鄭婉瑩

（中國海洋大學(xué) 山東青島 266003）

根據(jù)建設(shè)部《注冊建造師執(zhí)業(yè)工程規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，單體建筑面積小于3000m2的工業(yè)，民用與公共建筑工程屬于小型建筑。相比較大型體育館，車站，劇院等，小型建筑與使用者“相處時(shí)間”更長，而且人們在小型建筑中的活動(dòng)關(guān)系到一朝一夕的生活，因此小型建筑對(duì)建筑空間的舒適性，建筑性能的便利性以及建筑內(nèi)外場景的美觀性等要求更高。結(jié)構(gòu)技術(shù)在這些功能要求的實(shí)現(xiàn)過程中發(fā)揮了不可缺失的作用，結(jié)構(gòu)技術(shù)賦予建筑材料以嚴(yán)謹(jǐn)有序的組合方式，使其成為建筑構(gòu)件，進(jìn)而由構(gòu)件形成空間，并且在建筑空間中實(shí)現(xiàn)建筑的其他功能；在追求建筑藝術(shù)，建筑舒適度與可持續(xù)觀念的當(dāng)代社會(huì)，結(jié)構(gòu)技術(shù)更成為了實(shí)現(xiàn)建筑師奇思妙想的手段、滿足使用者生理心理需求的途徑以及表達(dá)建筑可持續(xù)觀念的構(gòu)造語言。

1 結(jié)構(gòu)技術(shù)對(duì)小型建筑空間的作用

提起結(jié)構(gòu)技術(shù)對(duì)建筑空間的作用，人們往往會(huì)聯(lián)想到跨越廣闊水域的橋梁，行人如織的大型車站以及世界各地氣勢磅礴的地標(biāo)性建筑，建筑的結(jié)構(gòu)語匯、力學(xué)語匯往往通過跨度與高度的延伸來表述。然而，在小型建筑中合理使用傳統(tǒng)上用于大跨度處理的結(jié)構(gòu)技術(shù)，可以使建筑物對(duì)建筑空間的定義與塑造更加靈活自然，從而使建筑物的使用功能得到更充分的實(shí)現(xiàn)。

1.1 建筑實(shí)例

1.1.1 齊云山別墅

由本構(gòu)建筑事務(wù)所設(shè)計(jì)的齊云山樹屋是設(shè)計(jì)師利用核心筒結(jié)構(gòu)原理創(chuàng)作的一例經(jīng)典休閑小筑。樹屋的承重系統(tǒng)為鋼結(jié)構(gòu)，中央旋轉(zhuǎn)樓梯的筒體既是建筑的主體支撐，又是結(jié)構(gòu)核心筒。在暖通排水設(shè)備的布置上，樹屋與超高層建筑極其相似，核心筒的中心部分提供了所有設(shè)備的井道空間，洗手間的排水主管與空調(diào)外機(jī)的冷媒管道均放置在此處，通過核心筒的過道吊頂和筒壁通往相應(yīng)的房間。樹屋的交通聯(lián)系部分是依附于核心筒盤旋而上的中央旋轉(zhuǎn)樓梯，樓梯間的休息平臺(tái)就是通向各個(gè)房間的入口平臺(tái)，樓梯梯段中部連接一條依地勢架設(shè)的玻璃廊橋，自廊橋進(jìn)入樹屋，可抵達(dá)兩部分相互間隔的空間。樹屋的使用部分包括兩處玄關(guān)，兩個(gè)臥室，兩個(gè)洗手間，一個(gè)起居室和一個(gè)觀景間。這七個(gè)集裝箱式的房間以懸挑的形式連接在筒體上，并以筒體為軸朝向各個(gè)方向，每一個(gè)房間都小巧玲瓏，但位于房間端頭的玻璃窗卻將室內(nèi)視野擴(kuò)展到了濃綠蓁蓁的松樹林中。

圖1

圖2

綜上所述，齊云山樹屋建造中核心筒結(jié)構(gòu)的應(yīng)用對(duì)空間的作用體現(xiàn)在幾個(gè)方面：①核心筒提供了暖通排水設(shè)施的安放空間，使建筑基礎(chǔ)功能完善，但外部并無繁瑣的設(shè)備管道；②核心筒結(jié)構(gòu)串聯(lián)起了七個(gè)獨(dú)立的房間，實(shí)現(xiàn)了建筑對(duì)空間功能分區(qū)的需求，但由于筒體的圓柱形構(gòu)造，方盒形的房間并不是生硬地堆疊，而是在豎直方向上豐富而上下流動(dòng)地錯(cuò)位，這樣一來，建筑內(nèi)部的小房間彼此之間界限分明，靜謐舒適，同時(shí)交通聯(lián)系部分可直接通往每個(gè)房間，增加了使用過程中的便利性和緊急情況下的安全性；除此之外，依附在核心筒的旋轉(zhuǎn)樓梯形成了樹屋內(nèi)部賞景空間，實(shí)現(xiàn)了樹屋的觀景功能。

