徐洪澎,康健,張紋韶,山泉/XU Hongpeng,KANG Jian,ZHANG Wenshao,SHAN Quan
英國AA建筑學(xué)院在胡克公園的教學(xué)性木建造實踐解讀
徐洪澎,康健,張紋韶,山泉/XU Hongpeng,KANG Jian,ZHANG Wenshao,SHAN Quan
英國AA建筑學(xué)院的胡克公園教學(xué)實踐基地追求獨樹一幟的建造及教學(xué)觀念,搭建了一個先鋒的教學(xué)性木建造平臺。論文解讀了其木建造的創(chuàng)作理念:節(jié)材觀念下的小口徑原木應(yīng)用創(chuàng)新;低造價限制下的生態(tài)策略擴展;以及信息時代下的創(chuàng)作方法集成??偨Y(jié)了其在木建造及教學(xué)方面的引領(lǐng)思想。
引言
英國AA建筑學(xué)院(Architectural Association School of Architecture)素以追求不拘一格的前沿建筑理念而聞名世界。基于這一理念,在反思原有教學(xué)思想的基礎(chǔ)上,該校于2002年購買了胡克公園(Hooke Park)作為教學(xué)性的木建造基地[1][2]。于短短的十余年間,在這里形成的建造理念和教學(xué)模式已被廣泛認(rèn)為具有積極的示范性和引領(lǐng)意義。一方面,在木結(jié)構(gòu)建筑量已達(dá)年度總量的25%[3],而森林資源卻僅排名世界130余位的英國[4],AA建筑學(xué)院的木建造既具有先鋒思想,又針對現(xiàn)實問題,為木建筑的發(fā)展擴展了方向;另一方面,創(chuàng)作結(jié)合建造的教學(xué)方式回應(yīng)了一些人認(rèn)為AA建筑學(xué)院的創(chuàng)作與教學(xué)理念缺乏切合實際的批評,并引領(lǐng)了當(dāng)下“時髦”的教學(xué)模式。這里每年會迎來世界范圍內(nèi)數(shù)以千計的建筑師、學(xué)者、教師和學(xué)生到此參觀學(xué)習(xí)。
胡克公園占地150km2,坐落在英國多塞特郡( Dorset)廣袤而優(yōu)美的森林中。1982年這里作為家具木材生產(chǎn)基地的同時,建立了帕恩海姆(Parnham)學(xué)校1)以培訓(xùn)家具設(shè)計、制造和林業(yè)管理人才。隨后進(jìn)行了一系列的規(guī)劃和設(shè)施建設(shè) (圖1),由2014年普利茲克獎獲得者弗雷·奧托設(shè)計的食堂和工作間等三座木建筑先后落成2)[5]。2002年胡克公園歸屬于AA建筑學(xué)院后,在延續(xù)和發(fā)展林木生產(chǎn)基地和地域人文公園的基礎(chǔ)上,被打造為現(xiàn)代教學(xué)性實踐平臺,由十余位專業(yè)的管理者、建筑師和木工技師負(fù)責(zé)運營和協(xié)助教學(xué)工作。每年主要承擔(dān)面向碩士生開設(shè)的、為期12個月或16個月的設(shè)計與建造課程3),教學(xué)內(nèi)容是由學(xué)生親自參與完成對自己設(shè)計作業(yè)的深化與實際建造。其他活動還有面向本科生等開放的短期設(shè)計與建造工作坊、講座、座談會、沙龍、音樂會等。此外,胡克公園還是面向所有民眾開放的旅游活動區(qū),當(dāng)?shù)卮迕窠?jīng)常來這兒舉行音樂節(jié)、講談會和參觀活動等。
在帕恩海姆學(xué)校時代3座建筑的基礎(chǔ)上,胡克公園在近幾年又落成了6座主要建筑和多項不同主題的小型臨時建造(圖2)。其中的每一作品都會建立一個明確的主題,通過發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的研究型創(chuàng)作方法探尋創(chuàng)新的設(shè)計思路。盡管這些建筑
1 胡克公園建筑分布圖(圖片來源:根據(jù)官網(wǎng)圖片由山泉再加工,http://hookepark.aaschool.ac.uk/)2 胡克公園小型臨時建造列舉。從左至右、從上之下依次為:仿樹狀結(jié)構(gòu)展屋,球狀體空間,“蟲繭”樹屋,“寵物狗”家具,樹干休息棚,木帳篷,半球結(jié)構(gòu)體,社區(qū)活動亭(圖片來源:下排左3和左4為徐洪澎拍攝,其余源自http://hookepark.aaschool.ac.uk/)
