建筑設計中的“亭構”空間原型及“亭構”概念的內涵研究

文／安冬函鈺 中國科學院大學建筑研究與設計中心中科院建筑設計研究院 工程師 博 士

引言

中國在古代時已經形成較為完備的建筑法式，筑城體系也很完整，在全世界獨樹一幟。而隨著近代中國社會的曲折歷程與變遷，建筑設計體系的發展趨于停滯，隨著西方現代主義建筑設計思潮的興起及流入，我國的建筑教育及建筑設計實踐受西方影響頗大。當代，各種建筑流派層出不窮，設計手法不斷更新，我們的城市一度淪為西方現代主義建筑實踐的試驗田，即使有融入中國傳統元素的建筑設計嘗試，但多留于中式形態的表象追求。研究和探討中國傳統建筑的哲學本源與設計文法，對于當前的建筑設計大環境具有重要意義，也呼應了中國社會高質量發展的趨勢要求。

在我國的建筑發展歷史中，亭建筑有著濃墨重彩的一筆，不僅因為它是中國最古老的建筑形式之一，還因為亭建筑蘊含著豐富的文化哲學內涵。2006 年，中科院建筑中心崔彤教授在《始于自然、源于傳統——歸于科學的模件化式設計研究》一文中，通過闡述中國傳統建筑“模件化”的設計理論，首次將“亭構”的原型概念從亭建筑中抽象地提取出來[1]。從當前的本土化建筑設計的眾多理論來看，“亭構”作為空間原型不僅蘊含了以亭建筑為代表的中國古代建筑空間意向和文化內涵，還可以衍生、擴展為其他的建筑空間形式，形成重要的設計方法論。因此，基于中科院崔彤教授的“模件化”理論，本研究以豐富“亭構”的相關概念與內涵為目標，就“亭構”空間原型進行深化與探討。

1“亭構”原型的概念提出

1.1“模件化”理論與“亭構”概念

“模件化”理論的建設與發展源自于對中國傳統木構建筑體系的研究，其將建筑視為整體系統。崔彤教授認為，中國傳統木構建筑體系具有天然的“分形”特征，而通過對小尺度構件或空間單元的相似性重復，按照不同尺度層級進行多次組合，生成了具有整體性、系統性和復雜性的傳統木構建筑。“模件化”理論即是基于木構體系的一種由小生大的建筑設計方法[2]。

亭構，作為“模件化”理論中提出的重要相關概念，學術界對該詞也沒有明確的定義，崔彤教授曾將其描述為房屋中“間”的概念。根據中科院建筑研究與設計中心在多年建筑實踐中的總結凝煉，本文認為“亭構”的定義如下：

亭構是以類似由四根柱子圍合而成的開間為某種功能需要而設置的一種建筑單體空間，作為“微分原型單元”進一步積分成建筑的建筑設計文法。亭構單元為基于間架結構的“功能-建構-形態”一體式的可拓展空間單元，且具有獨立和特有的建筑品行：開放性、遮蔽性、方向性、穿越性、透明性、符號性、拓展性（圖1）。

圖1 “亭構”空間原型的衍生發展（圖片來源：作者自繪）

1.2 中西亭建筑比較下的亭構意向

中國古代木構建筑經過數千年的發展，極致成熟，最終形成法式。在《營造法式》中詳細地描述了多種亭的形狀和建造技術，但從用途來看，雖然亭建筑多沿用古法作為園林中重要的點景建筑[3]，但隨著時間的推移出現了更多滿足新時代人行活動的空間，這需歸功于中國古代建筑的木結構體系在空間上有很強的適應性和可拓展性。無論古代成熟的木構體系還是現代“桿件”框架體系下，都可將亭提取為“亭構”空間原型，即一個“四柱一頂”的基本框架，其不僅可以作為中國古建筑的最小建構單元，獨立應用形成亭子的實體，還可以左右相連，前后相接，上下相疊，形成錯落組合的建筑群空間。

在西方，亭建筑（勒·柯布西耶（Le Corbusier）貶低它的名字稱為“涼亭”）之前常被當作一種次要的、無關緊要的、在景觀上輕描淡寫的點綴[4]。隨著工業革命后，現代主義建筑結構體系的出現，亭在西方進化為一個完全不同種類的建筑——臨時展館，例如，1851 年的水晶宮（圖2），作為萬國工業博覽會場地，它實際上是一個巨大的亭子，里面有較小的帳篷，每個帳篷都用于宣傳一個國家的商品。這個以鋼鐵為骨架的場所，與柯布構思的“多米諾系統”（Domino）①有暗合之處，并具有以下特點：開放性、穿越性、拓展性。

