日本现代空间与材料表现_二_日本钢铁建筑中的结构造型表现_王静.docx
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1、日本现代空间与材料表现 (二 ) 王静 日本钢铁建筑中的结构造型表现 【摘要】在日本当代钢铁建筑中,由于钢铁结构与材料技 术的成熟,设计的追求己不再仅仅是结构的宏伟与革新, 而是转向如何将结构作为一种表现元素与造型设计相结 合,体现一种忠实于结构逻辑的理性造型艺术。本文选 取钢铁结构造型表现为主题,介绍日本当代钢铁建筑设 计中的这一趋势。 【关键词源 I铁建筑结 构造型铸钢 Abstract: In the contemporary Japanese steel architecture, because steel structure and material technology are
2、grown, the pursuit of design is not only to seek the grand and innovat ion of structure, but also to convert how to combine structure as an expression element with form design, expressing reasonable form art which is truth to structure logical. This paper makes steel structure form expression as sub
3、ject, and introduces this trend in the contemporary Japanese stee 1 arch i tec ture. Key Words: 钢铁建筑虽然只有 200年的历史,但结构技术以及 空间设计理念却已发生了多次剧烈的变化。由于钢铁结 构在现代建筑中的主导地位,钢铁建筑的历史也可以说 代表了近现代建筑发展的历史,反映出近现代建筑的主 要技术特征以及建筑审美观的变化。最早的钢铁建筑出 现在英国,在早期的钢铁建筑中,由于传统建筑审美定 势的作用,钢铁结构仅仅作为建筑的结构支撑,外观仍 沿用石砌为主的古典造型,立面形式与建筑结构完全无 关。现代
4、的钢铁建筑则完全不同,在许多建筑中我们看 到,钢铁结构已不再仅仅作为结构支撑体,其结构造型 也成为建筑的重要表现特征,这反映出建筑审美和设计 观念的变化。在钢铁建筑的历史中,这种从结构支撑到 结构表现的过 程经历了漫长的时间,并出现多次的反复, 结构表现与建筑美学观的每一次冲突磨合都反映出当时 的建筑文化特色。在这一章的讨论中我们将以钢铁建筑 的结构表现为主要线索展开,观察钢铁建筑的变革,探 索现代钢铁建筑的设计理念。 日本钢铁建筑中结构造型表现的发展 和西方主要国家相同, 20世纪日本的钢铁建筑技术 发展迅速。日本钢铁工业的发展,为钢结构提供了充足 的材料供应,加之结构技术的成熟,钢结构迅速
5、取代传 统结构,成为日本 20世纪大型建筑的首选结构。在结构 造型与建筑表现之间关系的问题上, 20世纪 50、 60年 代的日本建筑界有过热烈的讨论,并出现了运用结构造 型进行建筑表现的有益探索。这一时期的钢铁结构在技 术上发展迅速,加之造型制作的自由度,自然成为现代 建筑中运用结构造型进行设计的代表性结构形式。首先 在大型建筑中展示钢铁结构的要算 1964年竣工的国立 代代木体育馆(图 1、 2)。该体育馆墙体采用钢筋混凝 土结构,屋顶由钢悬索结构形成,悬索结构的形式设计 与体育场馆的建筑空间特点相关。从室内我们可以看到, 中心部比赛场范围是结构的高点,悬索结构从这里拉向 观众席后方,悬索
6、结构分为两部分,平面成螺旋状,配 合人流 流线自然形成两侧入口,屋顶两部分悬索结构之 间留出顶部采光,并解决通风问题。整个建筑的结构设 计寻求一种最佳方案,最大限度地配合建筑的功能需求。 在造型设计上,该建筑采用了完全表现屋顶钢结构的做 法,当钢结构作为造型表现元素暴露于室内外时,其独 特的空间构成、新颖的结构形式以及现代材料的质感形 成与众不同的空间形象,展示出钢铁结构造型所带来的 新的空间表现的可能性。 代代木体育馆可以说是当时日本结构造型表现的顶 峰之作,在造型设计中它通过对结构体系的暴露自然地 表达了建筑结构中力的流动,并将此作为造型设计的 主 题,产生一种理性的建筑形象。该建筑是结构