國家自然科學(xué)基金面上項目資助研究:公眾參與和科學(xué)實驗結(jié)合的寒地木結(jié)構(gòu)墻體綠色節(jié)材技術(shù)研究(51478137)的規(guī)模都很小,但是每座建筑的創(chuàng)作卻都隱含著尋求解決某一類重大建筑問題新路徑的“野心”,試圖形成突破并建立范式。歸納起來,在這里聚焦的創(chuàng)作理念主要可以歸結(jié)為三方面內(nèi)容:節(jié)材觀念下的小口徑原木應(yīng)用創(chuàng)新;低造價限制下的生態(tài)策略擴展;信息時代下的創(chuàng)作方法集成。
3 食堂外觀4 弗雷·奧托與設(shè)計者討論食堂模型方案5 食堂內(nèi)部空間
節(jié)材觀念下的小口徑原木應(yīng)用創(chuàng)新
在資源匱乏的背景下,擴大地產(chǎn)木材的應(yīng)用范圍和效能無疑具有重大的社會意義與學(xué)術(shù)價值。在這一主導(dǎo)思想下,利用自產(chǎn)小口徑原木搭建結(jié)構(gòu)是胡克公園自帕恩海姆學(xué)校時期至今一直關(guān)注的主題。最早的嘗試始自于1986年建成的,由弗雷·奧托設(shè)計的食堂(圖3,4),這座建筑創(chuàng)新地采用了類似帳篷的小口徑原木結(jié)構(gòu)體系(圖5,6)。此后,這里的多座建筑都刻意地創(chuàng)新了小口徑原木結(jié)構(gòu)技術(shù)。
這一材料用于結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢在于:這類建筑空間能夠極大程度表現(xiàn)出材料的原始質(zhì)感和自然性格;它對木材生長年份要求最小,對環(huán)境及森林的破壞程度最為輕微;它能最大程度利用林木,減少了木材處理過程中的原料和能源損耗。但是,至今小口徑原木在建筑中的利用仍然很少,主要是因為在建造過程中將面臨眾多難題。其中包括:自然生長的原木規(guī)格不統(tǒng)一,連接節(jié)點的處理異常困難,無法以傳統(tǒng)方式標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、生產(chǎn)和裝配;原木中大量存在著不規(guī)則的、彎曲的、不易被利用的枝干;未經(jīng)化學(xué)工藝處理的原木較易受潮,發(fā)生收縮、變形或腐爛;天然木材容易在交接處開裂等問題[6]。
盡管困難重重,但是在胡克公園內(nèi)進(jìn)行的多項嘗試所運用的結(jié)構(gòu)體系或連接技術(shù)在世界范圍內(nèi)都屬于首例。除了食堂,在帕恩海姆學(xué)校時期的另外兩座建筑也都采用小口徑原木結(jié)構(gòu)體系,同由弗雷·奧托主導(dǎo)設(shè)計并于1989年建成的“工作間”采用了跨度接近20m、卻極為節(jié)省材料的單層球拱結(jié)構(gòu)(圖7-9);1995年建成的“威斯敏斯特宿舍”則采用了密肋網(wǎng)格搭建的殼形結(jié)構(gòu)屋面(圖10,11)。至今20余年,這些仍顯“新穎”的建筑空間很少需要維護(hù)。
AA建筑學(xué)院通過課程建造又進(jìn)一步發(fā)掘了小口徑原木的應(yīng)用潛能。“‘大棚’組裝車間”是“設(shè)計與建造實踐”課程的第一個學(xué)生作品(圖12,13)。它不但將不規(guī)則幾何形體與小口徑原木桁架有機地結(jié)合,而且第一次使用螺釘實現(xiàn)原木結(jié)構(gòu)構(gòu)件的節(jié)點連接,大大降低了對木構(gòu)件工業(yè)化生產(chǎn)的依賴,省去了不規(guī)則原木帶來的機械加工的困難和繁瑣的施工過程。所使用的螺釘最長達(dá)400mm,每個螺釘?shù)慕嵌榷急仨殗?yán)格與受力方向相切,并和木紋方向成一定角度,以防木材開裂(圖14)。經(jīng)巴斯大學(xué)對建成后的建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)測試,結(jié)果完全超乎標(biāo)準(zhǔn)4)。
