民用住宅建筑設計中的鋼結構造型藝術美學表現技法

曾先國

摘 要：民用住宅建筑鋼結構造型能夠有效體現構造技術和建筑藝術的完美融合。隨著科技的迅猛發展，鋼筋冶煉鍛造技術的提升，鋼結構造型這種建筑設計手法勢必給建造師實現其精美獨特的建筑設想提供更多的可能與技術支撐。鋼結構造型無論在建材屬性還是建造水平、施工工藝等都擁有諸多優點。本文旨在分析討論鋼結構建筑設計在民用住宅中的美學表現技法，并探討鋼結構建筑設計在民用住宅中所展現出的建筑造型與美學藝術的完美統一。

關鍵詞：民用住宅 鋼結構 美學 施工工藝

在現代建筑結構領域中，不同的建筑建材代表了多樣化的建筑術語——石料表示凝重，木料表示溫罄，玻璃表示亮麗，金屬代表剛毅。而不同建材間的互相搭配又代表不同的建筑言語。因為鋼結構設計擁有比水泥與混凝土結構更佳的物理特性，尤其是當代鋼結構的進步發展，將構造的力學范疇從二維平面拓展到三維立體范疇，讓它更能展現建筑結構的別樣風采。相比國外，國內在鋼結構住宅設計的展現手法上還有相當差距，當代擁有廣泛影響的鋼結構住宅建筑多數是外國建造師所設計。在設計師對鋼結構的理解、工程師對鋼結構建筑預案的創意和構造技法等范疇仍有很大差距。但伴隨國內住宅建筑技術水平的逐步發展，鋼結構造型越來越多廣泛運用到民用住宅建筑中。因此，本文將深入探討鋼結構設計的在民用住宅中美學藝術表現技法。

一、鋼結構民用住宅建筑的概述與現狀

鋼結構民用住宅建筑是建筑領域的一個重要分支，是以鋼結構構造為框架，搭配各式新型材料的復合墻體組裝而成，利用的建筑材料是標準化、規范化、批量生產，轉變了以往傳統民間住宅建筑石塊、砂礫、水泥現場作業，是住宅建筑行業現代化的重要標志。

鋼結構住宅建筑所傳達的建筑言語有鮮明的科學理性趨勢。高聳的住宅樓宇、流暢的內部空間構造、富有制造美感展現魅力的鋼結構、完美線條的整體以及其它材料無法完成的大跨度立體空間結構，都給我們以美的感受與某種隱約神秘之感，使得鋼結構住宅建筑更具有強烈的理性科學邏輯推理的構造特點。蓬皮杜中心是倫佐設計策劃的典型鋼結構造型建筑，它首次向全世界展示了后現代主義技術流派在建筑領域的藝術展現手法。而他們近幾年在鋼結構建筑住宅領域展現方面的突出表現，則在該領域上實現了建筑住宅和結構科技的完美融合。當然，之前的傳統派與現在的理性派體現在對鋼結構美的表現層次上有很大差異。傳統的流派僅把科技視為一種符號，運用后代主義所展現的對比來體現他們設想的新理念，展現其建筑住宅新概念。鋼結構建筑住宅在立體與平面設計上的靈活多變，使其通常和外部自然環境完美融合，建筑設計師可恰當運用由鋼結構的特性所完成的靈活造型來達到立體空間上聚散離合的多層次變化。

二、鋼結構在住宅建筑領域的表現技法

在比對柔韌與大跨度的表達技巧上，鋼結構構造住宅建筑擁有其它傳統建筑無與倫比的優勢。傳統建筑住宅中，多數的住宅建筑造型處在固定排序的序列之中，但鋼結構住宅建筑所代表的嶄新形象卻與眾不同，其不加裝飾且簡化絢麗的靈動外形，如果加以精妙利用，可起到點睛之筆與出乎意料的效果。而且，基于鋼結構構造的物理特征，通?？蛇_到大跨度的建筑住宅設計，并可以使建筑住宅空間的橫跨、空高和立體質感擁有更靈活的尺度。利用大尺寸的類比達到更高水準的跨度協調是大尺度鋼結構住宅建筑規劃設計的慣用手技巧。這是傳統住宅建筑無法觸及的領域與范疇。

