过石膏翻模到聚氨酯,以此为模板浇筑而成的混凝土挂板以老城为肌理,来建立建筑与地域的关系(图8)。类似的做法也出现在柏林建筑绘画博物馆等项目中。这些方式展现出当代工业下产品异常的复杂度。除纯粹的建造细节外,模板可以更深层次地服务于设计概念。但同时,我们需要注意,以上两个项目的表皮均为工厂浇筑的混凝土板,后在现场干挂固定。这从本质上已切断了混凝土同建造之间的联系,更近似于一种饰面材料。

除表皮化趋势外,聚氨酯模板的另一种应用似乎更令人寻味。全球人口逆增长与老龄化结构直接导致建筑从业人数大幅减少,人工成本极速走高,最终逼迫依托人力的传统建造方式不得不进行调整。欧美建筑公司在一些度假类产品中开始通过聚氨酯模板在混凝土墙上仿制出石材、木材等肌理,在各种面层涂料的加持下呈现以假乱真的效果(图9)。

从技术中立的角度来看,聚氨酯模具作为一种时代技术,延续了木条、胶合木与金属作为模具同当时工业技术挂钩的传统;又完美回应了“如何最大限度地降低人力成本”这一时代诉求;丰富的肌理选择更是降低了混凝土表达设计的门槛,进一步提升了混凝土在所有建材中的市场占有率和表达空间。然而这些琳琅满目的混凝土肌理如同超市内摆上货架的商品一般,选择过剩的背后难掩本质的缺失。

模板摆脱其“板”的固有思路、彻底消除禅缝的野心,在2010年由日本建筑师西泽立卫(Ryue Nishizawa)设计的丰岛美术馆(Teshima Art Museum)里实现。针对壳体的形态需求,建设方——鹿岛建筑提出了一个大胆的混凝土施工方案:首先用土堆出了一个小山包,加以夯实、固化;随后做好植筋,直接浇筑;混凝土养护成型后将内部土掏空,从而实现一个长60m、宽40m、厚250mm的混凝土壳体一体成型。超常规的庞大尺度导致施工队不得不进行连续28小时的施工,以确保一次性浇注(图10)。这种特殊方式彻底剪断了混凝土模板同禅缝之间的休戚相关,一体成型的连续内腔肌理将由模板控制肌理的经典表达推到了极致。

“大模板”同高流动混凝土共同实现了整个建筑清水肌理的连续性和细腻感,契合了艺术家内藤礼水的创作主题,表层防水保护剂在阳光下的轻度反光弱化了材料的物质边界。该项目从逻辑上延续了那些优秀建筑师借设计模板来控制建筑最终表现的经典方式,但以“大地为模”的当代施工技术又在同时彻底颠覆了基于模板尺寸[10]和禅缝塑造表面肌理,为日渐表皮化的混凝土使用提供了一种新思路。

二、配比,当代科学与质朴诉求

从佩雷的小木模、康的胶合板,到安藤的铝模,建筑师不断地尝试着通过混凝土的表面刻画来传递设计概念。但这些尝试大多停留在试图实现设计逻辑与视觉表达同频的维度上,极少触碰到混凝土核心的力学性能。我们必须承认,相较于模板设计的正负形操作,混凝土配比所依托的化学知识往往是建筑师的短板。

事实上,混凝土的配比并没有想象中那么深奥。早在公元前160年,马尔库斯·波尔基乌斯·加图(Marcus Porcius Cato)在他的著作《农业志》(De Agricultura / “On Agriculture”)里便提及古罗马混凝土的基本配比:一份石灰石粉末加入两份细沙。今日我们耳熟能详的钢筋混凝土其实也可以理解为在混凝土中植入钢筋以弥补混凝土“脆性断裂”的短板。

得益于第一次世界大战期间膨胀页岩在军舰上的大规模使用,1920年堪萨斯城的中学体育馆项目第一次出现了以膨胀页岩为骨料的轻质混凝土(LWA Concrete),以减轻混凝土建筑的整体重量,从而达到减少配筋量、提高性价比的目的。加气混凝土砌块亦是在同样背景下诞生的,却直到1970年代后方投入大规模使用。这些基于现代工业与化学的新骨料为混凝土带来了轻自重、保温隔热和耐火等性能的提升。

