淺談高層建筑造型中的結(jié)構(gòu)藝術(shù)

朱治遠(yuǎn)

高層建筑在風(fēng)荷載和地震力的嚴(yán)重作用下,其造型受到了極為苛刻的限制,它的任何一種造型語言都與結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)邏輯、結(jié)構(gòu)構(gòu)件密不可分。簡(jiǎn)潔明晰的外部形態(tài)、精確的平面形式和比例合適的尺度關(guān)系都要符合高層建筑對(duì)結(jié)構(gòu)連續(xù)性的要求,同時(shí)結(jié)構(gòu)體系要符合結(jié)構(gòu)傳力的內(nèi)在邏輯。高層建筑立體造型的明確、直觀、突出的幾何美學(xué),必須是在科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)構(gòu)體系控制下來實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)代高層建筑造型中,通常會(huì)使用符合力學(xué)原理的結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)構(gòu)件自身的形式美元素,來表現(xiàn)建筑的整體藝術(shù)。一般而言,結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)構(gòu)件所能創(chuàng)造的美學(xué)形式可以歸納為:連續(xù)性與漸變性、形式感與力量感等。這些結(jié)構(gòu)美學(xué)屬性所對(duì)應(yīng)的是建筑造型藝術(shù)的比例美和標(biāo)識(shí)性。下面就對(duì)它們的關(guān)系進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述。

1 結(jié)構(gòu)的連續(xù)性、漸變性與高層建筑的比例美

高層建筑結(jié)構(gòu)形式美的連續(xù)性是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件各部分之間連接的整體性,而構(gòu)件斷面形狀無突變的連續(xù)過渡,則是其漸變性。結(jié)構(gòu)的連續(xù)性與漸變性是受自然界中力學(xué)作用的結(jié)果。結(jié)構(gòu)的連續(xù)性和漸變性不僅可以提高結(jié)構(gòu)的整體剛度,還有利于受力構(gòu)件中彎矩的合理分配,從而提高其承載能力。不少高層建筑也展示出精確比例的幾何美,這種比例美不僅表現(xiàn)在考究的幾何形體、精致的線條和構(gòu)件的準(zhǔn)確交接,也表現(xiàn)為建筑外部空間結(jié)構(gòu)構(gòu)件準(zhǔn)確的連接。就高層建筑的比例美而言,則是連續(xù)、漸變的結(jié)構(gòu)體所形成的建筑形體的視覺美感。

由于結(jié)構(gòu)的連續(xù)性和漸變性往往與結(jié)構(gòu)給人的穩(wěn)定、輕巧、流暢等感受聯(lián)系在一起,因而這也是現(xiàn)代高層建筑造型中可以充分利用和發(fā)揮的形式美的因素。在許多情況下,結(jié)構(gòu)的連續(xù)性和漸變性往往可以創(chuàng)造或加強(qiáng)結(jié)構(gòu)形體中的曲線美。

結(jié)構(gòu)的漸變性與連續(xù)性反映的是結(jié)構(gòu)受力的內(nèi)在邏輯要求,通常會(huì)用在從下到上逐漸變細(xì)的高層形式中。通過精致的構(gòu)件、準(zhǔn)確的幾何形體進(jìn)行連接,呈現(xiàn)出高層建筑一個(gè)重要美學(xué)特征——精確的比例美。總之,它們的外在表現(xiàn)與內(nèi)在結(jié)構(gòu)邏輯達(dá)到了和諧統(tǒng)一。西薩·佩里設(shè)計(jì)的馬來西亞吉隆坡石油雙塔和SOM建筑設(shè)計(jì)事務(wù)所設(shè)計(jì)的上海金茂大廈兩個(gè)作品,線條精制而纖細(xì),交接高度準(zhǔn)確,表現(xiàn)了幾何精確美感,精確也表現(xiàn)在各個(gè)幾何形體的相互連接的準(zhǔn)確性和豐富性之中,就好比“生活現(xiàn)象是單純的,內(nèi)容卻是豐富和復(fù)雜的”一樣。馬來西亞石油雙塔的樓面構(gòu)成以及其優(yōu)雅的剪影給它們帶來了獨(dú)特的輪廓。其平面兩個(gè)扭轉(zhuǎn)并重的正方形,用較小的圓形填補(bǔ)空缺,這種造型靈感來源于伊斯蘭,但同時(shí)又用現(xiàn)代的結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)構(gòu)件來表達(dá)。金茂大廈的設(shè)計(jì)者更是將中國(guó)古代寶塔的建筑語匯巧妙應(yīng)用,利用現(xiàn)代的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件表現(xiàn)塔式建筑的層層退進(jìn)和節(jié)節(jié)攀高。其金屬般形象隨著陽(yáng)光在其線條清晰的立面上轉(zhuǎn)移而變幻,晚間塔樓及其頂冠燈火輝煌,成為上海浦東陸家嘴金融中心一盞耀眼的明燈。

2 結(jié)構(gòu)的形式感、力量感與高層建筑的標(biāo)識(shí)性

形式感屬美學(xué)研究的范疇,它在建筑藝術(shù)中也是客觀存在的。形式感是指藝術(shù)領(lǐng)域中形式因素本身對(duì)人的精神所產(chǎn)生的某種感染力。高層建筑結(jié)構(gòu)中的各種形式因素,如結(jié)構(gòu)構(gòu)件的線條、結(jié)構(gòu)形成的空間界面、空間體量、結(jié)構(gòu)材料的質(zhì)地及其色彩等等,在一定條件下都可以產(chǎn)生一定的形式感。對(duì)高層建筑空間造型的結(jié)構(gòu)而言,所謂“充滿生命活力的形體所具有的生長(zhǎng)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在人們頭腦中的反映”“對(duì)外力的抵抗感”可理解為“力量感”,而“運(yùn)動(dòng)的可能性”也就是“流動(dòng)感”“跳躍感”“騰越感”等等。

