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建筑形态构成及环境文脉

【摘要】:网格的构成特征来自于所有要素之间规则性的重复和连续。图3-24美国国家美术馆东馆天棚度量即测量,目的是确定形态的大小和相互之间的距离关系。图3-25“井田制”与中国古代的城市型制3)环境文脉建筑总是存在于一定的环境之中,环境文脉日益成为全球建筑师关注的焦点,这里的环境不仅包括自然环境,还包括人为环境和社会文化环境。

1.网格的特征

人们往往会从自然界中发现许多网格(grid),英语中将其解释为格子、网络、地图上的坐标方格等。在汉语中“网”的本意是一种绳线结成的捕鱼器具,通指像网一样的东西或组织;“格”是指一种带有边框的形状,引申为标准、法式之意。网格是一种包含一系列等值空间或对称尺度的空间体系,在形体、形式和空间之间建立起一种视觉和结构上的联系,如形式和空间的位置及其相互关系可以通过三维网格来限定。

网格的构成特征来自于所有要素之间规则性的重复和连续。大小、形体或功能不同的空间,可以通过网格建立起连续的秩序或参考区域,从而产生普遍联系。网格是一种秩序的图式,表明了事物部分与部分、部分与整体间的内在关系,并具有整体性、转换性和自我调节性,其秩序化的属性包括两方面的含义:一是网格本身就是由一系列元素(点、线、面)所构成的秩序结构;二是指网格形式对其他形态的秩序构成起着积极的作用。

现代建筑大都采用正交直角的笛卡儿坐标网格状空间作为理性和逻辑的标志,这是一种秩序性、合理性的符号。后现代主义则在非理性网格的基础上,加以旋转、切片、变形、肢解(残缺)等变化。

2.网格的表现形式

网格在建筑中的表现形式大体上有以下几种。

1)点网

点网通常由建筑造型中一些相对细小且分离的造型元素以规则的间距排列而成,如立面上的小窗、吊顶上的筒灯、平面中的柱子等,这些元素本身的尺寸小于相互之间的距离,单纯、规整,有较强的韵律感(见图3-20)。

2)线网

线网在建筑造型中较为常见,其构成要素主要有建筑中的结构构件、饰面拼缝、装饰线脚、城市中的路网、立面网格图案等。现代建筑内部的开放式框架也可以视为线网的一种表现形式,这种建筑处理手法可以产生丰富的视觉空间层次(见图3-21)。

图3-20 点网

(a)北京人民大会堂的天花板;(b)某展馆入口

图3-21 日本大阪地方建设厅

(坂茂,1999年)

3)面网

当构成网格的格子单元作为一种正形出现时,就表现为面网,建筑中的面网多是通过材料的色彩或质感重复再现构成的,在立面、铺地、屋顶上都有着极强的装饰效果(见图3-22)。

4)空间网

一般来说,建筑中的空间网是梁、柱等线形构件在三维空间中联结形成的框架,空间网的开放性削弱了它所限定的空间的存在感,具有模糊性,常被作为空间过渡的终结,可丰富建筑造型,加强虚实对比(见图3-23、图3-24)。

图3-22 巴塞罗那博览会德国馆平面图

(密斯·凡·德·罗,1929年)

图3-23 空间网格

3.网格的作用

建筑中网格形式的基本作用分为内外两种,网格的内在作用表现为对建筑形态构成的控制作用,包括定位和度量;外在作用则是对建筑造型在视觉与心理上的影响,有装饰和表意的效果。

1)定位与度量

定位就是确定位置,在建筑中只有通过坐标定位,将建筑物的位置确定下来,才能研究它与周围环境的关系。网格的定位作用在于它能将外界事物转换进自身稳定的结构组织中,使之在与网格结构中固有元素的相互参照中获得存在地位。所以网格中的点、线、面、空间都是定位的依据。

