建筑外形與結構關性聯探析

摘要：建筑的外在形式紛繁復雜，仔細探究源頭，可能誕生于天馬行空般的主觀想象，或是有理有據、縝密客觀的邏輯推斷，無論哪種，多少都會受到建筑結構的影響。建筑結構作為建筑學的重要分支，對塑造建筑外觀有重要影響，然而由于結構時常隱藏在各種界面的包裹之下，它對于建筑外形的潛在作用常被人忽視。本文探析的就是建筑外形與結構之間的關聯性。

關鍵詞：建筑;外形;結構

一、建筑外形源于對結構的充分了解和靈活運用。

建筑外形如果單純地通過各類意識形態主導，或直接地步入從形式到形式的過程（例如在商業設計中被廣泛應用的“元素提取”），是不具備討論價值的。設計的外在形式并非一拍腦袋就能成型，其中涉及許多問題，例如產品的地域性特點（歷史文化、地理特征等）、結構，使用者需求，可行的技術手段等。一部分優秀的建筑，其外形來自于對結構的充分了解和靈活運用。

（一）結構實驗性建筑所塑造的外形

其承重結構的革命性創新將直接導致形式創新。伊東豐雄耗時十年建成的臺中大都會歌劇院，是一座曲墻、無柱、無梁的混凝土建筑，相較一些外形怪誕，內里仍使用基礎結構的建筑而言，臺中大都會歌劇院在結構方面進行了巨大挑戰。關于該歌劇院的外形，諸多評論家都慷慨地給予各種比喻修辭，他們試圖找到一種恰如其分的形式概念來描述這個建筑。然而，不可否認，結構創新是該建筑能擁有奇特外形，且能在建筑史中留下光輝印記的要素，就如同薄殼結構、框架結構的誕生給建筑界帶來的巨大震動。

（二）承重或非承重結構創新都可能促進建筑設計落地

以扎哈.哈迪德為例，扎哈早期有非常多圖紙建筑在國際競賽中取得優異成績，但這些作品無法落地，直到維特拉消防站建成，其作品才慢慢從圖紙建筑轉型為實體建筑，原因就在于結構技術的約束。

此外，高迪的圣家族大教堂，始建于1882年，31歲的高迪接手該項目，并在此后的43年，不斷研究教堂的結構設計。最初由于技術水平的局限，導致建造速度緩慢，直到高迪意外去世，也未能完成這件作品。好在當時高迪對教堂的外形設計已經基本完成，留存有圖紙、出版物和石膏模型。依靠現代的建造技術，圣家族大教堂預計將在2026年完工。（作為贖罪教堂，建造資金來源于個人捐款和門票，這也是建造緩慢的原因之一）。

二、建筑形式和結構相互影響

（一）形式可以反映結構，而卓越的結構能成就形式之美

康策特，著名的結構工程師，相較于完全專注于結構的其他同行，他選擇站立在結構和建筑兩者之間。因為在目前的建筑行業中，大多數結構工程師會選擇進入專門的結構事務所工作，同樣建筑中的大部分工程結構都是外包給專門的結構事務所負責。然而，康策特選擇了卒姆托的建筑事務所，為此，很多情況下，他都得面對自己的同行，去盡力維護建筑師的利益。

康策特的作品，常能展現出對形式的敏銳，在理性中尋求空間與形式融合的建筑結構性表達。例如在巴塞爾學校，康策特設計了一個由墻和樓板組成的箱形結構，將整體的荷載分布到兩側的剪力墻上。為解決40米進深導致的光照問題，在箱體上開辟了四個錯動的光井。這導致整個箱形結構的強度被弱化，給結構設計帶來新難題。為了實現預期的外形效果，康策特決定在箱形結構的墻體內布置斜向的鋼筋受拉件。大尺度的預應力鋼筋在垂直的方向穿越課室空間，飛躍數個樓層。如同大型的橋梁結構一般，將被光井切斷的墻體和樓板重新捆扎在一起。如此具有張力的結構設計，最終靜默地隱藏在墻體和樓板之中，建筑的外表和空間呈現出一種極盡克制的冷靜姿態。然而，倒置的底部大空間、主立面上錯位的開窗以及內部錯動的光井，仍舊在暗示著墻體和樓板內不可見的復雜結構。

（二）非承重結構形成新的建筑表皮

設計領域，新的設計手段層出不窮，尤其以參數化為主要媒介的表皮設計風靡全球，通過算法快速生成模型，進行高效設計。模型的形式種類、復雜程度、生成的速度等方面遠超人腦。關于建筑設計的參數化軟件也在不斷發展，BIM、RHINO、REVIT等軟件，以及相關插件，例如GRASSHPPER、KANGAROO、WEAVE都得到建筑設計界的極大關注。

然而，面對這種設計趨勢，要批判地看待，如果從最本質的訴求去探究，我們需要反思這種表皮進化所蘊含的意義，選用這種表皮和那種表皮的差異性、合理性、必要性是什么？等諸多問題。

總而言之，建筑外形無法脫離結構的影響，無論是起決定作用的承重結構，還是錦上添花的非承重結構，作為設計師，不能忽略對結構知識的實時更新，當我們對建筑外形設計的思考進入瓶頸時，不妨從結構的角度想一想，也許會有意外的收獲。

參考文獻：

[1]宗軒，吳博文，湯朔寧.再談結構成就建筑之美——約格·康策特設計作品的結構性表達[J].建筑師，2015（3）：40-45.

[2]向金輝.結構建筑學——觸發本體創新的建筑設計思維探析[J].中國住宅設施，2018（5）：45-46.

作者簡介：姚宜瑋（1995.10-），女，漢族，籍貫浙江舟山，蘇州大學藝術學院，18級在讀研究生。