“生物質(zhì)鍋爐房”是另一個開創(chuàng)性的項目,針對林區(qū)大量存在的彎曲樹干只能用作燒火燃料的現(xiàn)象,師生們提出了一種新型的井干式結(jié)構(gòu)體系,不但充分利用了這些“廢材”,而且將其“弱點”轉(zhuǎn)變成了充滿自然美感的動人曲線形式(圖15)。不同于傳統(tǒng)的井干結(jié)構(gòu),“生物質(zhì)鍋爐房”的墻體原木之間由墊木支成縫隙,而不是緊緊相貼,既便于通風(fēng),又在室內(nèi)形成強烈的光影效果;上下原木之間靠隱藏在墊木內(nèi)的長釘連接起來,既堅固又保持了完整的外觀;將每根原木外側(cè)的上部處理成向下的斜面,既防止積水,又增加了外觀的細(xì)部層次(圖16)。
低造價限制下的生態(tài)策略擴展
一方面,生態(tài)建筑已經(jīng)成為英國現(xiàn)代建筑文化的主要特征和核心發(fā)展內(nèi)容;另一方面,無論是在英國,還是在AA建筑學(xué)院的教學(xué)建造背景下,低造價的建造都是具有更加現(xiàn)實意義的選擇[7]。由此形成了胡克公園木建造的這一主題理念。
6 食堂天窗結(jié)構(gòu)桿件的構(gòu)造節(jié)點
“南宿舍”是一座以廢舊材料再利用作為主題的建造(圖17)。這一建造路徑在實際運作中會遇到種種難題,如回收材料質(zhì)量和規(guī)格參差不齊,貨料來源不穩(wěn)定,建筑師和工人對其再利用的施工經(jīng)驗不足等等?!澳纤奚帷钡慕ㄔ旄蟮囊饬x在于形成了一套可供效仿的創(chuàng)作程序與方法。首先,師生們和當(dāng)?shù)刂驹富厥諒U舊材料的民間組織建立了緊密的聯(lián)系,在他們的幫助下收集了各種廢舊材料,包括鍍鋅鐵皮、腳手架、木地板、雙層玻璃和廢舊家具等等。其次,他們把所有的廢棄材料分門別類,按照編號列出了詳細(xì)的清單目錄,以便于檢索和仔細(xì)評估再利用的可能性與最佳方式。最后,探索了創(chuàng)新性的利用方法:廢紙等具有保溫性質(zhì)的纖維材料被打碎壓實后用于墻體的保溫填充材料,橡膠等也被打碎用于地板墊層。其中玻璃的回收利用最具有代表性,因為回收的玻璃規(guī)格多種多樣,尺寸大小不一,很難以傳統(tǒng)方式直接安裝成窗扇。為解決這一問題,學(xué)生按照編號統(tǒng)計測量了所有的玻璃尺寸并存入計算機,通過相關(guān)軟件對其排列組合,最后得到一個恰好能把這些玻璃完好利用的結(jié)果,形式十分類似中國傳統(tǒng)小木作中的窗欞,實現(xiàn)了形式美感和建造邏輯的高度統(tǒng)一(圖18,19)。
7 工作間外部形象8 工作間內(nèi)部空間9 工作間施工過程中的結(jié)構(gòu)體系框架10 威斯敏斯特宿舍外觀11 威斯敏斯特宿舍內(nèi)部空間
12“大棚”組裝車間外觀13“大棚”組裝車間內(nèi)部結(jié)構(gòu)14“大棚”組裝車間螺釘節(jié)點示意圖15 生物質(zhì)鍋爐房外觀16 生物質(zhì)鍋爐房細(xì)部
被動生態(tài)技術(shù)是另一低成本下的生態(tài)建筑解決思路?!笆刈o(hù)者之家”是世界上第一座完全符合超節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的被動式節(jié)能木建筑(圖20)。它在建造、使用和維護(hù)這一建筑全生命周期中處處體現(xiàn)了高效的被動式節(jié)能設(shè)計。建筑完全采用基地周邊的木材就地加工,有效減少建造能耗。建筑墻體厚實笨重,其內(nèi)采用打碎壓實的紙殼等作為保溫材料,表皮以防水透氣模覆蓋后鋪設(shè)木板,保障各個節(jié)點都實現(xiàn)了更好的氣密性(圖21)。北側(cè)的開窗面積小,保證了建筑內(nèi)部空間的私密性,同時具有良好保溫性能。房屋的南向布置使用率較高的功能空間,十分開敞,設(shè)置大面積窗扇,增加陽光照射。房屋的屋頂在東側(cè)自然隆起,最大程度為主臥室引入了晨午的日光。房屋的另一側(cè)為起居室,擁有朝向校園的最佳景觀視野,同時方便管理員對校園師生的監(jiān)督。臥室和起居室中間設(shè)置一條尺度適宜的“小狗過道”將兩部分分開,同時使林區(qū)中優(yōu)美景觀滲透進(jìn)住宅內(nèi)部。外廊的設(shè)置增加了更適合的戶外活動空間,有意識地設(shè)定了一種節(jié)能的生活方式(圖22)。
