與自自然融合基于傳記視角弗雷奧托建筑風格研究

孫宇馳　姜可　汪虹

摘要：目的：弗雷奧托（Frei Otto）是2015年普利茲克獎獲得者。意義：奧托的建筑風格主要有兩大特點：輕型與自然，對于中國當前建筑存在用料浪費、結(jié)構(gòu)設(shè)計封閉呆板等問題有很好的借鑒作用。方法：本文采用傳記視角，首先分析了奧拓的慕尼黑奧林匹克場館和曼海姆多功能大廳兩個重要設(shè)計作品，然后引入斯圖加特大學設(shè)計案例，展現(xiàn)了奧拓設(shè)計思想的延續(xù)性。結(jié)果：本文從材料、造型、結(jié)構(gòu)三個角度分析整理奧拓建筑風格如何更好地與自然融合，結(jié)論：最終為中國當代建筑設(shè)計提供參考。

關(guān)鍵詞：弗雷奧托 輕質(zhì)結(jié)構(gòu) 與自然融合 傳記視角 建筑設(shè)計

中圖分類號：J59 文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2018）03-0096-02

引言

弗雷·奧托，1925年出生于德國。60年前奧托第一次提出帶有劃時代意義的輕型結(jié)構(gòu)概念，并且在之后的建筑師設(shè)計生涯中花費了畢生的精力研發(fā)輕型結(jié)構(gòu)造型建筑，得到了業(yè)界的廣泛肯定。奧拓建筑風格注重人、自然與建筑景觀，講究建筑形式要與周邊的自然景觀融為一體，對于弗雷奧拓而言，建筑設(shè)計的意義不在于設(shè)計單獨的建筑，而是為了人類平靜的社會創(chuàng)造出與自然相和諧的人類生存空間，他善于運用有限資源構(gòu)建適應(yīng)能力強、多變的輕型結(jié)構(gòu)建筑形態(tài)。這項研究成果推動了世界現(xiàn)代建筑和結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展，具有開拓性意義。

一、傳記視角及其方法

傳記，是通過篩選編排、描繪與詳述各種調(diào)查資料和文字、錄音回憶材料寫成的一種敘事性文體。傳記高度真實并且形象的描繪、記述人物的生活歷程、精神面貌。傳記要求很高的真實性，不能出現(xiàn)虛構(gòu)材料。同時，不同于一般枯燥乏味的歷史記錄，傳記應(yīng)具有較高文學性。

本文通過仔細研讀世人對弗雷奧拓生平的記述以及評價、對其作品的賞析，對其風格形成脈絡(luò)進行總結(jié)，以期能夠總結(jié)出奧托建筑風格對中國的當前建筑借鑒。傳記視角可以保證研究完整全面，減少缺漏。

二、奧托的三個重要作品

（一）慕尼黑奧林匹克體育場一輕質(zhì)建筑的開山之作：弗雷奧拓第096關(guān)注思考佳作賞析一個能完全展現(xiàn)他建筑風格的作品當屬1972年慕尼黑奧林匹克體育場。該體育場舉世聞名在于其革命性新型輕型拉膜結(jié)構(gòu)的帳篷式屋，將主體比賽場館完全覆蓋在綿延的懸空帳篷頂之下，氣勢磅礴地將體育場與周圍自然景觀融為一體，使置身其中的觀眾能感受到自然的溫暖。該場館不像傳統(tǒng)體育造型嚴苛單一、封閉，看臺的2/3建在地表之下，只有1/3建在地表上，并目背靠蜿蜒的奧林匹克湖，使建筑與周邊的自然環(huán)境完全統(tǒng)一。

新型輕型拉膜結(jié)構(gòu)的屋頂主體使用通明的丙烯酸玻璃作為遮蓋物，使屋頂可以很好地采光，用纜索網(wǎng)懸掛、拉伸連接成圓錐形的帳篷形狀，而后將有機玻璃板用橡膠墊固定在網(wǎng)鎖中（如圖1），保證覆蓋部分內(nèi)光線充足且柔和。三大核心建筑猶如阿爾卑斯山脈連綿不絕，使得整個建筑連接成一個整體，就像在奧林匹克湖邊搭建了一頂透明的帳篷。本次奧運會僅距德國納粹柏林奧運會30年，主力方希望通過它展示一個全新的樂觀民主的新德國形象，而慕尼黑奧運會的主要理念帶給人放松，年輕和輕松的感覺，弗雷奧拓的慕尼黑體育場通過通明的頂棚材質(zhì)、輕靈的空間造型以及完美融于自然，充分展示了這些理念。

弗雷·奧托建筑最初的設(shè)計方案便是體育場要與周邊風景融為一體，新型屋頂使內(nèi)部光線充足而柔和，將場館所有部分聯(lián)系在一起，同時與環(huán)繞體育場的奧林匹克湖融為一體，充分體現(xiàn)奧拓將人工建筑與自然景觀結(jié)合的設(shè)計理念。