1.1 .2李子林住宅

齊云山樹屋核心筒結(jié)構(gòu)將各個(gè)獨(dú)立建筑空間連接，塑造的是“加法”的空間；建筑師妹島和世設(shè)計(jì)的李子林住宅則是利用預(yù)制鋼板墻實(shí)現(xiàn)了建筑內(nèi)部空間的互動(dòng)與套疊，塑造了“減法”的空間。

李子林住宅的使用者是一個(gè)五口之家，他們希望住宅在滿足日常使用功能的同時(shí)形成一個(gè)具有良好的整體性和貫通性的大空間，以增進(jìn)家庭成員之間的交流。為了實(shí)現(xiàn)這一需求，妹島使用了兩個(gè)設(shè)計(jì)思路：①功能布置的穿套手法，在平面中表現(xiàn)為到達(dá)某一個(gè)房間必須經(jīng)由另一個(gè)房間，多個(gè)封閉的房間被連通和統(tǒng)一；②超尺度的比例現(xiàn)象，通過增加房間的高度營造大空間的效果，每個(gè)房間具有自己的特征和比例，從而在空間融合的同時(shí)保留了各部分的私密性。

圖3

圖4

通過對(duì)薄形夾層波紋鋼板承重墻的布設(shè)，妹島所設(shè)想的解決方案成為了現(xiàn)實(shí)。在水平向上，鋼板的厚度僅有16mm，一方面避免了厚重的墻體構(gòu)件對(duì)空間的占據(jù)，另一方面也減少了梁和柱帶來的局促感，使室內(nèi)空間寬敞通透；在垂直向上，鋼板的密度是C30混凝土的3倍，而強(qiáng)度是C30混凝土的20倍，可以承擔(dān)很大的豎向荷載，因此可以實(shí)現(xiàn)房間高度的增加，與此同時(shí)在鋼板上可以設(shè)置面積較大的門窗洞口，使建筑的空間深度得以自然拓展，滿足了業(yè)主“希望是只有一個(gè)房間的大空間”這一設(shè)計(jì)要求。

1.2 小結(jié)

在小型建筑中，結(jié)構(gòu)技術(shù)對(duì)建筑空間的作用可以歸納為兩個(gè)方面，首先，在建筑外部，利用結(jié)構(gòu)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)有限地面面積上空間的擴(kuò)展，在此基礎(chǔ)上利用核心筒結(jié)構(gòu)，懸挑結(jié)構(gòu)，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等豐富的結(jié)構(gòu)形式，可以在滿足建筑功能的要求之外實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)師的許多構(gòu)想；其次，在既定的建筑體內(nèi)部，結(jié)構(gòu)技術(shù)可以使建筑內(nèi)部空間分區(qū)和使用更加靈活，即可以滿足功能分區(qū)的劃定，又能給使用者帶來舒適自然的感官體驗(yàn)。

2 結(jié)構(gòu)技術(shù)對(duì)小型建筑性能的作用

采光通風(fēng)，保溫隔熱，建筑物的基本性能關(guān)系到建筑物的舒適耐用程度，而在人與自然的關(guān)系被廣泛關(guān)注的今天，這些性能也被視為可持續(xù)性建筑研究的重要領(lǐng)域。在小型建筑中使用多元化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)門窗等采光通風(fēng)設(shè)施的合理安放以及保溫隔熱構(gòu)件的功能優(yōu)化，從而滿足建筑的舒適性要求與可持續(xù)設(shè)計(jì)理念。

