從“服飾表皮”到“智能表皮”

黃惠菁

摘 要:從表皮對(duì)材料的表現(xiàn),到對(duì)氣候應(yīng)變的智能化表皮的出現(xiàn),反映了表皮不但是藝術(shù)的表現(xiàn)形式,而且是技術(shù)轉(zhuǎn)化與技術(shù)邏輯藝術(shù)的載體。表皮概念是伴隨著建筑師不斷的探索創(chuàng)新和技術(shù)平臺(tái)的豐富化而轉(zhuǎn)換的。從歷史的視野重新梳理表皮概念發(fā)展的過程,試圖從西方建筑邏輯思想發(fā)展的脈動(dòng)中,尋找建筑設(shè)計(jì)的突破點(diǎn)與富有邏輯性的方法。

關(guān)鍵詞:建筑外表概念;材料與建造;材料技術(shù);媒介;智能化表皮

中圖分類號(hào):TU-86

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A

文章編號(hào):1005-569X(2009)06-0101-04

1 引 言

1923年,柯布西耶在他著名的《走向新建筑》中提出了建筑的3個(gè)關(guān)鍵要素:體量(mass)、建筑外表(Epidermis)和平面(plan),并且將建筑外表定義為“體量的外包(envelope)并能減小或擴(kuò)大我們對(duì)體量的感覺”。之后,現(xiàn)代建筑學(xué)通常用建筑外表或表皮(surface)這一概念泛指建筑這一基本要素的物質(zhì)本體和精神表現(xiàn)。

然而在建筑發(fā)展的歷史中,“建筑外表(surface)”從來就不是一個(gè)明確和單一的概念,從建筑基本狀態(tài)的圍護(hù)(enclose)到古典建筑語境下的正立面(facade),到現(xiàn)代建筑萌芽初期的建筑服飾(dressing)乃至當(dāng)代建筑的媒體表面(Media surface)、超級(jí)建筑外表(hyperskin)甚至引入哲學(xué)和社會(huì)學(xué)的界面概念(interface),以及與環(huán)境命題相關(guān)涉及多項(xiàng)交叉學(xué)科的智能皮膚概念(intelligent skin)。根據(jù)不同情況,建筑外表可能指代圍護(hù)結(jié)構(gòu)的表層、圍護(hù)結(jié)構(gòu)自身,或者它所指代的抽象表現(xiàn)。是一個(gè)在不同語境中呈現(xiàn)不同內(nèi)容的動(dòng)態(tài)概念。

2 建筑外表概念的發(fā)展

按照建筑外表概念發(fā)展的時(shí)間循序,我們看一看幾個(gè)發(fā)展中的建筑外表概念:

2.1Envelope或者enclose,外維護(hù)的概念

建筑為滿足人類生產(chǎn)、生活和安全需求,通過外維護(hù)(洞穴,外墻,屋頂)為人類提供遮風(fēng)避雨和抵御外侵的庇護(hù)所。外墻(external wall)和屋頂(roof)都可以看作這一概念的子系統(tǒng)[1]。

2.2 Facade外立面的概念

這個(gè)詞匯源自法文facade。作為建筑學(xué)術(shù)語,一般指建筑物的外墻——尤其是正面,但亦可指側(cè)面或背面。法文中的原意多是指面孔或房子的正面[2]。現(xiàn)在facade的指代已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其最初意義,源于20世紀(jì)初外圍護(hù)結(jié)構(gòu)脫離結(jié)構(gòu)受力主體而獨(dú)立存在,使得Facade脫離了古典的正立面的含義而成為一個(gè)連續(xù)的圍合體。所以在現(xiàn)代建筑多數(shù)語境下,可以將facade看作建筑外表的同義詞。Walter Gropius(1883-1969)與Adolf Meyer(1881-1929)設(shè)計(jì)建造的德國Alfeld制鞋廠(1911-1925建)的建筑外墻第一次真正意義上從承重的概念中解脫出來,框架結(jié)構(gòu)使得墻可以從屋頂?shù)闹亓肯陆饷摮鰜?用來分隔空間;由柱子承擔(dān)支撐建筑的作用。