图10:丰岛美术馆浇筑过程

图11:丰岛美术馆外观

图12:马赛海洋博物馆

除骨料的新突破外,种类繁多的添加剂也伴随着科技进步相继出现。上文丰岛美术馆项目所使用的高流动性混凝土学名为“自密混凝土”(英文SCC,德文SVB)(图11),该类混凝土在日本已占据混凝土总使用量的80%。自密混凝土通过调整减水剂(聚羧酸减水剂)来提高流动性,以实现不振捣或少振捣而直接浇注,这有助于降低品控困难的振捣工艺在混凝土凝固过程中的不确定比例。相较于传统混凝土,自密混凝土在水化、硬化的早期阶段很少会因水化热或干缩产生裂缝,从而在硬化后具有更好的强度和耐久性,混凝土自身更高的流动性也意味着其在孔隙率、平整度等方面均更出色。

其实SCC仅是20世纪中叶由美国国家标准与技术研究院(NIST)和美国混凝土协会(ACI)所提出的高性能混凝土(HPC)概念中的一种。除SCC外,在抗渗性(高耐久性的关键性能)、高体积稳定性(低干缩、低徐变、低温度变形和高弹性模量)、高抗压强度、施工性(高流动性、高粘聚性、自密实性)等方面有着传统混凝土不具备的特性者,均属于高性能混凝土的一种。[11]虽然由于各国相关法规不同,这些混凝土叫法各异,但其共性均是基于当代高分子化学,通过添加剂来实现低水胶比,进而降低浇筑难度,提升整体受力特性。HPC在日、美等发达国家中已逐渐取代传统混凝土,占据混凝土市场的主要份额。这从另一个角度证明了这些国家底层工业的优秀基础,HPC混凝土的高占有率更是一些欧洲国家及日本的清水混凝土质量远超我国的直接原因。

20世纪末,基于高强度钢纤维与聚合物的增强混凝土(UHPC)也逐渐进入应用阶段。由于纤维在混凝土中的强度利用效率大幅提高,混凝土抗压能力由传统的30MPa进化到UHPC的80~180MPa,在实验室甚至可以达到800MPa的超级数据。[12]除抗压外,UHPC的高性能还体现在高抗拉强度(单轴抗拉和弯曲抗拉强度)和高韧性方面。这些已完全碾压传统混凝土的数据使得UHPC在保证混凝土耐久性和工作寿命的同时,在形体上达到如钢材般的纤细。在卢迪·鲁西奥迪(Rudy Ruccioti)2013年完工的马赛海洋博物馆中 (图12),建筑师就充分发挥了UHPC的优秀性能,大幅度优化了混凝土的自重和造型。单板内部仅通过碎冰花般的细线条就可以达到基本的力学需求,高韧性足以保证这些纤细的混凝土不会出现常见的脆性断裂问题。可惜的是,由于全球范围内并未有任何权威机构对UHPC进行量化管理,导致市面上UHPC配比方式过多,大部分国家对其作为建筑主结构材料依旧持争议态度。作为一种新兴材料,UHPC的路依旧很长。

相较于材料依托科技在性能上的不断进化,建筑师也没有放弃在配方中寻找表达空间的努力。纵观过去百年,我们一方面在通过配方与模板优化,令混凝土极尽光滑,另一方面却又醉心于营造甚至放大混凝土的粗糙。在赫尔佐格与德梅隆(Herzog & De Meuron)2004年为巴塞罗那文化大会设计的主场馆项目中,建筑师基于场地滨海的特质,将常见于隧道施工的速干混凝土与喷射施工方式用于表皮处理。[13]喷射形成的粗糙肌理,如同水下坑洼的礁石(图13),同位于底层架空顶板的定制凹凸镜面不锈钢板形成一种图像上的相似与质感上的反差,二元的暧昧关系凸显出建筑师对“内外”的理解。2007卒姆托(Peter Zumthor)在设计位于德国梅歇尔尼希市乡村的还愿堂时,采用了类夯土的方式进行混凝土浇筑。传统混凝土浇筑为了保证通体连续往往尽量缩短浇筑时间,丰岛美术馆正是如此。而卒姆托则选择了完全逆向的操作,在第一层基本凝固后再浇筑第二层,24层混凝土均采用纯手工浇筑。层与层之间的分割异常明显,足以掩盖禅缝。手工配比刻意加大骨料占比,不充分的振捣会令骨料全部沉积于每层底部,再一次强化层与层之间的分割。而作为模板的木柱在浇筑完成后被付之一炬,彻底消除了整个内部空间所有的人工痕迹,显现出一种苦行般的虔诚(图14)。骨料的玩法也同样出现在拉斐尔·莫内欧(Rafael Moneo)的纳瓦拉大学图书馆项目。建筑师增大了混凝土中砂石颗粒的大小。较大颗粒的砂石在振捣中难于完全融合,脱模后紧贴模板的砂石及其周边会容易脱落,从而在清水墙面上形成一系列大小不均的孔洞,近似于洞石肌理。有趣的是,为了配合类洞石的整体效果,建筑师甚至在模板设计和分缝尺寸上选用了类石材节点(图15)。