2.1 建筑實(shí)例

2.1.1 Miller House

Miller House是建筑師埃羅·薩里寧設(shè)計(jì)的一處住宅。住宅的承重系統(tǒng)為框架結(jié)構(gòu)，即用梁和柱共同組成的框架來承受房屋全部荷載。建筑柱網(wǎng)的布置采用對(duì)稱完整的正方形布局，16根白色十字形鋼柱散布在房屋的四角、外墻的1/3節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)向屋內(nèi)做垂線所形成的交點(diǎn)處。鋼柱柱頂搭接著細(xì)長的屋梁，與傳統(tǒng)屋梁不同的是，這些梁既是承重梁，又是采光梁，它們并不是直接落在柱子上，而是構(gòu)筑在了柱頭的兩側(cè)，這就使得屋面梁的上方可以布置上長條形的天窗，從而實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)充沛的天然采光。住宅內(nèi)部被上述梁柱系統(tǒng)劃分為9個(gè)功能分區(qū)，每個(gè)分區(qū)都是四平八穩(wěn)、中規(guī)中矩的矩形，使別墅具有了傳統(tǒng)屋舍寬平和恬靜；而在每個(gè)功能分區(qū)的邊界，屋面的長條形天窗流瀉出輕盈的自然光，與室內(nèi)色彩明艷亮麗的家居布置交相輝映，表達(dá)了建筑師別出心裁的美學(xué)構(gòu)想，使大宅更具有現(xiàn)代化的氣息。

圖5

圖6

圖7

在Miller House中，結(jié)構(gòu)方面框架系統(tǒng)在梁柱布局上對(duì)傳統(tǒng)的延續(xù)和梁柱形式上施工的創(chuàng)新，映射為建筑方面古典布局的舒適雅致與天窗系統(tǒng)的自然靈動(dòng)。合理的結(jié)構(gòu)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)小型建筑采光的舒適性，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，可以為建筑使用者提供與自然光充分接觸的室內(nèi)環(huán)境和便于室內(nèi)建筑設(shè)計(jì)的光照基礎(chǔ)。

2.1.2 勒克瑙項(xiàng)目別墅

印度勒克瑙項(xiàng)目是由建筑師Nina Puri和San jay Puri主創(chuàng)的別墅住宅。該項(xiàng)目將混凝土澆筑的大型遮陽屏幕與印度傳統(tǒng)的房屋建造方式相結(jié)合，以應(yīng)對(duì)住宅所在地炎熱的氣候。房屋幾乎完全由未加工的混凝土建造，承重部分的混凝土厚重堅(jiān)固，圍護(hù)部分的混凝土則像印度傳統(tǒng)的刺繡掛毯一樣精致輕薄，建筑中共使用了18個(gè)由混凝土澆筑的遮陽屏幕。這些屏幕分布在建筑外圍的窗框、側(cè)墻以及建筑內(nèi)庭院與使用空間的交界處，這樣一來，炙熱的陽光被阻擋在“混凝土掛毯”之外；而且建筑內(nèi)庭院與外輪廓均處于自然環(huán)境中，自然風(fēng)可以在建筑主題中自由流通，為建筑使用者帶來了清涼與舒爽，見圖8、圖9。

結(jié)構(gòu)技術(shù)在勒克瑙項(xiàng)目建筑通風(fēng)中的作用，體現(xiàn)在通過對(duì)混凝土板的加工與構(gòu)造使其與印度古典庭院設(shè)計(jì)相融合，從而形成了整所建筑形態(tài)美觀而效果顯著的通風(fēng)系統(tǒng)。

2.1.3 拉伸住宅

混凝土結(jié)構(gòu)在建筑保溫隔熱方面也發(fā)揮著不容小覷的功能。拉伸住宅是由MCK Architecture&Interiors建筑事務(wù)所主持改建的一座小型建筑，在改建過程中設(shè)計(jì)師通過拉伸原有住宅的剖面創(chuàng)造了開闊的生活區(qū)，此部分住宅的外殼材料是清水混凝土，這種混凝土材料內(nèi)部有閉合的氣孔，能夠儲(chǔ)存與釋放熱量以調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，從而抵御了室外氣溫波動(dòng)。住宅背立面的黑鰭結(jié)構(gòu)控制著直射的陽光，冬天太陽高度角較低時(shí)陽光可以投射到室內(nèi)，夏天太陽高度角較高時(shí)光線被反射出去。

圖8

圖9

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圖11

在拉伸住宅中，設(shè)計(jì)師結(jié)構(gòu)技術(shù)將適當(dāng)?shù)慕ㄖ牧虾侠淼亟M合，使住宅隔熱效果極佳，適應(yīng)了澳洲北岸的氣候特征與可持續(xù)發(fā)展觀念。

2.2 小結(jié)