2.3 Dressing建筑服飾

源于19世紀(jì)中由德國建筑師森帕Gottfried Semper以及其主要追隨者貝爾拉格Hendrik Berlage和路斯Adolf Loos所建立的“建筑服飾”理論。他們提出“空間通過建筑外表的圍護(hù)產(chǎn)生”“建筑學(xué)是空間維護(hù)的藝術(shù)”,建筑外表具有物質(zhì)本體和精神表現(xiàn)的分離屬性[3] ,從而可以從空間角度重新定義外表的服飾特征,主張建筑外表創(chuàng)造空間的自主性,反對(duì)裝飾。(圖1)

2.4骨架式外墻(Wall Skeleton Facade)[4]

從20世紀(jì)開始,工業(yè)化的大生產(chǎn)加快了制造技術(shù)的研發(fā)速度,其間建筑的結(jié)構(gòu)體系革命使得建筑的外墻可以完全脫離主體結(jié)構(gòu)而自成體系。在此基礎(chǔ)之上立面設(shè)計(jì)中窗與墻的比例變得毫無拘束?！澳粔Α?curtain wall)一詞的運(yùn)用形象地描述了當(dāng)時(shí)建筑外表擺脫承重體系所獲得的自由狀態(tài)。骨架式外墻的廣泛運(yùn)用成為建筑外表獨(dú)立的標(biāo)志,促成現(xiàn)代主義在短時(shí)間內(nèi)迅速國際化。(圖2)

2.5 媒體表面(Media surface)

“建筑外表通過某種特定的方式的形成表達(dá)特定的信息”[5],從而使建筑外表成為面對(duì)社會(huì)和人群的媒體。最早的例子見于清真寺外表通常源于可蘭經(jīng)的裝飾字符,也見于哥特式教堂中彩色玻璃窗通過自然光線的方式所傳達(dá)的形象的宗教信息。然而媒體表面真正開始大規(guī)模地影響現(xiàn)代建筑和城市卻源于信息科技以及其在藝術(shù)和商業(yè)領(lǐng)域的迅猛發(fā)展和廣泛運(yùn)用。德國建筑師赫爾佐格Herzog&.De Meuron和法國建筑師諾維爾Jean Nouvel以其各自對(duì)建筑外表的理解,演繹了當(dāng)代建筑媒體表面的豐富性和各種可能性,成為當(dāng)代對(duì)建筑表皮最具熱情和探索精神的建筑師之一。

2.6超級(jí)表皮(hypersurface)

Stephen Perrella在1998年《建筑設(shè)計(jì)雜志》(AD)中的“超級(jí)表皮”(Hypersurface)理論專輯中將“超級(jí)表皮”定義為一種圖像-形式的界面,他說“超級(jí)”(Hyper)表示數(shù)字時(shí)代對(duì)傳統(tǒng)方式的超越,而表皮則具有物質(zhì)層面的拓?fù)鋵W(xué)內(nèi)容。因此,珀熱拉聲稱“超級(jí)表皮”被用以連接身體與外部物質(zhì)—內(nèi)容時(shí)可以激發(fā)基層或表皮中的潛能,并且為真實(shí)與虛幻構(gòu)筑一個(gè)拓?fù)涞牡匦我允苟呦鄿贤ā?999年,珀熱拉在該雜志上繼續(xù)發(fā)展他的理論。他視“超級(jí)”為媒體,“表皮”為拓?fù)浣ㄖW(xué),認(rèn)為“超級(jí)表皮”可以呈現(xiàn)建筑學(xué)中媒體(無論印刷的或電子的)和拓?fù)浔砥ぶg的新關(guān)系。將表皮視為界面,即將其視為程序運(yùn)作本身,這是類似于圖解方式的另一種參與社會(huì)空間生成的方式,并且更在于持續(xù)不斷的交互的產(chǎn)生。

3材料與建造——建筑外表變革之源

在現(xiàn)代建造技術(shù)的支持下,屋面與外墻成為一個(gè)整體,使外維護(hù)結(jié)構(gòu)具有了“殼”的獨(dú)立系統(tǒng)概念。 這一概念超越了傳統(tǒng)和現(xiàn)代建筑所遵循的空間與外立面的“真實(shí)表達(dá)” 的框框,走向獨(dú)立于內(nèi)部空間展現(xiàn)自我(建筑外殼系統(tǒng))材料和建造的審美表現(xiàn)力。混凝土、玻璃和鋼不再是個(gè)“未知”領(lǐng)域,在新的創(chuàng)作中它和傳統(tǒng)的石頭、木材、磚、鐵等材料一起被重新認(rèn)知,塑料制品、無紡織物等新的人工材料得以應(yīng)用,新的建造方法也在被不斷發(fā)掘。