图3-24 美国国家美术馆东馆天棚

度量即测量,目的是确定形态的大小和相互之间的距离关系。由于网格形式本身具有某些恒定的尺寸单位和倍数比值(如同一把标尺),因此有助于建立建筑空间的协调比例关系。

2)装饰

网格的装饰作用来自于本身外在形象的图案特征,其作为一种制作方便、逻辑明确、条理清晰的几何图案,自古以来就被广泛应用于建筑装饰之中。

建筑的艺术表现是符号化了的人类情感形式的创造,人们用符号表达某种象征、隐喻,开拓建筑形式的新意境。抽象的网格形式,在与人类社会生活和历史文化等内容发生关联后,便具有了联想的价值和象征的意义,能够传递信息、交流思想,表达人类的情感和愿望。

4.网格的制约因素

建筑是多种矛盾共存的综合体,产生及存在要受到诸多因素的影响。网格在对建筑实施建构的过程中,其形式的选择和作用的发挥也必然受如下因素的综合影响。

1)社会文化

社会政治经济制度和组织管理方式直接影响着网格形式的产生和演变。例如,我国的“井田制”导致了一种聚居模式的产生,而这种聚居模式进一步演化,便形成了中国古代不同时期以方格网为基本骨架的城市型制(见图3-25)。

2)功能技术

建筑中的功能常常可以分解为若干个功能单元,这些功能单元决定了网格单元的形状和尺寸。在建筑中,人的使用要求和物的尺寸都是决定网格形式的主要依据。网格的形成同时也受到建筑结构技术的影响,新的技术会引发新的网格形式的出现。

图3-25 “井田制”与中国古代的城市型制

3)环境文脉

建筑总是存在于一定的环境之中,环境文脉日益成为全球建筑师关注的焦点,这里的环境不仅包括自然环境,还包括人为环境和社会文化环境。

4)主体意识

不同的建筑师,由于所处时代背景的不同,他们的思想认识和审美情趣有所差异,从而形成了各自对建筑形式的独特理解和偏爱,导致他们在创造建筑形式时带有很强的个人色彩。因此,建筑中网格形式的选取、构造及应用便受到建筑师创作观念的制约。

综上所述,一个具体网格形式的确定,必然受到各种主、客观因素的影响,对不同的设计而言,各种影响大小不一,强弱有别,只有深入剖析,具体对待,才能在恰当的网格上建构出完美的建筑作品。

5.网格的类型

依据构成网格的线或格子单元的形式,可将网格划分为规则式和不规则式两类。规则式网格是从自然中抽象出来的,构成要素具有几何形的严整性,构成组织也遵循严格的数学规律,并且其整齐、稳定和明晰的理性关系更容易被人们把握和运用,从而成为创造建筑形态的一种主要形式。不规则的网格,其构成要素多为自由的线或形状各异的格子,整体组织无清晰的规律,存在于自然形态中的网格多属此类。建筑设计中探讨的大都是规则性的几何网格。

规则性网格又大致可分为结构网、模数网和构图网三种类型。

1)结构网

结构网又称承重结构轴线网,是由承重结构组成的,最为常见的结构网形式是柱网。方形柱网最为经济合理,适用面广;三角形柱网个性鲜明,结构稳定;正六边形柱网创自于蜂房,简洁经济,效果异乎寻常;放射形柱网表现出的强烈的向心性,有利于突出建筑的中心感。而且,规整的结构网并不意味着空间的单调乏味,建筑师可以在固定结构网中根据功能要求和造型需要,灵活划分空间(见图3-26)。

图3-26 常见网格形式

(a)正方形;(b)矩形;(c)正三角形;(d)正六边形;(e)放射形

2)模数网

当一个网格的各项尺寸符合一定的模数时,就称为模数网。模数网实际上就是一套坐标系统,起定位和度量作用,如图3-27中的盒子住宅就采用了合适的模数网,以尽可能少的构件类型组合出丰富多彩的平面形式。

图3-27 盒子住宅

3)构图网

构图网是指建筑设计中用来综合安排各种造型元素的网格,有时又称之为布局基线网。柯布西耶在《走向新建筑》一书中说道:“控制线是反对任何任性的保证……,它带来了数学中的抽象形式,提供了规律的稳定性。一条控制线规定了作品的几何性,它是为了达到一定目的的一种手段。”法国建筑师迪朗一直尝试以网格作为构图的根源,使得所有可能的建筑形式得以产生。从瑞士建筑师博塔所设计的一系列小住宅中可以看出,其平面、剖面的构图原则像古典建筑一样常常是一些确定、调整基本元素的“九方问题”(见图3-28、图3-29)。