图13:巴塞罗那文化大会主场馆局部

图14:德国梅歇尔尼希市乡村还愿堂室内

图15:纳瓦拉大学图书馆

混凝土色彩添加剂 表1色调颜料名称发色成分红黄土制作的红色合成氧化铁Fe2O3橙合成氧化铁Fe2O3黄合成氧化铁Fe2O3H2O绿氧化铬Cr2O3青铜酞花青有机颜料紫合成氧化铁Fe2O3黑炭黑/合成氧化铁Fe2O3FeOC

除粗糙和细腻这两个方向外,颜色同样也是建筑师在配比上的试验田,葡萄牙建筑师德·莫拉(Eduardo Souto de Moura)在2009年完工的保拉·瑞哥历史博物馆(Casa das Histórias Paula Rego)项目中采用了以氧化铁为主要发色成分的混凝土着色剂(图16)。着色剂混入混凝土进行搅拌后形成的红色,与混凝土本身彻底融合,模板的禅缝与浇筑的瑕疵透过红色直接传递出来,为建筑外立面带来一种涂料所难以呈现的质朴感。天然的粗糙感使得建筑的通体红色同周边绿色环绕,形成一种相对温顺的反差。除红色外,下表(表1)也列出了混凝土在其他颜色转化时所使用的添加剂主料。[14]

在上表的诸多颜色里,最麻烦的混凝土颜色其实是白色。相对于其他颜色与混凝土融合后明度降低所带来的质朴感,白色必须保证色彩纯净,也就决定了它易脏不持久的缺点。热衷于白色建筑的理查德·迈耶(Richard Meier)在罗马千禧教堂(Jubilee Church)项目中,将二氧化钛用作混凝土表面保护剂。这种保护剂无色透明,吸收阳光中的紫外线后会产生自由基离子,可以分解附着在表面的有机污垢,污垢可随风或雨水被带走以维持混凝土的持久白色(图17)。这种融合了二氧化钛的混凝土又被称作“自洁混凝土”。

如果说肌理和颜色的配比调整尚维持着混凝土的结构用途,透光混凝土的市场化则基本是将混凝土作为一种当代热捧饰面肌理来加以利用。透光混凝土的概念最早提出于1935年,直至21世纪初,伴随着纤维技术的成熟而逐渐转为市场化产品。在市面常见的透光混凝土主要为两种,其一是超薄玻璃纤维混凝土,由于板材厚度较小,玻璃纤维在局部会较为集中从而出现一定透光度,原理类似于古典建筑中透光的雪花石膏。2018年“非常建筑”设计的砼器表皮透光混凝土即基于此原理(图18)。其二是植入光导纤维,相对于前者,光导纤维可以摆脱厚度的限制,更清晰的透光度能够实现导光图像的定制。位于迪拜的Al Aziz清真寺外墙就采用了植入阿拉伯文字线条的光导纤维,在夜间形成如灯箱般的效果,而在日间依旧维持着混凝土的清冷质感。但不论方式一还是方式二,透光混凝土由于过薄或植入过多对性能无优化价值的光导纤维而极大损失了力学性能,从而与结构体系无缘。

三、混凝土,现代建筑技术发展的坐标之一

综上,我们不难发现,设计混凝土虽多以设计模板或调整配方为切入点,但在不同时代的技术支持下,出发点与具体操作方式早已大相径庭。比较柯布西耶时期的粗糙和赫尔佐格时期的粗糙,前者是受困当时工程条件的无奈,而后者则是在设计概念延伸上的技术选择。确实,百年来的技术变革不断地解放建筑师的个人化表达束缚,他们在充分理解混凝土特征与浇筑逻辑的基础上,解释与再解释着混凝土建筑在他们眼中该有的样子。我们感动于安藤的执着,同时更敬佩那些通过调整混凝土配比或者浇筑方式的尝试,是它们将建筑设计的阈值拉得如此之大。

