建筑的五個定義
——美國佐治亞理工學院本科一年級建筑設計課程

文/圖：封晨 佐治亞理工學院建筑系博士研究生

建筑的五個定義
——美國佐治亞理工學院本科一年級建筑設計課程

Five Defnitions of Architecture: First-Year Architecture Design Studio at Georgia Institute of Technology

文/圖：封晨 佐治亞理工學院建筑系博士研究生

圖1 ，場地分析之一，作者：Young Im

圖2，過程模型與最終模型，作者：Young Im (圖片來源: Young Im)

圖3，形狀語法訓練，作者：Suzanne Shorrosh

圖4，集裝箱住房平面圖與軸測圖，作者：Katherine Koskey

課程背景

課程官方名稱為“設計與建成環境概論” (Fundamentals of Design and the Built Environment)，分兩學期授課，面向剛剛進入佐治亞理工學院本科學習的設計類專業學生開放。由于學生一般在本科第一年末才會簽署準備攻讀的具體專業方向（如建筑設計、工業設計等），因此傳統上該課程主要培養觀察、素描、模型制作等基本設計技能，并不偏重具體的專業設計內容。課程自2015年秋起進行了改革，開始根據不同設計專業的特點分班進行有針對性的設計訓練，基本設計技能的培訓則貫穿其中。

2015—2016學年該課面向建筑設計專業開設了兩個小班，每班十五人左右，一周授課兩次，每節課時長四個小時。其中一小時為講座形式，用于介紹與課程設計作業相關的設計理論、案例、文獻以及方案表達技巧等。其余三小時則分組由指導教師帶領進行練習。針對上述兩個小班共設置了一位主講教師和兩位合作指導教師(co-instructor)。主講教師弗雷德里克·皮爾索爾(Frederick Pearsall)先生負責制定課程大綱以及設計作業的內容和要求等，其余兩位教師則基于給定的作業內容和要求與主講老師一起對學生進行分組指導。筆者即以合作指導教師的身份參與了該課2015年秋季和2016年春季兩個學期的教學。通過介紹該課的教學體系、思路以及設計練習的側重點等，希望能夠為國內的建筑教育工作者提供一些參考。

課程設計與安排

選修該課的學生大多是初次接觸建筑設計領域，對建筑設計乃至建筑學的本義都不甚了解。出于這點，皮爾索爾先生認為這門課不僅應傳授建筑設計的基本方法與技巧，同時也應鼓勵學生深入思考建筑作為一個概念、一門學科以及一門職業的意義及其歷史演變。因此，課程的前四個設計作業圍繞由建筑學家斯蒂芬·帕塞爾(Stephen Parcell)提出的西方傳統里有關建筑的四個定義展開，即在古希臘作為一門手藝的建筑(Architecture as a techné)，在中世紀歐洲作為一門機械藝術的建筑(Architecture as a mechanical art)，在文藝復興時期意大利作為一項設計創造的建筑(Architecture as a disegno)，以及在十八世紀歐洲作為一門純藝術的建筑(Architecture as a fine art) (Parcell, 2012)。最后一個設計作業則圍繞近年來對建筑的一個新的認識展開，即把建筑作為一種社會生態系統(social-ecological system)來看待。

上述五個設計作業的前三個安排在2015年的秋季學期，后兩個安排在2016年的春季學期。每個作業都包括分析(analysis)與綜合(synthesis)兩個階段。在分析階段，一般由兩名學生組成一組，對設計場址從空間、功能、文化等方面進行分析，發現并提煉在后續綜合階段能夠引導設計方案的核心問題。該階段的成果通常包括一份涵蓋項目背景、客戶需求、設計目標等方面的建筑策劃信息表(programming information matrix)[1]、有關場地的圖解(diagram)分析和圖繪(mapping)、清晰表述的核心設計問題、相關建筑案例分析以及初步概念模型等等。在綜合階段，學生基于已有成果，針對在分析階段確立的核心設計問題獨立地展開方案設計，力求最大程度地回應并解決前一階段中提出的設計問題。學生在這一過程中須提出至少三種不同的設計思路與初步方案，綜合比較后再確立深化設計的方向。這一階段的最終成果通常包括核心概念圖解(parti)、建筑平、剖面圖、能夠展現立面的軸測圖、室內外建筑表現圖以及實體模型等。

