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预制混凝土建造的价值

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建筑师在提到预制建造时,其指代范畴可以十分广泛——预制建造的结构构件单元(譬如一根预制的混凝土大梁)、预制建造的大块立面单元(譬如幕墙局部或是三明治墙体单元)、预制建造的房屋单元(整间卫生间预制吊装)等等。预制建造整套房屋现如今也已经不再只是纸上谈兵。在苏黎世联邦理工大学成立不久的机械建造研究室,获得了瑞士国家研究基金1340万瑞郎巨额研究经费,志在将预制建造推向全面工业化、自动化。这一切所许诺的未来令人兴奋:风雨无阻行走于办公室与建筑工地途中的建筑师们,不久将无需默默惋惜为平庸琐碎消逝的年岁;热衷于计算机算法造型的程序建筑师或许将不再因为他们的设计建造困难而无力地辩驳,有数控车床精确塑形、自由订制三维打印、机械臂与无人机自动装配的协助,一键“烘培”纸外建筑似乎指日可待。


ETH 机器人装配实验室 © Andrea Diglas ITA, Arch-Tec-Lab AG

不过为了避免被兴奋冲昏头脑,我们还需要听听怀疑论者冷静的质问:当没有了消磨时间的工作后,那些没有能力进行创造性工作的建筑师又该如何填补他们的空虚;而有些纸上建筑一旦被建造出来,冗余而复杂的形式就包裹不住简单而空洞的思想,因为它不再因抽象而让人产生想象空间,它的“先驱”标签也在落成之日被摘除。

在Werk Bauen Wohen 1985年11月的“材料与细部”(Material und Detail)专题里,Marcel Meili 这样描述他对六七十年代工业化预制建造探索的观察:“说到底工业产品(预制建造)也不过是提供了出色质量的建筑构件而已。”在六七十年代,无论是现代主义者、古典主义者、还是强调建筑社会性者,都将板式预制建造这一新工具视作他们各自建筑理念的“救星”。然而,新建造方式给建筑学本体带来的新条件与变革却少有人提及。


Meili 著文三十年后的今日,由预制建造技术实现的建筑在欧洲语境中也已经稀疏平常,他曾点评过的各方也都有了新的面貌,但他的思考却毫不过时。它提醒我们无须过度迷信预制建造技术,因为一项技术自身并不能代替人们解答建筑学的本体问题,同时,我们也不必因伴随预制建造产生的诸多问题便否认其价值。带着这样的警醒,我们不妨从几个不同视角审视,并尝试回答建筑师首要关心的问题:“预制建造技术究竟为建筑学带来了怎样的价值?”


由钢、木、石材等材料进行建造的房屋,其实并不存在“非预制”的情况,因为这些材料或多或少总是先被预先加工而后运输至施工现场。唯独混凝土这一材料,自其诞生直至今日,始终保持着极高程度的施工现场“湿作业”,而混凝土又恰恰因为其材料性能好、技术门槛低而在所有建筑材料中使用最为广泛,因而本文将讨论限定在预制混凝土建造的范畴。


建造是设计中的一环


相比于较为抽象的建造系统,材料对设计思考的影响往往更为直观。以材料特性出发设计建筑形式,在建筑师的思维中占据重要位置。几乎每个建筑学学生在最初开始学习的阶段便会接触到Louis Kahn哪句经典的设问,“砖,你想成为什么?”大部分建筑师都赞同材料属性是建筑形式成立的前提,那建造系统又在这个材料-形式的二元关系中扮演了怎样的角色呢?


Eduardo Chillida 曾将建筑师类比于雕塑家。他认为二者的创作过程是相似的——在一个想法被“物化” 过程中,随着物的变化,想法本身也发生着变化。


Dolf Schnebli 以 Zentrum Ruopingen 项目的过程为例表达了他对这一类比的赞同。依照钢结构材料承受拉力能力强的特征,建筑师在项目初期设计了轻质钢阳台“悬挂结构体系”,意图减少结构用材、优化自重。而随着设计深化中对施工流程的考量,他们意识到,在混凝土主体结构全部完成之后,才可以开始进行装配轻质悬挂结构。这将带来塔吊机械的费用激增,并且也必须搭建可以在预制装配中被省去的施工脚手架。于是最终单一的“材料理性”逻辑让步于对建造成本与工序优化的整体考量,轻质受拉钢结构改为受压的自承重钢结构阳台,与预制混凝土结构同步施工。可见,如果忽略建造流程仅从静态的材料特性出发,设计逻辑便显得格外单薄。


Dolf Schnebli, Zentrum Ruopingen,1985.