在當今建筑領域，華麗且壯美的住宅建筑通常有絕妙的構造設計，和諧簡潔的設計也常給人們以美感。這種美的實質是一種精神，正如當今住宅建筑領域的杰出代表柯布西耶在其代表作中所描述的，“建筑設計應是別樣的，應有創新性，同傳統的樣式截然不同”。建筑藝術美是一種重要的文化符號，是人們的意念和理想的形象化展現，也是時代與地理特征的結合與統一。此外，住宅建筑藝術美也應和社會的進步及現代科技水平緊密相連。時代精神是當代建筑領域的本質。鋼結構構造住宅建筑正是在這種時代背景下，隨著科技發展而來的嶄新的建筑設計表現方式，是工程學、力學、構造科學及當代自然科學迅猛發展的產物。英國的白金漢宮與法國的埃菲爾鐵塔向我們昭示了工業革命那驚人的，也恰恰由于這種力量，即時代精神，鋼結構住宅建筑設計技法與藝術才獲得了飛速發展。金屬作為可以設計出全新立體與結構藝術的建材，逐漸被當代工程師所尊崇與熱愛。很多著名建筑設計師的作品都嘗試著用鋼結構去展現“簡潔美感風格”。他們十分注重研究新建料與新技法，在細節感觀與精妙運用建材的同時，突出時空的多樣性與人文情懷。正是由于對新建材、新科技與人文情懷的敏銳及勇于創新的思想，才使金屬鋼筋看似冰冷的建材在當代建筑領域展現得淋漓盡致且富于獨創性。

三、住宅建筑鋼結構造型中的藝術美學

在民用住宅建筑領域藝術美的表現要素中，住宅建筑結構造型和設計的關系最密切，建筑美觀通常表現在結構構架上，而造型美觀的實質是結構設計美觀！在鋼結構造型的建筑與住宅中，因為金屬鋼截然不同于其他建材的物理性能以及切面樣式的豐富性，使它擁有比其它建材更輕盈、柔韌、更兼顧的構造性能，塑造性很強，其結構造型可通過結構分析來開展設計。所以，鋼結構民用住宅最能展現建筑構造技法和美學的完美契合。鋼結構民用住宅構造之美的重點在于對力學的科學安排與把控構造受力的科學結合。通常，住宅建筑鋼結構力學的總體系是分支的，在頂部是逐步集中，到底部逐漸分散，有鮮明的幾何特性。而物理力流是順著物件傳播的，桿件的布局實質就是對物理力的引導，恰如江河的岸堤對流水的疏導一樣。怎樣使物理力流的流向明確，并且傳遞途徑簡短而高效，這是力學建筑師針對鋼結構造型選擇的任務，也是民用住宅結構造型的基石。住宅建筑結構承受力之后，力的傳導就如水流一樣，先細流，再匯集，最終流入海洋。所謂力的體系，本質就是怎樣組織要素，形成力的水流，而力流的外形與屬性，影響著鋼結構住宅建筑的外觀。在當前大量應用于高鐵站樓、展覽中心、運動場館等公用建筑的時空鋼結構構造創設中，上述理念變得尤為突出。理解了鋼結構住宅建筑的力學性質后，即使不是建筑師也能規劃出較科學的鋼結構構造。且這種源于構造設計與規劃的結構形式美由于和力相關，因而具有震撼力，體現了人類本能對力的崇拜和永恒的探求。鋼結構住宅建筑的探究與完善過程正是有效運用了形態結構中力學的定律，將鋼結構住宅建筑之美建立在鋼結構力學的基礎上，使邏輯推理、構造言語成了鋼結構住宅建筑人文美的重要體現。由著名建筑師與力學工程師規劃設計的滑鐵盧國際鐵路中繼站是由一套立體鋼架多向橫縱鏈接形成。因為設計者在規劃時故意運用了非對稱結構，使兩跨幅度差距很大，因而在對鋼索開展布局時，對以受曲為本的長度跨，將鋼條布置在鋼結構的下端;對由力壓彎為本的短度跨，將鋼索安放在受力的外部。構件安排和力的布置造型幾乎一致。而在時空上，各鋼架的幅度與走勢伴隨路線的交織與變遷而逐步轉變，構成了漸變的較大空間，使人們似乎矗立在時空轉換器之中。