信息時代下的創(chuàng)作方法集成
依托AA建筑學(xué)院超前的信息與數(shù)字化設(shè)計教學(xué)平臺,胡克公園很多作品得益于創(chuàng)新地結(jié)合了當(dāng)代信息與技術(shù)的設(shè)計方法,成為其又一主要創(chuàng)作理念[8]。
在“生物質(zhì)鍋爐房”的創(chuàng)作中師生們首先利用3D掃描設(shè)備收集林區(qū)樹木的三維形態(tài)數(shù)據(jù),然后結(jié)合構(gòu)思草圖,并通過數(shù)字化軟件編程,排列組合可能利用的彎曲樹枝,使得每段樹枝曲線端部相切,這樣能夠保證所有的木料首尾平滑相連,可以得到多種組合結(jié)果,最后結(jié)合場地,確定貼合環(huán)境的最終方案,并逐個對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗算以得到最優(yōu)解。完成初步設(shè)計后砍伐需要的枝干并對其進(jìn)行編號,根據(jù)計算機模型完成建造(圖23)。
“木材存放雨棚”是參數(shù)化創(chuàng)作的經(jīng)典作品,這一作品的創(chuàng)作線索依然源于發(fā)掘地產(chǎn)木材的利用潛能(圖24)。結(jié)合參數(shù)化設(shè)計,在結(jié)構(gòu)創(chuàng)意中形成了由彎曲長條木板構(gòu)成的六角形空間單元,適應(yīng)了山毛櫸樹木原料最佳的長度和力學(xué)性能(圖25,26)。通過組合,這種單元能夠形成任意的整體尺寸和形式。在建造中學(xué)生們借助家具加工中的熱彎技術(shù),自己設(shè)計了一個可調(diào)節(jié)的氣動蒸汽彎曲夾具,將每個2m長的木板原料根據(jù)計算機提供的參數(shù)逐一彎曲成需要的曲率形狀,也通過編號完成組裝(圖27)。由于這一項目從設(shè)計到建造借助了多項現(xiàn)代技術(shù),建成效果自然充滿了現(xiàn)代藝術(shù)美感。
17 南宿舍外觀18 南宿舍廢舊玻璃的數(shù)據(jù)整理19 南宿舍玻璃窗立面效果
在集成信息與技術(shù)創(chuàng)作方法的同時,胡克公園的木建造也意識到其局限性,并認(rèn)為大眾參與設(shè)計與建造是彌補單純技術(shù)方法的關(guān)鍵手段,是將建筑實用性與人文性有效結(jié)合的保障。胡克公園每年都會組織很多個“志愿者周末”,安排學(xué)生、老師和當(dāng)?shù)氐拿癖娨黄鹱鰣@藝,除此之外,還舉辦了其他饒有趣味的活動以加深學(xué)生對民眾需求的了解。如風(fēng)鈴草花開時,會邀請當(dāng)?shù)孛癖妬泶速p花,享受園區(qū)內(nèi)的陽光、晨霧、清新的林風(fēng)和雨露,同時老師和同學(xué)會向參觀者介紹園區(qū)建筑及建造設(shè)想,并征求他們的看法。更重要的是公園內(nèi)的木房子創(chuàng)作與建造過程都有著當(dāng)?shù)鼐用窕蛑驹刚叩姆e極參與:共同討論、動手搭建和享受成果。他們和師生一道共同成為胡克公園的創(chuàng)造者。對此,胡克公園會不定期舉行座談會,通常邀請知名學(xué)者主持會議,和當(dāng)?shù)孛癖娨黄鹛接懜鞣N深入生活的專業(yè)議題,如新型社區(qū)空間——當(dāng)代文化語義下的景觀創(chuàng)作、多元合作和創(chuàng)新等等??梢哉f雖然在胡克公園創(chuàng)作的師生們進(jìn)行著世界最前沿的專業(yè)創(chuàng)作,但絕不曲高和寡,拒人千里。他們雖然離群索居,卻有著既入世又出世的態(tài)度——讓建筑實驗真正融入當(dāng)?shù)厣鷻C勃勃的生活。