設計作業介紹

作業一：校園綠地改造設計（對應主題：作為一門手藝的建筑）時間：4周

設計任務：基地位于佐治亞理工學院亞特蘭大校區的中心綠地。要求考察校園中心綠地的空間特征與使用狀況，發現存在的問題，將其改造為一個具有活力的、能夠吸引和承載不同活動的場所。材料方面，規定只能使用磚石或粘土；功能方面，除了必須包含一個臨時舞臺和一個地下蓄水池之外，學生可自行決定改造后的綠地所能承載的活動類型。關鍵詞：可供性(affordance[2])， 系統(system)， 可展開的面(developable surface[3])

訓練過程與要求：在分析階段，要求學生分別從主、客觀兩方面分析場地的空間屬性與構成（圖1）。要求學生根據亞里士多德提出的四元素說（即水、氣、火、土）以及對應的四種原始屬性（即冷、濕、熱、燥）分析場地本身及周邊的組成元素，同時根據亞里士多德提出的四因說（即質料因、形式因、動力因、目的因）分析場地的形成以及場地本身與周邊各種活動之間的因果關系(Aristotle, 1993; de Haas & Mansfeld, 2004)。在綜合階段，學生首先思考并決定改造后的綠地所需承載的功能。在方案推敲過程中我們引入了“可展開的面”的概念，鼓勵學生以折紙的方式來構思和推敲設計。最終設計成果包括手繪平、剖面圖、過程模型以及用于表現最終方案的以硬紙板和椴木片制成的縮略模型（圖2）。

作業二：難民營集裝箱住房設計（對應主題：作為一門機械藝術的建筑）時間：5周

設計任務：基地位于約旦境內臨近敘利亞邊境的扎塔里(Al Zaatari)難民營。要求對固定尺寸的集裝箱單元進行改裝以滿足難民的基本生活需求。設計內容不僅包括單體建筑的設計，也包括難民營擴建區域的總體平面布局設計。

盔甲(armor)，模塊化(modular)，形狀語法(shape grammar[4])

訓練過程與要求：在分析階段，首先要求學生收集有關扎塔里難民營的背景資料，包括所在地區的氣候狀況、難民的經濟條件、文化背景、家庭結構、生活習慣以及心理需求等，以便在后續設計中綜合考慮氣候、結構、建造成本、私密性與公共性、安全感與歸屬感等因素。在幫助學生確立總體平面布局的過程中，適當引入了形狀語法理論，要求學生采用類似的方法，制定集裝箱單元之間的組合規則，由此生成更為復雜的街區平面（圖3）。同時，對于特定的組合方式而言，應考慮不同功能布局重組的可能性。在綜合階段，學生需深入設計兩種標準戶型以進一步理解模塊化設計的概念。其中一種戶型由單個集裝箱改造完成，供單人或暫無子女的年輕夫婦使用；另一種戶型由至少兩個集裝箱改造完成，包括一個起居兼餐飲單元連同一個或多個臥室單元，供子女較多的家庭使用（圖4）。在中世紀的歐洲，建筑作為一門機械藝術，旨在像盔甲那樣對人的機體自身的能力進行補充和增強，因而學生也需要思考在設計中如何體現這點。

作業三：社區中心設計（對應主題：作為一項設計創造的建筑） 時間：5周

設計任務：基地位于美國佐治亞州薩凡納(Savannah)[5]市老城區內的奧爾良廣場(Orleans Square)附近。要求在廣場西南角新建一個社區中心，需配置會議、辦公、展覽等功能性空間。在設計中應考慮延續早期的街區組織原則，修復原有的街區形態，并與周邊環境相協調。

關鍵詞：毯式建筑(mat-building[6])，構造定律(constructal law[7])，建筑漫步(architectural promenade)

訓練過程與要求：在分析階段，要求學生學習薩凡納老城區內街區的組織原則，理解近三百年前規劃的街區形態如何能夠適應城市功能的歷史變遷。針對單體建筑尺度的自我延續與更新，我們引入了建筑師艾莉森·史密森提出的有關毯式建筑的概念，以及由熱力學家貝揚等人提出的有關構造定律的思想。這一階段的案例分析包括柏林自由大學(Free University of Berlin)和柯布西耶設計的威尼斯醫院(Venice Hospital)等典型的毯式建筑平面。同時，學生需要設計或選取一種分形(fractal)圖案，并表示出圖案的生長邏輯，作為后一階段建筑內部運動流線和墻體分隔的依據（圖5）。在綜合階段，要求學生在分形圖案的基礎上配置相應的功能以及立面設計。在訓練過程中介紹了柯布西耶的建筑和有關建筑漫步的概念，鼓勵學生思考如何在運動中體驗空間，并要求體現在最終的設計表現圖中。