图16:保拉·瑞哥历史博物馆

图17:罗马千禧教堂

图18:“非常建筑”设计的砼器夜景

图19:knitcandela混凝土亭

近日,由苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)研发的 KnitCandela 针织面料同扎哈· 哈迪德建筑事务所计算设计组(ZHCODE)以及Architecture Extrapolated(R-Ex)合作展示了一个特殊的薄壳混凝土单元。整个混凝土的模板是由一种类电缆的织物编织而成(图19),编织完全由电脑控制,最大化地减少人力在制作模板中的作用。这种去人力的趋势在3D混凝土打印房屋上显现得更为明显。除自动化智能化外,在微观层面,一系列将微生物融入混凝土的尝试也在多家高校和实验室进行着,以期对当下全球用量最大的建筑材料在生态功效上有所改良。

混凝土技术的革新和使用方式的调整仅是当代建筑技术的冰山一角,却足以映射出建筑技术之于建筑设计的价值。作为一门应用型学科,当代建筑设计虽然有着如数字化或是互联网时代下一些应对的讨论,但整个设计体系自现代建筑诞生以来其实从未出现过颠覆性的调整,基于空间、功能等训练依旧占据着建筑职业训练的主要内容。在大部分建筑师的意识里,技术往往被轻视,他们觉得这不过就是工具,而工具就是用来解决建筑师提出的问题罢了。更有甚者认为这些材料知识应该由配合团队提供,至于建筑师本人,做好设计才是核心工作。

我们姑且不去讨论如何判断什么是好设计,仅就这些并非少数的声音中就不难发现当代建筑学自我封闭的困境。生活于这个技术爆炸的时代,没人可以否定主导世界的技术更迭远超我们想象,自媒体更是将人工智能、宇宙探索等众多尚未完全市场化的先锋技术带到世人眼前。而建筑学呢?对传统设计方式的自我沉迷和对周边时代技术更替的熟视无睹一次又一次地加厚着围住自己的那道墙。塔夫里对现代建筑早期探索的描述“悬挂在过去与现在之间的依旧是那幅怀旧的景象”[15]又何尝不适用于当下呢?细想有些荒诞,建筑师总在抱怨建筑设计行业缺乏时代特质,不时流露出一种生不逢时的无奈,为建筑学就要这样沉沦下去痛心疾首。然而作为每一位当代建筑师都熟悉的现代建材,混凝土却早已完成了同当代科技的全面接轨。上文中所展现出的日新月异的混凝土技术更迭又是否可以为当代建筑学带来一丝丝反思呢?技术是否仅仅是一种工具?技术本体是否立得住?技术之于建筑设计的关系是否存在更多的可能?

意大利建筑师奈尔维曾在《建筑艺术与技术》中这样写道:

“建筑曾经只限于独立于整个建筑的功能、力学结构、施工、材料之外来研究立面,那个时代还并没有成为久远的过去,因此,我们必然会看到这种情趣的残余,这种情趣曾经把建筑缩减到毫无例外地仅仅只是装饰艺术。……未来的建筑师就应该有一个比过去远为强烈的技术意识,所有对建筑师的技术训练都应该是属于基本的、概念性的训练;专门化的理论很快就会被忘记,而且,不管情况如何,都会由于技术的进步而很快就变得过时了。不能过于强调建筑师不必是某个技术部门的一个专家,而他必须具有像所有他的专业合作者们那样清楚的、一般性的认识和概念。”[16]

也许是出于其结构专业的教育背景,生于19世纪末的奈尔维反而比当代大部分建筑师更相信建筑学的复杂度。“建筑师是一个营造师,他以人类所知道的最难于表现的语言,也就是功能的、力学的、施工技术的语言来解决问题。”文至于此,笔者无意再次强调建筑学所涵盖的范畴,相信这一范畴早已远大于奈尔维时代,并随着时代与技术的进步继续外扩,而仅希望能借此文阐述一种理解材料与建筑关系的新方式,并以此提醒那些正与时代逐渐脱节的建筑师们。

(感谢提供图片的非常建筑事务所,以及江嘉玮、马墨滔、张虔希、张超。)

注释

[1]肯尼思·弗兰姆普敦. 现代建筑:一部批判的历史[M]. 张钦楠等,译. 北京:三联书店,2004:111.

[2]禅缝指的是有规则的模板拼缝在混凝土表面上留下的 痕迹.

[3]于洋. 每块漂亮混凝土背后都有个不可告人的秘密[EB/OL].(2018-07)https:///note//.

[4]泵送混凝土是用混凝土泵或泵车沿输送管运输和浇筑混凝土拌合物。相较于传统的非泵送混凝土,泵送混凝土在混凝土的流动性等方面更为出色,坍落度也更高。

[5]基于这个项目而生成了美国混凝土墙建造系统(modular concrete form system and method for constructing concrete walls),专利号:USA,US Grant.