20世紀(jì)初混凝土作為新材料在建造工藝上的可塑性和塑型特征得到前所未有的發(fā)掘和發(fā)揮。門德爾松(Erich Mendelsohn)設(shè)計(jì)的愛因斯坦塔(圖3)是早期德國表現(xiàn)主義[6]的代表作。其發(fā)揮混凝土的塑性特征的思路使Le Corbusier獲得啟發(fā)。后者的郎香教堂等作品導(dǎo)致了約半個(gè)世紀(jì)建筑師們對(duì)混凝土的狂熱追求。在賴特的流水山莊巨大的臨水平臺(tái)前,從來沒有人如此刻意的將鋼筋混凝土的懸挑極限設(shè)計(jì)的如此夸張和震撼。結(jié)構(gòu)師出身的卡拉特拉瓦(Santiago Calatrava)使混凝土的藝術(shù)性和力學(xué)特性在他手中以一種前所未有的優(yōu)雅姿態(tài)呈現(xiàn)出來。1995年建成的巴塞爾信號(hào)樓(Signal Box of Basel)則是將常規(guī)銅制板材被當(dāng)作包裝紙一樣進(jìn)行建造,更像外皮上的一種附加“姿態(tài)”。

傳統(tǒng)材料在新的建構(gòu)下重新演繹所帶來的沖擊并不亞于一項(xiàng)嶄新材料技術(shù)給建筑外表帶來的變革。附加新的工藝使建筑外表獲得嶄新表現(xiàn)的同時(shí),也為建筑師或者業(yè)主提供了表達(dá)思想和信息的新“語境”。1996年建于德國的埃伯斯沃德圖書館(Eberswalde Library),帶有蝕刻圖像的玻璃外墻超越了玻璃與混凝土的傳統(tǒng)認(rèn)知概念,建筑師創(chuàng)造性地運(yùn)用傳統(tǒng)的印刷術(shù),讓這兩種常規(guī)材料在新的建造下呈現(xiàn)出非常規(guī)景象,從而徹底改變了建筑外表。

材料技術(shù)的發(fā)展和新材料研發(fā),以及新技術(shù)的運(yùn)用為建筑外表發(fā)展提供了源源不斷的動(dòng)力。ETFE(乙烯—四氟乙烯共聚物),是上個(gè)世紀(jì)70年代杜邦公司(DuPont)開發(fā)的人工高強(qiáng)度氟聚合物航空工業(yè)絕緣材料,其熱學(xué)性能和透光性,透明、自潔和結(jié)構(gòu)上的特性,同時(shí)被開發(fā)為優(yōu)良建筑材料。Allianz-Arena安聯(lián)球場項(xiàng)目ETFE被運(yùn)用得更為極致,雙層充氣膜氣枕使建筑不僅對(duì)日光產(chǎn)生了神奇的投射,建筑外殼在燈光控制下可以根據(jù)主場球隊(duì)的不同轉(zhuǎn)換顏色。建筑如同無線電波一樣將建筑本身與賽事視覺的信息傳播至幾km以外。通過材料的物質(zhì)特性來表達(dá)的信念貫穿于Herzog & de Meuron所有的作品,建造的技術(shù)直接影響了建筑的形式。

具有工業(yè)化特征的現(xiàn)代生活方式的背景下,科技發(fā)展的加速度使得多種多樣的建筑材料和建造技術(shù)呈現(xiàn)在建筑師的面前,建筑外表的設(shè)計(jì)方法也開始從外觀形式主導(dǎo)轉(zhuǎn)向?qū)S護(hù)結(jié)構(gòu)本身的本體邏輯主導(dǎo)。一種獨(dú)立于建筑空間的本體自治形成。由于建筑外表的自治,使之有機(jī)會(huì)成為獨(dú)立的設(shè)計(jì)系統(tǒng),從而擁有自身的語言和語法結(jié)構(gòu)。材料可以理解成“語言”,而建造則是“語法”。視覺印象以陌生的方式展現(xiàn)另一種新的“真實(shí)”。 與此同時(shí)留給我們的思考是:如何在成熟的工業(yè)化時(shí)代與信息改變生活的時(shí)代運(yùn)用這些新的技術(shù)和組織一個(gè)完善的技術(shù)平臺(tái),來表現(xiàn)自己的建筑思想與設(shè)計(jì)手法;如何進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)建筑外表的精神表現(xiàn),彌補(bǔ)機(jī)械崇尚科學(xué)帶來的對(duì)人性的忽視。