以此出发,Schnebli在 Chillida 的思考的基础上,对材料、建造与设计之间的关系进行了进一步的描述:“材料与建造过程密不可分,而正如设计想法影响材料与建造过程,材料与建造也同样地塑造着设计想法。”换言之,设计过程不应囿于材料逻辑,更不应止步于建造过程的开始,而应一直持续到建筑落成。“设计思考-建造流程-设计思考”的反馈过程往往是一个动态的过程。


那么针对这种动态的过程,能否设计一种灵活可变的预制建造系统,以满足我们在不同场合对建筑的诉求,并以系统本身的适应性应对建造过程中出现的不确定性?这样的 “系统论”思想是阿波罗登月计划得以成功的基石,并在登月成功后被广泛传播,也在60-80年代的一系列建筑实践中的被加以应用。



位于米兰郊区Lissone的Facep工厂与仓储用房建成于1964年,其预制混凝土承重结构仅由三种基本构件组成。这种柱-梁-板的经典建造系统有着原始棚屋般的精炼,同时让结构系统的自明性、可读性达到了最大化。其构件曲线轮廓让人自然地联想到建筑师Angelo Mangiarotti同样卓越的工业设计产品——清晰的交接、高度统一的形式语汇、工业产品级的制造工艺。这些特质完全颠覆了混凝土冰冷粗糙的惯常印象,使本来寻常的混凝土材料产生了某种陌生感:


Elmag工厂建造系统节点(©Mangiarotti档案馆)


一系列平和但微妙的形式操作——从8m长的预应力板过渡到14m净跨的预应力大梁,再交接于微微扬起“承接”的柱头,最终以舒缓的柱身收分落地,柱头的出挑减少跨度内梁的长度(14m是当时卡车运输限制),梁板上曲线内凹刻画在保持结构强度的同时减轻了结构自重,板的微拱同时解决了屋面排水,而尽端柱头不承托梁的槽口则自然形成了排水的出口。举重若轻的轻盈优雅,毫无多余要素的高度整合,与工业建筑中常见的建筑氛围形成强烈反差。这里对材料的运用固然极大程度地彰显了浇筑工艺赋予混凝土材料的形式自由,但其核心价值却在于营造美的氛围。



Thomas Herzog准确地评价了这座洋溢着庄重优雅气质的工业建筑的的价值:在许多城市,工业区往往构成了最大比例的郊区景观,不计其数的工人在这里度过每日的大部分时光。而出于经济性的考虑,这些建筑物们被建造得毫无品质,以至于工人们下班后迫切地慌忙逃离并将其快速遗忘。与此形成对比,Mangiarotti的作品所呈现的气质,以一种从容而不矫揉造作的方式无言地批判了这看似习以为常、实则荒谬至极的状态,营造了令人难忘的建筑之美。


此后,以这一建造系统为原型,Mangiarotti在接下来的二十年里接连设计建造了众多工业建筑。然而,“演化”并不总意味着“进化”。



在1969年建成的位于Como的厂房,同样的矩形柱网承载主次梁结构体系,略带曲线的构件体型、柱体的双柱头形式也与Lissone不无相似,但两个项目所传递的氛围却有着决定性的差异:Como工厂的面积达到了Lissone的五倍,其柱网轴距、结构单元与构件数量、以及构件的尺寸都比后者有显著的增大。相应地,其技术难度也大幅提高,譬如其跨距达到18米的屋顶板,在两侧肋的强化作用下板中心最薄处厚度仅3cm,并借此在板中心开洞采光,跨距增大使结构自重增加,因而主梁跨中弯矩变大而更难解决。最终,主梁被置于轴网短边方向。一般情况下,按照柱头形式所提供的减少跨距作用以及视觉指向性,其理应与主梁轴向一致,而此处空间的朝向为次梁/板轴向,双柱造型的巧妙构造表达由此产生,以极为多义的方式解决了柱头朝向与空间向性的矛盾。



在1976-79年Giussano的Feg公司入口接待厅项目中,这一系统再次发展:新的体系以正方形柱网形成基本单元,视觉上相近的主次级预制板结构,以取消由矩型格网及主次梁秩序带来的空间等级关系,从而达成空间上各向均质、可以无差别延展的空间架构。不过,其本质上结构体系仍是有等级的主次梁结构变形——架于主结构板上的次结构板仍旧以单个轴向跨越空间,所以局部每个单元内构件都产生了空间向性,系统整体的均质则而通过相邻单元内次级板相对垂直得以保证。同时,一圈刻画内部次级板模数的装饰带覆盖着建筑外边沿的结构板构件,以进一步削弱结构的主次层级——与 Como 方案的旋转柱头一样,这里的细部操作也旨在化解“技术系统”与“视觉系统”所存在的某种冲突。



我们在称赞 Mangiarotti 提高建筑系统适应性的巧妙手法时,也必须意识到,如 Meili所批判的那样,这种以设计系统来解决具体问题的尝试过度依赖建造系统的一般性与普适性,弱化了每个项目的具体性。Meili 认为,随着工业化发展的进程,建造技术早已超出了建筑师的控制范畴,而建造系统理论就是现代建筑师们为重掌技术发展方向所作的最后一次努力一一建筑师为了追回渐渐失去的建筑生产进程中的导演地位,试图以“系统”代替“物”作为设计对象。在此期间,构件节点、灵活性、适应性都达到极高的建构术水平,但同时其弱点也渐渐显现出来:系统理论试图以越来越普适的方式来解决越来越特殊的问题,其缔造的一大批原型都立足于永远不会出现的“一般情况”。