圖2 1851 年第一次世界博覽會期間的水晶宮（圖片來源：英國皇家園藝學會，林德利圖書館）

在對中國古建筑追本溯源和與西方現代建筑發展的對比下，一個有趣的現象顯現出來：我國古建筑的特性與西方第一次世界大戰后的現代建筑理論中追求的建筑特性殊途同歸。

2 基于建筑源流與原型思辨下的“亭構”內涵研究

2.1 師法自然——對“樹構”的繼承發展

自古以來，基于與自然高度協同的中國文化內核，師從自然，利用自然，并與之互動，使建筑與自然互為景觀，這成為中國古建筑的底層設計哲學。這一“天人合一”的理念，在亭建筑中表現得尤為顯著。中國古亭強調其內外環境的相互滲透，促成空間視域和感受的升華。

相較于主要以石為材的西方古建筑，以木材為主的中國傳統建筑各個構件以嚴密的邏輯結合到一起，形成了中國木構建筑特有的結構美。結構即是建筑，建筑即是結構，沒有高不可攀的尺度，沒有邏輯不清的結構，沒有不可理解的造型，也沒有莫名其妙的裝飾，與自然環境有機結合，融滲在自然之中。這歸功于中國古代匠人對自然的學習和領悟，以亭建筑的出現為例，可以推斷這來源于古人對樹木的生長特點和特有結構的觀察與模仿。

“樹”的空間原型被認為是由樹干不斷離心生長，開始形成樹冠和骨干枝，再不斷分形長出新枝，逐漸擴散成頂而構成。樹冠在自然光照下形成的蔭影輪廓投影在地面上，樹下空間成為最早的人類聚集和進行各種活動的庇護性場所，既有開放性，又有遮蔽性。

“亭構”對“樹構”的功能作用和空間意向產生繼承，亭的建筑形態模擬了樹形態，由柱子長出屋頂，形成一個有頂無墻的遮蔽空間，創造了具有開放性和遮蔽性的人造庇護性景觀，人在此聚集和停留。簡言之，亭建筑以樹的功能組織和形象構成規律為學習和模仿對象，探尋其中的建造規律，為亭構所用。德國建筑學家勒伯多（J.S.Lebedew）在其《建筑與仿生學》一書中提出了仿生建筑理論②，支持了這一觀點。中國古人的智慧不容小覷，深入發掘亭建筑與亭構不僅是對中國古代建筑考古型的追溯，而且是創造型的再發現和再學習。

2.2 源于傳統——亭建筑在中西方歷史中的演進

2.2.1 中國古亭

中國亭的出現時期極早。在諸多關于亭的著述中，關于亭的起源卻是眾說紛紜，大致有周朝、秦漢時期、南北朝的中后期之說[5]。

從“圖語文字”的角度認知，根據現有的考古資料，“亭”字最早出現在先秦時期的古陶文（圖3）和璽文之中，在漢代畫像石中有對亭的形態和功能的清晰描繪。

圖3 古陶字中的亭（圖片來源：參考文獻[6]）

先秦至秦漢，“亭”作為一種用于瞭望偵察及傳遞軍事信息的建筑。其形式服務于功能（西方現代建筑中的按功能進行設計的原則與中國古亭一致）。從“圖語文字”中，可看到亭建筑筑于高臺之上，符合登高眺望的功能需求。有頂無墻的開敞形式，為獲得開闊的視野、偵察軍情提供了便利。隨著歷史的變遷，亭的標志性被強化，多用于景觀功能。兩宋時期以后，亭成為園中必有的單體建筑，與造園理景高度結合[7]。

亭作為建筑小品鮮少受到封建禮制的制約，其在造型上的發展更為自由。中國古代建筑的木結構體系的高度適應性和可拓展性于亭建筑中表現得淋漓盡致，演變出變化多姿多彩的造型樣式。如郭明友先生所言，“亭”凝聚著中華民族千年的巧思、智慧與文化積淀，為后人留下思考和學習的珍貴資料[8]。

2.2.2 西方的亭（Pavilion）

西方類似的亭（Pavilion）的概念，追溯其根源亦是用于軍事。最早的類亭建筑物為在軍事戰役和外交會議的營地中迅速建立起來的，便攜式、折疊式結構。在古代羅馬帝國及以后的地區，這些類似于帳篷的結構由于它們的舒張的形態及篷頂帆布在微風中像蝴蝶翅膀拍打一樣的特點，獲名“papilio（拉丁語）”——意為蝴蝶，現代的法國Pavillon 也是從中衍生而來的[9]。這樣的結構無疑是從功能出發的，但同時具有標志性。中世紀和文藝復興時期，亭作為慶典節日或是紀念日的帳篷進入藝術和社會文化領域。18 世紀，西方的公園和皇家庭院開始出現各種各樣的類亭結構建筑。

亭這一建筑形式的溯源和發展軌跡，在東、西兩塊孕育著不同文明的大陸上，卻有著驚人的相似。瑞典東印度公司的架構師威廉·錢伯斯（William Chambers）在廣州住了一段時間后，熱情地說道：“在中國人的花園結構的精美和數量上，沒有任何一個國家能與中國人相提并論。”[10]