結(jié)語
胡克公園的教學(xué)性木建造是AA建筑學(xué)院“革新試驗”標(biāo)簽理念下的又一成功范例。
首先,胡克公園的運作模式,一方面通過林木銷售和旅游構(gòu)建了經(jīng)濟基礎(chǔ),又通過創(chuàng)作與建造形成了教學(xué)與科研的共同載體,實現(xiàn)了產(chǎn)、學(xué)、研的有機結(jié)合模式;另一方面,通過運營發(fā)展了地域人文公園,又通過生態(tài)教學(xué)試驗打造了可持續(xù)生態(tài)環(huán)境,建立了區(qū)域人文與生態(tài)環(huán)境發(fā)展的可持續(xù)藍(lán)圖。這一模式自身就具有廣泛的引領(lǐng)作用。
其次,胡克公園每一例木建造都體現(xiàn)了超前的內(nèi)涵和個性,但是如此“標(biāo)新立異”的建筑并不是建立在大量能源消耗、復(fù)雜的建造過程和超支的材料使用上,而是基于對本土木材最大化利用等現(xiàn)實矛盾的科學(xué)考量。這一建立在真實語境下尋求先鋒思想的創(chuàng)作實踐更加適合時代的需求。針對地域與時代下的突出問題,在小口徑原木應(yīng)用、生態(tài)策略擴展、以及創(chuàng)作方法集成三方面形成了具有廣泛示范性的問題解決路徑。
再次,其教學(xué)方面的核心思想也占據(jù)了當(dāng)前發(fā)展的制高點,主要表現(xiàn)在3個方面:通過從苛刻的現(xiàn)實矛盾中尋找創(chuàng)作靈感,實現(xiàn)有針對性地訓(xùn)練學(xué)生所普遍欠缺的科學(xué)創(chuàng)新能力;通過更為直觀的木結(jié)構(gòu)創(chuàng)作和搭建,提高學(xué)生所最應(yīng)具備的空間建構(gòu)能力[9];通過切身參與的實際建造,提升學(xué)生在課堂上難以獲得的專業(yè)綜合能力。
胡克公園的教學(xué)性木建造對我國也具有積極的啟示和借鑒意義。首先,這一運行模式并非難以實現(xiàn),通過校企聯(lián)合打造的生態(tài)人文景觀獨特的旅游區(qū)是雙贏和多贏的局面;其次,無論是木建筑的發(fā)展,還是建筑教育,胡克公園的創(chuàng)作理念和核心思想都同樣適合我國而且更有需求,因為我國面臨著相似而又更為嚴(yán)峻的木建筑發(fā)展的挑戰(zhàn),同時也需要更多優(yōu)秀的、全面的建筑人才。
[1] 布雷特·斯梯爾.赫南·迪亞茲·阿隆索的暗表面——AA建筑學(xué)院院長寫給《極度建筑》的序言[J]. 城市環(huán)境設(shè)計. 2008.04: 127-128
[2] 丁玉紅.基于創(chuàng)新人才培養(yǎng)的當(dāng)代建筑教育探議——倫敦AA建筑學(xué)院的啟示[J]. 中外建筑. 2010.07:58-61
[3] Head Office of Structural Timber Association. Market Report 2012 Prepared by Timber Trends,Issue 11-October 2013[EB/OL],http://www.structuraltimber.co.uk
[4] 聯(lián)合國統(tǒng)計司主要環(huán)境指標(biāo)[EB/OL].http://unstats. un.org/unsd/environment/forestarea.htm
[5] The Architectural Association's Woodland .History of Hooke park Campus[OL]. http://hookepark.aaschool.ac.uk/[6] Makepeace,John. Hooke Park College to Encourage Small Timber-based Rural Industries[J].Environmental Conservation.1991.03 卷 18 期 :76 - 78
[7] 陳冰,康健. 英國低碳建筑:綜合視角的研究與發(fā)展[J]. 世界建筑. 2010/02:54-59