[6]在1951年康的项目耶鲁艺术中心中,建筑师通过结合对管道的整合、结构和楼板的分次浇筑等方面的技术,找到了属于自己的清水混凝土顶面裸露式表达方式,也是在这个项目中发现了通过设计影缝,可以降低顶面和墙面收口的难度。

[7]孙菲. 模板——清水混凝土建筑设计的关键[J]. 建筑技艺,2014(9):48-57.

[8]Hans-Jürgen Wiemers 和 Franz Ernst于1968年8月在德国雷克林豪森(Recklinghausen)成立了德国赉立(RECKLI K.G.)混凝土模具公司。

[9]在赉立的产品册上,有大于200种的异形曲面或花纹可以选择,更提供肌理定制服务。

[10]胶合木和钢模板往往受限于生产的车床尺寸,而即便是采用聚氨酯制作混凝土挂板,依旧受到原模生产空间、单板重量以及反模次数等因素的限制而有着清晰的尺寸,但是借助现有的修补工艺,往往可以弱化混凝土板与板之间的缝隙,从而在视觉上形成连续的效果。

[11]黄士元. 高性能混凝土发展的回顾与思考[J]. 混凝土,2003(7):3-9.

[12]覃维祖等. 一种超高性能混凝土——活性粉末混凝土[J]. 工业建筑,1999(4):16-18.

[13]在日本或一些欧洲国家,混凝土承包商可以同时承接基础设施和民用项目,这点同国内两者区分得较为明显的情况有着较大的不同。

[14]顾乐明. 清水混凝土[EB/OL]. [2019-05-14].https:///p/.

[15]曼弗雷多·塔夫里,弗朗切斯科·达尔科. 现代建筑[M]. 刘先觉,等译. 北京:中国建筑工业出版社,2000:79.

[16]P.L.奈尔维. 建筑的艺术与技术[M]. 黄运升,周卜颐,译. 北京:中国建筑工业出版社,1983:170.

[1] 维特鲁威. 建筑十书[M]. 北京:知识产权出版社,2001.

[2] P.L.奈尔维. 建筑的艺术与技术[M]. 黄运升,周卜颐,译. 北京:中国建筑工业出版社,1983.

[3] 黄士元. 高性能混凝土发展的回顾与思考[J]. 混凝土,2003(7):3-9.

[4] 覃维祖,曹峰. 一种超高性能混凝土——活性粉末混凝土[J]. 工业建筑,1999(4):3-5.

[5] 孙菲. 模板——清水混凝土建筑设计的关键[J]. 建筑技艺,2014(9):48-57.

[6] Adrian Forty. Concrete and Culture:A Material History[M]. London:Reaktion Books,2013.

[7] Jean-Louis Cohen, G. Martin Moeller. Liquid Stone:New Architecture in Concrete[M]. New York:Princeton Architectural Press,2006.

[8] 马克·米奥多尼克. 迷人的材料 :10种改变世界的神奇物质和它们背后的科学故事[M]. 北京:未读·探索家·北京联合出版公司,2015.

图表来源

图1:德国Marburg an der Lahn档案馆[EB/OL]. https:///de/fotomarburg

图2:[EB/OL]. https:///wiki/File:%C3%89glise_Notre-Dame_du_Raincy_-_Le_Raincy_-_Seine-Saint-Denis_-_France_-_M%C3%A9rim%C3%A9e_PA000_(1).jpg

图3:作者自摄

图4:江嘉玮摄

图5:江嘉玮摄

图6:作者自摄

图7:[EB/OL]. https:///c/s/7ngHr6PXLhX

图8:[EB/OL]. https:///photos/javier1949//

图9:[EB/OL]. https:///products/surfacedesign/biaozhun/

图10:[EB/OL]. https:///columns/articles/8.html

图11:马墨滔摄

图12:[EB/OL]. https:///mucem?lightbox=dataItem-ivmeidkf

图13:作者自摄

图14:张虔希摄

图15:[EB/OL]. https:///en/applications/lightingprojects-a-z/museum-der-universitaet-navarra/

图16:张超摄

图17:作者自摄

图18:田方方摄,非常建筑事务所提供

图19:[EB/OL]. https:///technischeanwendungen/?lang=de

表1:作者自绘


文章来源:铁道建筑技术 网址: http://tdjzjs.400nongye.com/lunwen/itemid-40392.shtml


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