2.3 亭背后蘊含的中國哲學和中國獨有的藝術審美

空靈為中國古代美學中特有的追求之一。建筑中的空靈，主要表現為意境——空間感受與人的思想情感融為一體，達到“天人合一”的藝術境界。為達到這一境界，衍生出了“空”的哲學思想。誠如老子《道德經》第十一章說：“埏埴以為器，當其無，有器之用；鑿戶以為室，當其無，有室之用。故有之以為利，無之以為用。”[11]肯定了空的價值。建筑中的“空”即為空間。

亭作為最小的空間單元，每一個構件都致力于利用有限的“實”承載無限的“空”。因此，亭，這宛如生長在自然中的建筑，充分融合于自然環境，成為溝通自然和人的內心境界的媒介。古代文人常常在此體味人生、感悟天地。如蘇東坡在《涵虛亭》中道：“唯有此亭無一物，坐觀萬景得天全。”；清代畫家戴熙說：“群山郁蒼，群木薈蔚，空亭翼然，吐納云氣。”“虛空納萬物”的亭雖由人作，宛自天開。

3 亭構的科學性——形式與結構邏輯的統一

3.1“亭構”體現了對重力法則的尊重

與西方古建筑的石砌結構相比，中國古建筑以木構架結構為主。這一結構中，四根柱子圍成的空間單位稱為“間”，一個獨立的四邊亭即可視為一個“間”。每一間由立柱、橫梁及順檁等主要構件，運用榫卯結構相結合，構成富有彈性的框架。“墻倒屋不塌”這一句中國民間的俗語充分體現了這一結構的特點。

在現代建筑設計實踐中，建筑師嘗試各種方法試圖擺脫重力的奴役，如材料變得更輕，結構更靈活，空間更靈動[12]。即使隨著科技的進步，越來越多輕盈的“反重力”建筑層出疊現，但在構造方式上，它們卻多遵循簡單的砌筑邏輯，嘗試與自然重力進行對抗。反觀中國古建筑的間架結構，順應自然，利用重力，使其由阻力變為參與建構的助力。每一個構件的尺寸都經過中國人民上千年的智慧打磨，恰如其分地符合其所承受的最大壓力和剪力的值，在重力的作用下，榫卯結構被壓實，最終一“間”成為一個完整的結構空間單元。因此，中國古建筑是功能、建構和形態高度統一的建筑形式。

3.2“亭構”符合“漸進式結構優化法”

在一些領域，某種程度上，現代科學的發展是在解釋過去。例如，1993 年，謝億民院士和團隊介紹了一種稱為漸進結構優化（ESO）③的方法。該方法通過將外部載荷和支撐條件應用于單元模型進行實驗，逐漸從設計領域中去除無效使用的材料來產生最佳結構（最大剛度、最小重量）。

在中國古建筑領域，謝億民院士基于力學層面運用“漸進式結構優化法（ESO）討論研究了類斗拱結構（圖4），從科學的角度證明了中國古建筑的力學合理性、建構與形式的統一性[13]。通過科學的計算方法，對一個“四柱一頂”的結構構件進行優化，其最終的呈現與中國傳統建筑中的斗拱結構具有“同構”特征，而這一結構空間特征與“亭構”原型極其相似，間接證明了“亭構”具有力學合理性的特征。

圖4 漸進式結構優化法（圖片來源：謝億民團隊研究成果）

結語

通過對“亭”歷史的追本溯源，分析“亭構”單元的空間、形態及“亭構”原型中的中國古典哲學和美學思想，深化了“亭構”的概念內涵：亭構單元，即具有特定功能和空間特性的建構空間原型，“亭構”即運用亭構單元，或作為一個獨立的建筑衍生變換出不同形態，或在空間序列中組合變換成不同的建筑的設計文法。它可作為一種源于中國古代文化和先人智慧的集中概括，適用于當代并面向未來的設計文法。“亭構”的設計文法，旨在創造一種“空間化”的形式，“結構化”的功能，“功能化”的空間，雖與西方現代建筑理論中老生常談的理論相似，但卻從一種完全不同的角度出發，探索一種新的建筑設計理論，是專注于建造邏輯、形成邏輯、空間邏輯有機互動的一套新體系。

“亭構”源于中國傳統建筑的智慧，但對其所構成空間特性的追求卻不受地域局限，甚至不受時間維度的約束，來源于過去，形成于當下，可面向未來，筆者對亭構的研究亦是初探，旨為源于中國哲學和美學的，面向未來的現代建筑理論提供一種可能。

注釋：

①在1914年，柯布西耶提出了“多米諾結構”這一概念，用鋼筋混凝土柱承重取代承重墻結構以便建筑空間可自由組合，連通流動，室內外空間交融。

②建筑與仿生學（Architectural Bionics）探索和研究不同生物生命形式的行為并將這些觀察結果整合到建筑和設計中的可能性，通過結構、形式或功能仿生，設計像生物體一樣適應自然規律，與自然相協調的建筑。

③漸進結構優化法（Evolutionary Structural Optimization，簡稱ESO）是近年以來興起的一種解決各類結構優化問題的數值方法。它是基于這樣一個簡單概念：通過將結構中無效或低效的材料一步步去掉，剩下的結構將逐漸趨于優化。