對(duì)于一個(gè)城市而言,高層建筑賦予了它可識(shí)別性的美學(xué)價(jià)值。如威廉L·佩雷拉聯(lián)合設(shè)計(jì)事務(wù)所設(shè)計(jì)的舊金山市泛美有限公司總部大廈(Transamerica Corporate Headquarters)(見圖1),和約翰遜設(shè)計(jì)的美國(guó)休斯頓市民族銀行(Nationals Bank Center)(見圖2),都具有十分搶眼的雕塑切割形體的可識(shí)別性特征,它們都融入了現(xiàn)代城市景觀中,因其自身的可識(shí)別性使得城市形象也具有獨(dú)特性和標(biāo)識(shí)性,并建構(gòu)了具有現(xiàn)代意義和可識(shí)別性的城市空間體系。而高層建筑的標(biāo)志美是通過建筑獨(dú)具一格的形體造型和精美的結(jié)構(gòu)構(gòu)件來表現(xiàn)的。建筑師需要遵守結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的技術(shù)原則,選擇恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)材料與結(jié)構(gòu)構(gòu)件,按照建筑塑性藝術(shù)的方法,創(chuàng)作出象征城市品格的標(biāo)識(shí)性建筑。

高層建筑的結(jié)構(gòu)不僅形成建筑的骨骼,其自身所具有的形式感與力量感也可以向人們傳達(dá)城市文化的信息,形成具有內(nèi)涵豐富的外部空間與造型藝術(shù)。如中國(guó)臺(tái)灣著名建筑大師李祖原設(shè)計(jì)的臺(tái)北101大樓(見圖3),它就是以內(nèi)斜望塔的意念為建筑造型構(gòu)思出發(fā)點(diǎn),創(chuàng)作出向上開展花蕊般的造型,象征中華文化“節(jié)節(jié)高升”的意向及蓬勃發(fā)展的經(jīng)濟(jì),成為都市新地標(biāo)。

高層建筑的頂冠是整棟建筑中最為璀璨和奪目的部分,是城市天際輪廓的重要組成,它的造型將影響到高層建筑整體的美學(xué)形態(tài)和城市天際線。高層建筑的頂冠造型是高層主體的終結(jié)點(diǎn),它要與建筑主體呼應(yīng)并突顯建筑整體造型的別具匠心,并要把優(yōu)化城市輪廓線作為己任。威廉·凡·亞蘭于1930年設(shè)計(jì)的克萊斯勒大廈被認(rèn)為是紐約市裝飾派藝術(shù)雍容華貴最了不起的代表。在該建筑屋頂采用了古典弧形的構(gòu)圖手法,在 72層處共使用20 961 t的鋼結(jié)構(gòu)弧形拱卷,6層不銹鋼弧形拱從下往上遞層縮小,每層弧形拱上均有三角形的窗戶開啟,最后以不銹鋼尖塔收尾。

SOM建筑事務(wù)所設(shè)計(jì)的東南亞金融中心大廈,整個(gè)方形的建筑由一個(gè)組合筒體框架承載。在它面朝比斯開灣東南角的頂部是用以小方塊的形狀結(jié)構(gòu)體塊逐漸向上收縮,有著強(qiáng)烈的形式感,這樣的頂冠構(gòu)筑了一種類似層層疊落瀑布的意境,它的造型語匯為比斯開灣的上空增添了一道亮麗的風(fēng)景線。

美國(guó)Gensler建筑事務(wù)所設(shè)計(jì)的“上海中心”將以632 m的高度刷新中國(guó)高層建筑的新紀(jì)錄(見圖4),整個(gè)項(xiàng)目從設(shè)計(jì)施工到投入使用將完全貫徹綠色理念?！吧虾Ｖ行摹辈捎寐菪紊仙庑?將節(jié)省大量的建筑材料。其柔和的輪廓和扭轉(zhuǎn)120°的外形達(dá)到了理想風(fēng)動(dòng)效果,減少了風(fēng)對(duì)建筑造成的搖擺。經(jīng)過專業(yè)機(jī)構(gòu)建模測(cè)算,這種設(shè)計(jì)的風(fēng)阻比同樣體量矩形建筑的風(fēng)阻減少24%。同時(shí),現(xiàn)代玻璃幕墻技術(shù)已經(jīng)使智能遮陽(yáng)和保溫(彩釉玻璃)成為可能,“上海中心”將采用最先進(jìn)的幕墻技術(shù)減少熱交換造成的能量損失。輕盈的玻璃幕墻以螺旋上升的形態(tài)包裹著整棟建筑,極具張力。

3 結(jié)語

在結(jié)構(gòu)技術(shù)、材料技術(shù)、施工技術(shù)等迅猛發(fā)展的今天,高層建筑的造型藝術(shù)也在不斷地推陳出新。它的趨勢(shì)和原則與結(jié)構(gòu)技術(shù)的演進(jìn)和發(fā)展有著密不可分的關(guān)系。在高層造型藝術(shù)設(shè)計(jì)中,如何充分利用結(jié)構(gòu)形式中對(duì)建筑塑型有利的方面,從建筑造型的整體感和邏輯性出發(fā),重塑高層建筑的比例美和標(biāo)識(shí)性,是我們建筑師所要追尋的目標(biāo)。同時(shí),在創(chuàng)作的過程中我們要切忌繁瑣的雕琢和堆砌,而是要以簡(jiǎn)求繁,立新于創(chuàng)。

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