图3-28 网格构图法

图3-29 九方网格

(M.博塔)

6.网格的构成方法

1)加减法

在网格形式控制下进行的加减构成,是依据网格线增加或移去网格单元,由于网格自律性的制约,生成的平面仍具有严格的规则性和逻辑感。不同部位的加减可用于限定入口、适应场地、丰富造型,并利于今后的扩建和发展。

(1)加法

以网格线为基准增加的功能单元可形成弹性生长的规则体系。由于发展的部分与原有网格密切相连,因而既加强了各部分的联系,又易于形成有机的统一体。清晰的生长脉络使分期发展的各个阶段形成相对完整的空间层次,扩建时可避免对已建区域的干扰。如图3-30所示,生长体系是一种在适应图书馆不断扩建时有利的构成方式,即采用一个单元拼接方式,可以使结构、设备管道垂直,交通达到一体化的要求,并保持内部功能的合理性。

图3-30 按生长体系设计的图书馆

(2)减法

在基本网格基础上,运用网格减法移去或削减某些部分而产生新形式,也可以在由规则的网格系统所形成的实体空间中,抽取若干模数单元以形成内院或中庭,体现出内外空间的交融(见图3-31、图3-32)。

图3-31 某小型招待所

图3-32 法国鲁昂法律文艺学院图书馆

2)变奏法

网格是从基本几何形的重复中发展而来的,而几何形的重复,就是把几何形多倍数重复地组合、分割和灵活运用。重复是网格的基本特征,网格单元布局重复排列能产生强烈的统一和秩序感,但也容易显得过于整齐划一。因此,一些对网格进行变奏处理的设计,可以增强网格艺术的活力(见图3-33、图3-34)。

图3-33 网格中空间围合的变奏

图3-34 日本东京国际会议中心

(R.维诺拉,1996年)

3)旋转法

旋转法是将网格的整体或一部分围绕某个中心旋转一定角度,常用的旋转角度有30°、45°、60°,也可以是任意角度。网格旋转包括单一网格的旋转和复合网格的旋转两种形式。

单一网格的旋转指网格的一部分相对于原有整体或整体相对于基地的方向改变。这种做法既强调了旋转部分,又增加了基本形态的情趣。复合网格的旋转是指两组或多组网格相对旋转成一角度,由此建构的空间形态兼具各组网格的特性,加之充分利用结构技术提供的可能性,可以创造出富于变幻的空间意境,如图3-35~图3-40所示。其中,图3-36中,方形网格旋转45°,产生的二元对立物打破了建筑内部的单纯秩序,造成了强烈的空间张力。图3-37中,大大小小的建筑都限定在一个正交的网格中,网格旋转了25°以顺应周围的街道以及从旁流过的通惠河。这种旋转让公寓塔楼高低错落(离河水越远的建筑越高),充分利用了基地,并使每幢公寓都能享受到充足的阳光。图3-38中,路易斯·康设计的美国布瑞安·毛厄女子学院学生宿舍,采用了整体旋转网格的手法,三个套接的正方形建立在大小相同的模数网之上,与基地成45°斜置。这三个套接旋转的正方形,形成了丰富而有趣的空间形象,被评为“空间之中有空间”。

图3-35 网格的旋转

图3-36 艾森曼3号住宅

(P.艾森曼,1979年)

图3-37 北京建外SOHO

(山本理显,2004年)

图3-38 美国布瑞安·毛厄女子学院学生宿舍

图3-39 某高等法院设计竞赛作品

图3-40 开封大学学生餐厅、礼堂

(顾馥保,1994年)

4)层叠法

层叠是指两种或两种以上的网格层层叠加,相互交错、渗透而建立起组织关系,共同对建筑平面起构成作用。经过层叠,能产生一种更复杂的复合网格形式,为建筑平面层次的增加、比例的调整、视觉效果的丰富提供了更大的可能性。在网格构成法中,旋转往往与层叠同时应用。如图3-41所示,克莱斯勒大厦顶部的圆弧拱造型依靠网格层叠来精确定位。

图3-41 克莱斯勒大厦顶部的圆弧拱