通過上述案例分析可以將結(jié)構(gòu)技術(shù)對(duì)小型建筑性能的作用歸納為兩個(gè)方面：①基于結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的本構(gòu)關(guān)系，合理的結(jié)構(gòu)技術(shù)可以使建筑構(gòu)件形成適應(yīng)建筑環(huán)境的采光通風(fēng)、保溫隔熱系統(tǒng)，保障小型建筑的舒適性，在此基礎(chǔ)上還可以進(jìn)行創(chuàng)新和藝術(shù)設(shè)計(jì)，使建筑更好地滿足使用者生理，心理上的需要；②利用現(xiàn)代化的施工技術(shù)，可以將節(jié)能材料運(yùn)用于小型建筑的采光通風(fēng)、保溫隔熱中，使建筑滿足可持續(xù)發(fā)展的要求。

3 結(jié)構(gòu)技術(shù)與建筑場景塑造

建筑物之美與結(jié)構(gòu)技術(shù)之間存在著對(duì)立而統(tǒng)一的關(guān)系，結(jié)構(gòu)技術(shù)是建筑之美所依托的構(gòu)件實(shí)體之間的內(nèi)在關(guān)系，結(jié)構(gòu)技術(shù)成就了建筑之美，但與此同時(shí)，隨著結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展，結(jié)構(gòu)體系不再單只作為承重系統(tǒng)存在于建筑物中，結(jié)構(gòu)開始服務(wù)于場景的塑造，成為了建筑之美的一部分。

3.1 建筑實(shí)例

種馬山脊別墅：

位于華盛頓州瀑布的北邊的Methow冰川峽谷的種馬山脊別墅其實(shí)是四座具有懸挑結(jié)構(gòu)的房間和懸挑平板屋頂?shù)莫?dú)立建筑的集合體，它們圍繞著一個(gè)庭院和一個(gè)游泳池，在地面上互不相連，但懸挑房間和屋頂?shù)难由煊质蛊浔舜酥g保持了整體性，就像是一個(gè)野營地，從一個(gè)賬篷到另一個(gè)賬篷。家居生活的恬美與自然環(huán)境的粗獷和諧地凝集在這座建筑中，鮮活與祥和，澎湃與安靜在此處共存。

圖12

圖13

這種人、建筑與自然相互融合的建筑場景來源于對(duì)懸挑結(jié)構(gòu)的使用。結(jié)構(gòu)師通過合理地搭設(shè)工字鋼支承，用襯砌的方式進(jìn)行加固，用靠近外墻的細(xì)柱輔助受力等施工手段實(shí)現(xiàn)了出挑部分的靜力平衡與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，別墅的建筑藝術(shù)效果才得以被準(zhǔn)確理想地表達(dá)出來。但值得一提的是，用于塑造懸挑結(jié)構(gòu)的工字鋼、用于承受房屋主體荷載的鋼框架以及輔助承載的廊前細(xì)柱并沒有被完全地隱藏，它們暴露在環(huán)境之中，色彩搭配與環(huán)境相契合，同時(shí)給與使用者心理上的安全感，因此也成為了建筑布景的重要元素。

3.2 小結(jié)

不同于大體量建筑可以改變一個(gè)地區(qū)的環(huán)境氣質(zhì)從而創(chuàng)生一個(gè)建筑場景，小型建筑場景的塑造是建筑，自然與人文交織融合的過程。在這個(gè)過程中，結(jié)構(gòu)技術(shù)既是建筑設(shè)計(jì)的完成手段，又是建筑美學(xué)表達(dá)中的一支獨(dú)立語匯，結(jié)構(gòu)技術(shù)成就了建筑之美，同時(shí)結(jié)構(gòu)技術(shù)的表達(dá)也是建筑之美的重要元素。

4 結(jié)語

在小型建筑中，結(jié)構(gòu)技術(shù)既是建筑物得以形成場所、發(fā)揮作用的內(nèi)部秩序，又是建筑物與使用者產(chǎn)生聯(lián)系的外在語言。不論是在小型建筑空間的塑造，建筑性能的優(yōu)化還是建筑藝術(shù)的美學(xué)表達(dá)中，結(jié)構(gòu)技術(shù)都發(fā)揮了不可或缺的作用。

因此可以說，空間合理、性能優(yōu)越、具有美感的小型建筑是建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)技術(shù)的結(jié)晶，建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)理念協(xié)調(diào)工作，才能創(chuàng)造出更符合使用者要求和時(shí)代觀念的精品小型住宅。