四、鋼結構住宅建筑造型藝術美學表現手法最新發展潮流與趨勢

近些年，很多建筑師開始試著用更環保生態化的建筑住宅言語傳遞將來的創新精神，仿生住宅建筑漸漸走進在我們的視野中，而構造與建材仿生是這類建筑住宅創新的根基。因為鋼結構構造所擁有的物理性能與可塑性，其在仿生住宅建筑領域扮演著重要作用，是最適宜運用于仿生住宅建筑領域的建筑材料。在仿生住宅建筑領域的規劃設計中，很多大跨度與造型非常復雜的構造，利用磚瓦與混凝土通常很難實現，即便勉強實現了也很難展現仿生構造的靈動與優雅，但是現在鋼結構構造則可以將構造的受力從二維平面擴展到立體空間，在模擬自然界的造型上擁有其它建材無法比擬的優勢，使設計師的設想有了變現的可能性。圣地亞哥的很多住宅建筑的設計源泉都源于自然環境，他把自然中的骨骼、羽翼、海貝，亦或人的形體言語通過鋼結構的造型規劃設計完美地應用到到建筑住宅中。他的設計作品通常是在解決了建筑難題的同時也塑造了外貌特點，實現了實用與美學的完美融合。在由歐洲著名設計師設計的伊甸園世界動植物展覽場館中，一系列依托地貌靈活安排的由鋼金屬與玻璃組成的穹頂明亮通透，和諧而又不失動感，其外型讓人們想到大自然許多的生物形象。鋼結構構造住宅建筑也是仿生學探究的碩果，斯圖加特國際機場運用了樹狀的鋼結構構造支承形式。事實上，對許多較為重要的住宅建筑來講，規劃或著建筑承包方的競爭很大部分是在建筑住宅設計規劃方案結構造型的獨創性與觀賞性的競爭，而運用仿生生物學理論開展建筑與結構造型設計是一種切實有效的做法。從最近國外設計師在國內參與對外招標所提出的設計構想來講，建筑住宅結構造型的仿生化是其鮮明的特征，也是鋼結構民用住宅建筑未來發展變革的趨勢與潮流。

鋼結構在民用住宅建筑領域擁有其他建材無法比擬的優勢，鋼結構構造住宅建筑已給民用住宅行業帶來了一場開創性的變革，從規劃、設計到一系列新建材的運用都展現出了顛覆性的轉變，因此其代表了將來民用住宅的變化趨勢與潮流。鋼結構民用住宅建筑雖然具有許多優勢，但在實踐時也應考慮到它的一些不足，例如耐熱性差、易生銹，應采取切實有效的舉措來彌補這些不足與瑕疵。在新時代中國特設社會主義的今天，鋼結構民用住宅建筑行業是一個順應時代潮流，生命力旺盛的，市場前景廣闊的新型產業。隨著社會經濟的快速發展與現代化水平的提高，通過分析探討民用住宅鋼結構造型藝術美學的表現技法，學習經驗、勇于創新，相信鋼結構在民用住宅建筑領域的應用必將越來越廣泛。

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注：本文系安徽省人文社科重點項目，課題名稱：凌家灘國家文化遺址景觀風貌保護與再生研究，課題編號：SK2015A641。