对比 Lissone 与 Como 的两个工厂项目,尽管 Como 项目拥有同样高超的建造水准,并客服了更高的技术难度,但由于其整体规模过于巨大、结构单元数量过众,导致整体上空间秩序感变稀疏。在 Lissone 项目中,均质结构体系的气候边界以玻璃交接的方式勉强得以协调,但不均质的室内功能空间分隔、使用者随后自己建造的复杂管线系统都无法得到妥善处理,这一问题在 Giussano 的接待展示厅变得格外突出。非均质的展示空间的气候边界,几乎成为了对极力想要被呈现的“结构均质性与普适性”本身的否定。


若将 Mangiarotti 几个项目作为一个系列,其同构的建造系统在各项目中适应于不同条件形成微差,这类型感与个体差异之间的张力形成一种认知的游戏,就像我们最早在欣赏 Bernd und Hilla Becher 摄影作品时所获得的审美体验:



Becher 的系列作品以趋于平视的视角、稳定的构图、相似的对比度以及大画幅摄影所呈现的非凡细节,创造了令人难忘的个体差异与整体同构的认知震荡。有如某种生物迁徙到不同居住环境,而后发生形体演化,因而所呈现的隐藏在多样性背后的可识别的类型感。虽然人们在建造每个房子时并没有相互协商,但却总是以参照历史(或是个体经验)为前提进行个体创作,被我们称为“类型”的认知结构在这一过程中发挥了重要作用。而当我们以 Becher 作品所提供的视角俯视人类的集体创造时,其呈现的“类型感”与我们认知结构产生共鸣,审美的愉悦就此诞生一一这几乎是人类认知结构的自我实现。而 Mangiarotti 的系列作品,虽然不是随机产生的变种,但无疑他设计时所使用的建造系统的法则也是一种“类型”,也以同样的方式勾起我们的认知共鸣与相应审美愉悦。


Becher 式的系列图像叙事是一种静态的、旁观式的、超越个体的、调动思维的审美体验。与此不同的是,我们在面对一个实在的建筑时获得的是动态的、沉浸式的、由具体空间引发的感受,而对于一般的工业建筑,充其量因巨大的尺度、充满力量的直接的形式而带给我们我们一种接近19世纪浪漫主义传统的 “崇高”(sublime) 的审美体验。然而当我们欣赏 Mangiarotti 的单个建筑时,获得却是与这两种体验均不相同的感受。这种感受是诗意的——在普遍庸俗、嘈杂、无序的的工业景观中,一个优雅、洁净、整体秩序感极强的可以类比于神庙的架构静默从容地矗立。这一体验在 Lisone 的项目中表现得最为强烈,其规模适中、秩序简明、交接清晰的特质使观者可以一眼获得对建筑的整体感知,而均质系统所忽视的具体问题也不甚明显。Lisone项目所展现出的的诗意与美,是建造细节的精妙与场所的粗鄙, 形式的高雅与功能的平庸之间形成的张力,其无疑部分得益于建造系统的精巧设计,但其绝非由建造系统生成。而正如所有的诗意本身都会在重复过程中都会将其张力消耗,在 Como 和Giussano 项目中的演化、批量生产、结构奇观等预制建造技术的凯歌,却渐强地敲响了诗意体验的丧钟。


建构术母题新解(摘要)


Mangiarotti 建筑的诗意是一种象征与反差的诗意,其得益于建造但不止于建造本身。如果说泛泛的系统性设计不能保证建筑诗意,那么诉诸于建造本身又如何?


Kenneth Frampton 关于“建构术的诗学”的讨论与 Gottfried Semper 所理解的建构术有何不同?建构术是一种视觉的“欺骗”?Kollhoff如何看待建构术?



Caruso St. John 的作品如何用混凝土预制构件立面诠释建构术?


改造中的新与旧(摘要)


我们称奇于预制混凝土在 Caruso St. John 项目中的表现出的可塑性及效果多样性时,也不由产生一丝顾虑:混凝土难道只是其它材料(如石材)的廉价的“替代物”(surrogate)吗?


ETH Zürich 主教学楼1914年的立面修复中,建筑师便使用了人造石构件来代替风化严重的石灰岩,是否与建筑保护修复理念相违背?


Diener & Diener 于2010年完成的柏林自然博物馆的修复项目如何巧妙的利用了预制混凝土材料的特性为历史建筑修复提供了一个更令人信服的策略。


Peter Märkli 如何在苏黎世 Bleicherweg 的办公楼改造项目为“新旧共同呈现”的策略展现了出更具有普适性的设计手法。




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