7、设计与建 筑设计进行高水平融合的作品,虽然建成至今已有 40年 的历史,但在今日看来,其设计的新颖度和空间造型的 本文为国家自然科学基金重 点资助项目子课题之一,项目 批准号 : 50238081 作者王静,东南大学建筑学 院副教授 l; t周立代代木体亩馆 2 S立代代冰体玲馆玄内 3稱眯展不场 北馆 4入口处桁架 5东宋固际会展中心中心大 斤 魅力仍不失为建筑设计的典范之作,在日本近代建筑史 上成为极为难得的一例。 然而,从 20世纪 70年代开始,日本建筑界被卷入 后现代主义的浪潮之中,忠实于结构和力学的结构造型 表现思想迅速消失,建筑师的兴趣完全放在了内外装饰 的设计之中,出现了大量装
8、饰化、符号化的建筑设计,建 筑的结构体系再次被完全隐藏在装饰层的内部,承担着 单纯的结构支撑的作用。在这种状况持续了十几年之后, 西方建筑师对结构造型表现的探讨给日本建筑界带来新 的 “ 冲击波 ” ,蓬皮杜艺术中心和香港汇丰银行等对结构 技术进行忠实表现的实例促使日本建筑界开始反思后现 代设计思想,再次开始对结构造型表现的探讨。 1987年进入工程设计的幕张展示场北馆(幕张 7七新展示场 北尔一 ;1/ )是利用钢铁结构进行造型表 现的著名作品,也是继代代木体育馆建成多年之后在大 型建筑中 将结构设计与空间造型设计相结合的又一成功 实例。该建筑建于紧邻东京都的千叶县,是一座以大型展示 为主的
9、建筑。总面积 18000m2的大型展示场需要 96 mX 216 m的大跨度屋顶,这个巨大的屋顶既是结构设计的 难点也是建筑设计的重点。为达到设计所希望的轻快飘 浮的形象,屋顶被分为悬垂形和波浪形两部分,结构采 用了悬索和桁架相结合的形式,产生曲线效果并减低桁 架自身高度(图 3)。为降低桁架自身高度,间距 12 m 的柱距中间增设一道副桁架,副桁架在接近端点时分向 两个方向,分别收于支柱的端点,这种做法打破了桁架 的单调感,增加了造型的轻盈感(图 4)。在这栋建筑中, 建筑师没有简单地运用掩盖结构的内外装修手法,而是 将结构与造型统一考虑,使结构构件在发挥结构作用的 同时,也以其优雅的造型和
10、钢铁材料的现代质感,成为 建筑表现的主要元素。 20世纪 90年代开始,结构造型设计的思想在日本 建筑界受到更为广泛的重视。 1994年 9月,建筑杂志 以专集的形式进行了题为 “ 技术与形式 ” 的讨论,同年 11月,建筑与社会杂志也发行了专辑,题为 “ 结构 美一一建筑中的美 ” ,对结构造型表现进行了深入的讨 论。在技术上,耐火钢和耐火涂 料的发展使钢结构的防 火问题得到了一定程度的解决,这使得钢结构可以抛开 臃肿的防火覆盖层,将结构造型自由地展示出来。同时, 随着玻璃建筑的发展,建筑完全地透明化,透明的建筑 迫使结构在充当支撑体的同时,也不得不将自身的造型 变为展示体,这也在某种程度上
11、自然地促进了结构造型 表现的发展。在当代众多的钢铁建筑中我们可以看到, 钢铁结构从单纯的 “ 结构支撑 ” 转变为 “ 结构表现 ” ,结 构被视觉化,进而成为建筑表现的主题。在建筑理论上, 结构造型设计也不再停滞于技术工学的范畴,其自身已 开始向建筑空间论发展,技术所拥有的 理性和次序形成 新的美学观,受到建筑界广泛瞩目。 东京国际会展中心的启示 在关于结构造型表现的讨论中,我们必须认识到, 单纯的结构表现并不能自然升华为美学,对于用来进行 造型表现的结构部分,从整体结构到局部构件都必须经 过造型设计,使之既符合力学原理,又拥有优雅的造型, 才能真正成为一个结构造型设计作品。从这一点上来讲,
12、 1996年落成的东京国际会展中心(东京国际 7才一 A )是当代钢铁结构造型表现的代表之作。该建筑在实 施设计时期,正逢后现代建筑思潮席卷世界,各种装饰 主义思想不断出现,左右着建筑设计的理念。在这种情 况下,建筑师拉菲尔 威诺利 (Rafael Vinoly)和结构工 程师渡边邦夫并没有随风而动。他们坚持自己的理念, 认为空间设计应该建于技术工学的基础之上,将技术工 学的成果,应用于空间造型之中,设计出具有理性的次 序感同时又是造型丰富的空间。这种思想在中央梭形玻 璃大厅中表现得尤为突出(图 5、 6)。让我们具体地看 一下该大厅的结构设计思路:这是一个全长 207 m、 中 央宽度 32
13、 m、高度约 50 m的玻璃空间,为了最大限度 地制造玻璃墙面的透明度,建筑设计改 变了方案设计时 的结构方式,把屋顶的结构承重体系由原来设于玻璃幕 墙中的框架体系改为由大厅内两根主力支柱支撑,柱内 填充混凝土来增强刚性。在会议楼的四层和七层设有楼 面将支柱与会议楼相连,把支柱产生的水平力传向会议 楼,并保证支柱的竖向稳定性。在会议楼的五、六层和 屋顶标高处,环绕玻璃体还设有两处水平的桁架梁,用 以增加整个大厅的结构强度,其中五、六层处的水平桁 架也作为回游廊,兼有交通作用。同时,回游廊在空中 横跨大厅,与会议楼相连,成为水平连接构件。从这些 结构设计方案中我们可以体会到,这是一个充满艰辛 的
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