4.2 装饰的结构

4.2 装饰的结构

1995年,历经6年的设计与建造,一座地上11层,地下3层,建筑面积143 000m²,拥有7个报告厅、33间会议室,另外包括展厅、餐厅、美术馆等各类功能的公共文化综合设施在东京站旁矗立而起。这就是被称为“泡沫经济遗产”“税金浪费机器”的“东京国际论坛大厦”(Tokyo Forum Building)。建筑师维诺利(Rafael Vinoly)和结构设计集团(SDG)一同完成了这个所谓的泡沫时代日本建筑技术与施工的最高作品。在建筑师最初赢得设计权的竞赛方案中,中央部梭形大厅的结构是由两侧沿着弧线平面均布的列柱与列柱进深方向的支撑梁构成的钢框架式形式。结构设计集团作为结构设计方加入后,考虑到抗震上的要求,在获得建筑师的认可之后,依据日本对抗震结构的要求,大胆地对原先建筑设计中的结构进行了调整。代之以原先方案结构上平淡的表现,更加大胆地将位于顶部的梭形鱼腹混合梁及其位于两端的两根梭形巨柱展现出强烈的技术表情。进而,结构取消了两侧沿弧线列柱,使整个梭形玻璃大厅变得敞亮通透。梭形大厅长宽比在地震时产生的扭转,由设置于弧面玻璃幕墙位置的“张紧钢缆”加强短边向的刚度来抵抗。尽管,这一巧妙的想法最后由于预算的严重超支未能实现,但是这仍然让我们感受到了结构设计对于建筑形态的重要性(图4.5)。整个建筑不含土地价格就已经高达惊人的1647亿日元。在其建造施工过程中,日本经济业已遭受泡沫破灭的影响而急速下滑,雪上加霜的困境以致于“东京国际论坛大厦”的施工也几经起伏,前后花费六年才最终得以完工。无疑,这个将技术演绎得精致华美的建筑,承载了日本泡沫时代的理想。它是彼时日本经济、技术、材料、空间之力集中展示的舞台,是一个通过物质之美来展现经济、消费实力的载体,更是结构巴洛克表现的最好注解。

图4.5 东京国际会议大厦结构剖面草图

……日本的装饰存在着两条途径。一是增加(plus),二是减少(minus)。所谓装饰原先都是通过增加要素来变得更为强烈。但在日本,却是通过减少来体现同等的增加效果,以此来凸显装饰的价值。

“生成”和“反复”都意味着减少。事实上,不仅是“生成”,在其之上所添加的色彩及点缀都能提升附加价值。总之,“生成”是不含有任何附加价值的,最为原真的“素材之美”。

在我看来,即便是减少也能体验到美感的这一点,是缘于日本人的自然观,也是他们对自然的表露。正因为如此,他们的美学意识便成为自然的写照。5

装饰形态对于日本人而言,无疑是他们表达自然美学意识的重要途径。它意味着日本建筑形态中的装饰是以对自然美的表现作为目标的。正如铃木博之(Hiroyuki SUZUKI)所言,当代装饰的观念在于“等价”:

……在所有的东西都被当作等价要素并置起来时,建筑中所谓的细部,所谓的母题都成为与建筑整体一样重要的内容。它们影响着建筑师们的信念。建筑整体存在的最初意象,已不再是以整齐的细部来作为奉献于整体的局部构想。6

这一“等价”的观念使得当代的装饰得以与结构联系在一起。结构的装饰化或装饰的结构化都成为可能表现的形式。而媒体的介入无疑为装饰与结构的联姻起到了推波助澜的作用,它把装饰通过结构的形态推向了迎合“科技”与“消费”的前线。事实上,日本传统木构本身就是一种装饰的形态,只不过融入当代结构技术的装饰形态化身为了“结构即意匠”的当代形而已。

图4.6 结构系统中不同的混合方式

4.2.1 架构细分

当代的技术及解析能力使从架构到构件具有了前所未有的精致化和精密化的可能,结构也具有了充分地展现细腻之美的可能。另一方面,架构细分意味着对“结构类型”的僵化型式进行错动与变革,由此来拓展既有型式的可能性。架构细分既包括由整体“型”的变化产生的新形态,也包括通过局部构件组合上的混合与变化来产生的新的架构。

显然,“变型”,都必须兼顾“形式”的受力合理性,同时又能够在与功能、环境等的外部条件的对应中获得具有创造力的“形”。可以说,“变型”基于整体“型式”上的更新,不仅获得了空间上的视觉表现力,同时更是有助于改进既有“结构类型”受力合理性。