4 建筑外表的精神表現(xiàn)

“傳統(tǒng)建筑是以固定的體量作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。這并沒有注意到光本身的首要性——正是光使得我們能夠看到建筑!并且傳統(tǒng)建筑忽視了光本身的可能性以及多樣性…暫時(shí)的建筑變得可能——不是因?yàn)闀簳r(shí)的結(jié)構(gòu),而是因?yàn)楣怆S時(shí)改變著建筑的形態(tài)。不僅僅是在白天發(fā)生變化也通過室內(nèi)燈光發(fā)生變化,對(duì)于我來說使用光的感染力是我的建筑中最基本的東西?！薄狫ean Nouvel如是說。

媒介立面早期的例子來自于阿拉伯人的清真寺墻壁上的詞句和裝飾,或是自然的光線透過哥特式教堂里美麗的玫瑰窗傳達(dá)的“天國”信息。法國建筑師Nouvel將建筑外表看為建筑面向社會(huì)和大眾的媒介,運(yùn)用建筑材料與技術(shù)使透過它的物質(zhì)和所見的物質(zhì)——光與景成為主角(圖4)。極端的自我表達(dá)使建筑外維護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)手法從最初的“表現(xiàn)主義”走向了“廣告”。 電子產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于建筑外維護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中。率先使用發(fā)光建筑技術(shù)的實(shí)例是Toyo Ito的風(fēng)之塔和Piano的荷蘭鹿特丹KPN大廈(圖5、圖6)。Toyo Ito認(rèn)為建筑是反映城市的表征,重視反映時(shí)代的物質(zhì)與精神層面。風(fēng)之塔就是一個(gè)信息時(shí)代社會(huì)生活的寫照,在紛繁的廣告的充斥之下,建筑業(yè)成為傳達(dá)信息的一部分,只不過它表達(dá)的不是他人的信息而是本身的存在與美學(xué)。

5智能化表皮

技術(shù)是個(gè)切入點(diǎn),在與其它學(xué)科交叉,解決增加玻璃材質(zhì)透明度、減少幕墻反光污染和室內(nèi)光、熱環(huán)境控制問題時(shí),效仿皮膚的智能概念為建筑外表設(shè)計(jì)帶來了新的方向。小型的探測及控制處理裝置被植入建筑“皮膚”模仿毛細(xì)孔的組織結(jié)構(gòu),智能表皮可以接受信息并及時(shí)作出應(yīng)激措施以應(yīng)對(duì)建筑外界環(huán)境的變化,為使用者提供一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的舒適環(huán)境?？烧{(diào)節(jié)的雙層幕墻系統(tǒng)設(shè)計(jì)(圖7)由多層材料系統(tǒng)組成:圍閉系統(tǒng)、固定遮陽系統(tǒng)、光控系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。智能型雙層幕墻不僅可以提供舒適的室內(nèi)環(huán)境和良好的視線、光環(huán)境,還可以根據(jù)需求節(jié)約能源。SBS(Sick Building Syndrome) “大樓病綜合癥”、“熱島效應(yīng)”、“ 光化學(xué)煙霧污染”等現(xiàn)象的增加趨勢,也加速了我們對(duì)環(huán)境友好型的建筑和能對(duì)建筑內(nèi)部外部環(huán)境做出積極回應(yīng)的建筑提出外維護(hù)結(jié)構(gòu)的需求。

另一方面,智能化的概念從單純的弱電信息管理設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向機(jī)電、建筑、環(huán)境設(shè)計(jì)、管理一體化的多學(xué)科交叉領(lǐng)域設(shè)計(jì)。建筑外維護(hù)結(jié)構(gòu)在新的語境里被重新定義,它不僅是建筑物的殼、一個(gè)獨(dú)立的不受其他系統(tǒng)控制的區(qū)域,而且是個(gè)能量站。照明、隔熱、保溫、遮陽、空氣動(dòng)力學(xué)、防止眩光、視線干擾、能量儲(chǔ)存與利用(發(fā)電與發(fā)熱)、室內(nèi)的空間利用、審美等指數(shù)被綜合考慮。這一逐漸走向成熟的技術(shù)也向原有的技術(shù)規(guī)范提出挑戰(zhàn),包括它為節(jié)能計(jì)算、幕墻系統(tǒng)、幕墻氣密性的要求、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、智能化設(shè)計(jì)系統(tǒng)提供的突破傳統(tǒng)常規(guī)設(shè)計(jì)的可能性。真正智能型的外表皮設(shè)計(jì)不是僅僅在于在空腔內(nèi)設(shè)置探測器等設(shè)施,而是作為整個(gè)表皮(幕墻、智能百葉)與能源循環(huán)(空調(diào))系統(tǒng)整體進(jìn)行能量、水體回收再利用。