作業四：建筑系館擴建設計（對應主題：作為一門純藝術的建筑）時間：7周

設計任務：要求在佐治亞理工學院建筑系館東樓頂層加建一層作為藝術創作、展覽、辦公、交流等空間使用。在設計中需考慮新、老建筑在外觀及功能配置等方面的協調。

關 鍵 詞： 拾 得 之 物(objet trouvé[8])， 構 成 主 義(Constructivism)，美學體驗(aesthetic experience) ，適應性再使用(adaptation reuse)

圖5，構造運動系統（分形圖案）與核心概念圖解（Parti），作者：Young Im

訓練過程與要求：在分析階段，要求學生對建筑系館從客觀建筑語言和主觀美學體驗等兩方面進行圖解分析和文字描述。在美學體驗方面，借鑒了德國學者克里斯托弗·雷迪斯(Christoph Redies)提出的美學體驗模型，即美學體驗的形成機制包括感官層面的處理與認知層面的處理等兩方面(Redies, 2015)。學生在這一階段結束前需要根據觀察和分析的成果完成一個抽象的構成主義浮雕。該浮雕一方面應能高度概括地表現學生心目中建筑系館的核心美學特征，另一方面則應能暗示及引導后續設計階段所采取的策略，因此起到承前啟后的作用。在綜合階段，學生需闡述最終設計方案與前期制作的構成主義浮雕之間的聯系，并思考如何能夠以一種令人信服的方式來傳達預期的美學體驗。

作業五：環境監測與教育基地設計（對應主題：作為一種社會生態系統的建筑） 時間：7周

設計任務：基地位于佐治亞州南部的薩佩羅島(Sapelo Island)。要求在位于該島嶼南部的佐治亞大學海洋研究所附近新建一個環境監測與教育基地。由于建筑場地位于海水與陸地的交界地帶，需要考慮潮汐變化以及海平面在可見未來的抬升等因素對建筑的影響。

關鍵詞：適應性(adaptability)，生態系統(ecosystem)，彈性(resiliency)，尺度(scale)

訓練過程與要求：在分析階段，要求學生首先了解生態系統的種類、構成以及運作機制等，進而從給定的生態系統種類里選取三種來對薩佩羅島進行分析。選取的生態系統中應同時有人類生態系統和自然生態系統。學生需要將分析的結果疊加在地圖上(mapping)，并以一個抽象概念模型來表現基地周邊生態系統的工作原理。與之前的構成主義浮雕練習一樣，該概念模型應能暗示并引導后續設計的發展方向。在綜合階段，學生應考慮建筑作為不同尺度和不同種類生態系統中的一環如何發揮作用，尤其需重點考慮如何應對氣候的變化、人與自然的和諧共存、當地傳統社區文化習俗的傳承等（圖6）。

教學回顧與思考

從2015—2016學年的教學成果以及學生的整體反響來看，由皮爾索爾先生主持的本科一年級建筑設計課程改革取得了很大的成功。從設計作業的選題來看，涵蓋了不同尺度、不同類型的設計訓練，讓學生對建筑設計的范圍與內容有了一個較為完整的認識。學生在設計過程中深入認識了有關建筑的不同定義，廣泛接觸了不同的建筑設計理論、方法與經典案例，同時學習掌握了基本的設計軟件和技能等。在教學過程中，皮爾索爾先生特別注重設計思考的邏輯性和連續性，一直強調好的設計來源于批判性的思考與系統化的思維方式(systems thinking)，這也是為何每個設計訓練均包含分析與綜合這兩個階段的原因。反映在設計過程中，他非常重視對設計核心理念(parti)的推敲，并分為五個方面加以考察：空間坐標/形體控制線、結構體系、圍合與開敞設計、功能布局、交通流線等。貫穿整個設計課程的大量文獻閱讀以及對于建筑設計歷史和理論的強調可能與皮爾索爾先生自身的教育背景相關。皮爾索爾先生早年曾就讀于康奈爾大學建筑系，后因對藝術史發生興趣而轉攻藝術史方向并取得學位。他在賓夕法尼亞大學建筑系就讀研究生期間曾受到美國著名建筑師羅伯特·文丘里(Robert Venturi)的指導，并有與其一起工作的經驗，因此在建筑設計的理念和方法上也有來自于文丘里的影響。