混合是将数种“型”相叠合来获得新的复杂形态的方法。金箱温春将这种型式的混合称作“混合结构”(Hybrid Structure,图4.6)。

在一栋建筑物上使用数种结构类型,在法规上称作为“结构的并用”,而在其他时候也称作为“混合结构”。建筑物结构的单纯明快被认为是好的,但是对于复杂且多功能的当代建筑来说,相比于单纯的结构,基于适材适所想法而更加合理的结构情形并不鲜见。“混合结构”通过材料与架构的组合充分发挥了各自的长处,使其在整体上能够成为性能优良的系统。7

“混合结构”将组成架构的结构构件进行混合的方式可以视为“构件混合”。它可以通过不同杆件的材料、形态、连接等方面的变化,来实现构件小型化和架构复杂化的表现。其次是局部“架构叠合”,它是将既有的结构“类型”以叠合的方式来实现更加复杂的架构形态。“杆件混合”中作为混合对象的局部杆件是无法实现整体结构稳定的,而“架构叠合”中作为叠合对象的架构原本就是作为整体支撑的结构型式。因此,尽管两者之间的混合方式不尽相同,但其目的都是优化结构受力的合理性,从而达到“适材适所”的目的。无论是“构件混合”还是“架构叠合”,都不可避免地会将架构形态推向复杂化。这当然是与当代构件标准化和施工机械化的背景相适应的结果。

4.2.2 抗震形态

抗震形态既是与日本风土密切相关的特有技术表现方式,同时它的兴起也与建筑物地震损伤修复研究及技术在近些年的逐步兴起与成熟有关。仅就近代到当代这一时期而言,日本但凡抗震技术上的飞跃都与遭受了较大地震灾害有着密切的关联。1990年代频发的地震以及震后的重建在随着地震灾害的加剧而呈现出成倍增长的趋势。得益于这样的背景,有关建筑物地震损伤修复的研究及其技术研发也越来越受到重视。其对建筑物诊断与修复的原则是 :首先对遭受地震损害的建筑物进行强度探测,在证明其结构没有受到根本性破坏的前提下,通过损伤修复技术的结构加固和局部修复,来恢复其原先的结构稳定性及强度。对于在地震中受损但不甚严重的建筑物而言,这一技术的出现无疑大大减少了震后拆除和重建的工作量,不仅大大加快了震后重建的速度,也极大地减少重复建设的资金和人力,展现出在可持续再循环的环保层面上的积极的意义。在建筑物地震损伤修复研究和技术的不断推进下,近年来随着抗震法规标准的提升,一些历史保护建筑以及因年代久远已无法符合现今抗震标准的建筑物,通过这样的抗震修复技术来加强结构性能的数量正在不断地增加,不断的技术实践反过来也进一步促进了抗震损伤修复研究水平的提高。良性的循环促使抗震形态能够以更加多样化的方式展现出来。

抗震形态的方法在结构与形态特征上的这些特点是因为抗震作为水平荷载的抵抗,其构件多设置在与抗震基础、隔震机构相邻的部位。因为只有这样才能迅速将地震的外荷传递至地面及耗能装置处,释放水平荷载对建筑主体结构造成的损害。所以,抗震构件的分布主要集中在墙、柱、梁等位置。由于屋架结构主要承担自重及屋面荷载,很少参与建筑整体的水平荷载抵抗作用,因此屋架结构罕有作为抗震构件表现于形态上的。从抗震构件的布置上来看,有在建筑物中央集中布置的,有在两端布置的,也有在单侧端部位置布置的。但即便是在建筑物的中央集中布置抗震构件,其抗震薄弱的楼板边缘如果没有相应的抗侧补强,建筑物整体的抗震效率也会大大地降低(图4.7)。因此,近些年来建筑结构的抗震构件沿外周布置逐渐成为一种趋势。由此,抗震构件也必须承担起作为建筑立面表情演出的责任。另一方面,相对集中设置的抗震墙体由于应力集中,因而无法充分地发挥材料的最大效能(图4.8)。因此,化整为零的分散化也就成为弥补集中抗震墙体效能低下的改进方式。近年来将整面的抗震墙体格构化的方式也逐渐成为主流。上述两种抗震构件在建筑物中的位置及自身形态的变化趋势中,抗震构件与建筑装饰的邂逅成为抗震形态表现的重要机遇。

还需指出的是,建筑“抗震”在此是泛指建筑物“抵抗地震荷载”,其中涵盖了各种可以用于水平荷载抵抗,特别是地震力作用下减轻建筑物损害的技术手段。它包括材料构件抵抗,也包括各类隔震、控震技术的运用。建筑抗震形态的结构形式,可以分为线型、面型及空间型三种类型。

图4.7 端部有无支柱的地震力抵抗比较

图4.8 抗震墙分散布置效应