正如Jean Nouve 所述:“未來科技將越來越多樣化,城市也越來越擁擠,城市在變化,生活的任何事情也都會(huì)變。設(shè)計(jì)的過程將不可能不受外界的影響。這個(gè)時(shí)代的建筑師應(yīng)該了解哪些依然相信能夠靠自己的獨(dú)立意念做設(shè)計(jì)的方式已不復(fù)存在了…建筑的未來不是建筑”。

6結(jié) 語

表皮概念是伴隨著建筑師不斷的探索創(chuàng)新和技術(shù)平臺(tái)的豐富化而轉(zhuǎn)換的。每一項(xiàng)新科技都與地域性的氣候特征和地方材料、材料本身的構(gòu)造特性密不可分。表皮設(shè)計(jì)在類型學(xué)范疇,其形式構(gòu)成的內(nèi)容極易被抄襲和模仿。近幾年我們可以自豪地拿出一些“學(xué)得很像”的建筑作品,這些作品在形態(tài)上并不亞于西方某某大師的作品。但建立建筑理論與實(shí)踐的基礎(chǔ)性研究,真正的理解材料、技術(shù)與構(gòu)造的歷史發(fā)展的軌跡與生成的邏輯性,才能做出屬于自己的創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn):

[1]Christian Schittich(Ed.). Building Skins-concepts.layers.materials[M]. DETAIL 2001.

[2]Mack, Birkhauser. HERZOG & DE MEURON 1,2,3[M].Gerhard 2005.

[3]Elcroquis Jean Nouvel 1987-1994, Fiorucci International,S.A.S. Italia, 1987-1994.

注釋索引:

[1]Christian Schittich(Ed.). Building Skins-concepts.layers.materials, DETAIL 2001.

[2]百度百科”網(wǎng)站http://BAIKE.BAIDU.COM/

[3]“服裝”理論(theory of dressing)提示了三個(gè)論點(diǎn)。其一,在原始時(shí)期,建筑表皮就發(fā)生過從單一空間圍護(hù)結(jié)構(gòu)到包含覆層的復(fù)合墻體的轉(zhuǎn)換,這種轉(zhuǎn)換與結(jié)構(gòu)技術(shù)的改變相關(guān)聯(lián);其二,這種轉(zhuǎn)換使得建筑外表的物質(zhì)本體和精神表現(xiàn)相分離;其三,建筑外表是空間產(chǎn)生的基礎(chǔ),并強(qiáng)調(diào)建筑外表的精神-表現(xiàn)而非物質(zhì)-本體。Mallgrave, Harry Francis. Gottfried Semper - Architect of the Nineteenth Century (New Haven/London, 1996.

[4] Le Corbusier1926年提出了新建筑的5個(gè)特點(diǎn):房屋底層采用獨(dú)立支柱;屋頂花園;自由平面; 橫向長窗;自由的立面。

[5]Mies van der Rohe - Lake Shore Drive Apartments: High-Rise Building / Wohnhochhaus,Werner Blaser,Birkh?user Basel edition (November 1, 1999.

[6]表現(xiàn)主義一般用來描述19世紀(jì)末、20世紀(jì)初德國反對(duì)學(xué)術(shù)傳統(tǒng)的繪畫和制圖風(fēng)格。尼采通過對(duì)古風(fēng)藝術(shù)的批評(píng)在表現(xiàn)主義形成的過程中起了一個(gè)疏導(dǎo)和關(guān)鍵的作用。1914年布魯諾·陶特在德國科隆建造的玻璃亭和1921年埃瑞許·孟德爾松在波茨坦造的愛因斯坦塔是被公認(rèn)的表現(xiàn)主義建筑。