注：

1，建筑策劃信息表的基本格式來源于威廉·培尼亞(William Pe?a)和斯蒂文·帕歇爾(Steven Parshall)在《建筑項目策劃指導手冊：問題探查》(“Problem seeking: An architectural programming primer”)一書中提到的信息矩陣(information index).(Pe?a & Parshall, 2012)

2，“Affordance”（可供性）這個概念最早由美國心理學家詹姆斯·吉布森(James J. Gibson)提出。環境的可供性是指環境可提供給動物的屬性，這種屬性既是物理的也是心理的，同時指向環境和觀察者(Gibson, 1979)。

3，“Developable surface”（可展開的面）是指曲面在各部分不受拉伸或變形的情況下展開后能夠恢復為一張平面(Pottmann, Asperl, Hofer, & Kilian, 2007)。

4，“Shape grammar”（形狀語法）理論的奠基人為美國設計與計算理論家喬治·斯泰尼(George Stiny)和詹姆斯·吉普斯(James Gips)。一條形狀語法包括一套形狀規則(shape rules)和一個選取和處理規則的推演引擎(generation engine)。具體可參見Stiny and Gips (1972)。

5，薩凡納市在1733年由英國人詹姆斯·愛德華·奧格爾索普(James Edward Oglethorpe)建立，隸屬于當時的英屬佐治亞殖民地。其經由系統的規劃而形成的街區平面布局也被稱為“奧格爾索普街區規劃(Oglethorpe Plan)”。薩凡納老城的街區規劃比例和諧、尺度宜人，彰顯了理性與秩序，在美國城市規劃史中占有重要地位。

6，“Mat-building”（毯式建筑）的概念由十次小組(Team 10)成員艾莉森·史密森(Alison Smithson)提出。史密森對毯式建筑給出了如下定義:“毯式建筑是無個性特征群體的縮影，其肌理被各種功能逐漸充實。個體以相互連接和緊密協同模式為基礎，通過重新打亂的秩序獲得新的行動自由，具有增長、減少和改變的可能性”(Smithson, 1974)。

7，“Constructal law”（構造定律）由美國熱力學專家阿德里安·貝揚(Adrian Bejan)提出，用以描述能量與物質在物理網絡（如河流）和生物網絡（如血管）中的流動。根據構造定律，系統應當朝著不斷降低總能耗，同時提高單位能耗所產生的熵的方向發展進化。所謂好的結構就是指那些能夠更高效地運輸物質和能量的結構(Bejan & Lorente, 2010)。

8，“objet trouvé” 一詞源于法語，是指隱含美學價值的那些自然的、日常的或被丟棄的物品。

Aristotle. (1993). Metaphysics / Aristotle. Books [Gamma], [Delta], and [Epsilon] / translated with notes by Christopher Kirwan. New York, NY: Oxford University Press.

Bejan, A., & Lorente, S. (2010). The constructal law of design and evolution in nature. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 365(1545), 1335-1347. doi:10.1098/rstb.2009.0302 de Haas, F., & Mansfeld, J. (2004). Aristotle: On generation and corruption / edited by Frans de Haas and Jaap Mansfeld. Oxford, UK: Clarendon Press.

Gibson, J. J. (1979). The ecological approach to visual perception. Boston: Houghton Miffin Company.

Parcell, S. (2012). Four historical defnitions of architecture. Montréal, Canada: McGill-Queen's University Press.

Pe?a, W., & Parshall, S. (2012). Problem seeking: An architectural programming primer. New York, NY: John Wiley & Sons.

Pottmann, H., Asperl, A., Hofer, M., & Kilian, A. (2007). Architectural geometry. Exton, PA: Bentley Institute Press.

Redies, C. (2015). Combining universal beauty and cultural context in a unifying model of visual aesthetic experience. Frontiers in Human Neuroscience, 9(218). doi:10.3389/fnhum.2015.00218

Smithson, A. (1974). How to recognize and read mat-building: Mainstream architecture as it developed towards mat-building. Architectural Design, 44(9), 573–590.

Stiny, G., & Gips, J. (1972). Shape grammars and the generative specifcation of painting and sculpture. In C. V. Freiman (Ed.), Information processing 71 (pp. 1460–1465). Amsterdam, Netherlands: North-Holland Publishing Company.

圖10，最終模型，作者：Suzanne Shorrosh (圖片來源: Suzanne Shorrosh)