[8] Mark Prizeman. Hooke Park As a New AA Initiative in Education[J]. Architectural Design,2005/07:54-57
[9] 顧大慶. 建筑教育的核心價值——個人探索與時代特征[J].時代建筑. 2012,04:16-23
23 生物質(zhì)鍋爐房施工過程24 木材存放雨棚外觀25 木材存放雨棚結(jié)構(gòu)計算機模型26 木材存放雨棚結(jié)構(gòu)細(xì)部(3,5-8,10-13,15-17,24,26圖片攝影:徐洪澎)27 木材存放雨棚自制熱灣工具(4,9,14,18-20,23,25,27圖片來源:http://hookepark.aaschool.ac.uk/)
注釋:
1) 1976年約翰·邁克佩斯(John Makepeace)買下距離胡克公園4英里的帕恩海姆住宅(Parnham House),于1977在這里開設(shè)帕恩海姆家具工匠培訓(xùn)學(xué)校,1982年約翰·邁克佩斯將胡克公園擴展成為結(jié)合林業(yè)活動和家具制作的帕恩海姆學(xué)院。
2) 這一時期弗雷·奧托在斯圖加特大學(xué)剛剛成立自己的工作室,胡克公園的食堂和工作間是其早期的探索性作
品,奠定了其創(chuàng)作理念和風(fēng)格。這兩個項目的結(jié)構(gòu)合作師泰德·哈普奧德(Ted Happold )為巴斯大學(xué)建筑與工程系的創(chuàng)始人。
3) 設(shè)計與建造實踐課程面向建筑學(xué)碩士(MArch)開設(shè)時間為16個月;面向理學(xué)學(xué)碩士(Msc)開設(shè)時間為12個月。
4) 本文第三作者參與測試。
Analysis of the Instructional Timber-Construction in Hooke Park of AA School of Architecture,UK
The Hooke Park,owned and operated by the Architectural Association School of Architecture (AA),contains a pioneering educational facility for timber design and construction teaching platform. This paper interprets its unique creation concepts in timber building design and explores its leading ideas in timber construction and teaching: innovative timber-efficient application of small log wood,extension of ecological strategy under cost restrictions,and integration of creation methods in the information era.關(guān)鍵詞:AA建筑學(xué)院,胡克公園,木建造,教學(xué),創(chuàng)作理念
architectural association school of architecture,hooke park,timber construction,education,creation concepts
徐洪澎,哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑學(xué)院康健,哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑學(xué)院英國謝菲爾德大學(xué)建筑學(xué)院
張紋韶,巴斯大學(xué)
山泉,哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑學(xué)院
2015-07-01