慕尼黑體育場可以說是弗雷奧拓的第一個輕質(zhì)與可移動性的帳篷頂設(shè)計，此概念不僅僅包含20世紀現(xiàn)代化建筑中所體現(xiàn)出的飛機、輪船以及游牧民族帳篷頂含義，同時也包含一些建筑師在看到戰(zhàn)爭帶來的毀滅之后，發(fā)出的建筑的凈化和非物質(zhì)化的呼聲。因而在慕尼黑奧運會上對于輕質(zhì)建筑的重視事實上帶有一定意識形態(tài)色彩，但弗雷奧拓在慕尼黑為奧運會所設(shè)計的體育場仍為德國轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€和平的民主國家形象贏得了國際性的贊譽。

（二）德國曼海姆多功能大廳一工程與設(shè)計的結(jié)晶：如果說慕尼黑奧運會的賽場頂棚為弗雷奧拓的輕型結(jié)構(gòu)建筑贏得了世界范圍的聲譽，那么1975年的曼海姆多功能大廳則是真正被建筑界認可的精品之作。由于結(jié)構(gòu)不同，曼海姆大棚和之前的作品有著明顯的差異，建筑的屋頂隆起的巨大弧線像一條鯨魚，在里面的游客可充分地享受柔和的陽光，并且大部分^會驚嘆于那種在太空中的始終感覺，這一建筑被譽為全世界最復(fù)雜的屋頂。

弗雷·奧托將頂部結(jié)構(gòu)稱為“網(wǎng)格外殼”（如圖2）：一個木條制成的格子通過彎曲和扭轉(zhuǎn)交叉點的木條使得格子在它伸展的區(qū)域內(nèi)彎曲兩次。用一個外殼來保證木條間的夾角固定后不會改變。弗雷奧拓沒有采用他以前的鏈狀模型，而是發(fā)明了一種叫支撐面力的模型，通過壓力來分散固定負載造成的扭曲力。為完成這一結(jié)構(gòu)，設(shè)計者只能將木條做成5cm的尺寸，但是這樣可能無法達到85m的跨度，因此他們設(shè)計了一個上下雙層的結(jié)構(gòu)，兩層格子通過可調(diào)節(jié)的孔緊密的連接在一起。

在這次設(shè)計中，弗雷奧拓所做出的成果并不僅是該建筑外形的空間美感，而是將建筑工程師與設(shè)計師完美地融合進一個團隊，將美學空間與結(jié)構(gòu)與建筑空間融合到一起。

以上兩個輕質(zhì)建筑作品是當時德國乃至世界建筑界從未有過的新建筑途徑體現(xiàn)，其主要特點有：才用細鏈拉結(jié)加固，結(jié)構(gòu)重量輕，能呈現(xiàn)出幾乎飄浮的狀態(tài)；除了保護結(jié)構(gòu)中的人群之外，沒有其他建筑功能，不需使用時可以很輕易地拆除。這些帳篷結(jié)構(gòu)簡單卻形式優(yōu)雅，到目前為止都被當作完美建筑技術(shù)的標志。建筑采用敞開的空間，與周圍環(huán)境用流線型過渡，能夠輕易地將參觀者心音到建筑中，但參觀者身在其中卻沒有任何束縛感。通過增加建筑的可移動性和臨時性，可以將這種建筑和人類和諧而愉快結(jié)合到一起。

（三）斯圖加特建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計學院一大師風格當代展現(xiàn)：弗雷奧拓致力發(fā)展一種輕型、自然，適應(yīng)性強以及可改變的新的建筑形式。由他建立的兩處研究所——斯圖加特輕型建筑研究所及柏林輕型建筑研究所，是僅有的以跨學科基礎(chǔ)性研究為對象，而且將研究成果公開的研究機構(gòu)，其研究成果在全世界范圍內(nèi)推動了該學科的發(fā)展。他們的研究目的不在于單個的建筑以及建筑形式，而是在于對建筑的整體把握以及其中的規(guī)律研究；其研究不是為了得到個別的成果，而是通過綜合性的研究來找到解決問題的途徑。這種基礎(chǔ)性研究在建筑界被普遍忽視，但恰恰只有這樣的研究才能找出問題的答案。

2012年11月，斯圖加特大學建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計學院建造了一座仿生亭子，該作品是與計算機設(shè)計學院合作完成的。建筑的混合型外殼用4毫米厚的外殼來支撐整體跨度為8米的建筑（如圖3）。此項目是由兩個建筑研究員，在校學生學生圖賓根大學的生物學家共同完成。

項目主要研究建筑設(shè)計中的仿生原理和生產(chǎn)工藝之間的聯(lián)系。實驗室用節(jié)肢動物的外骨骼作為新建筑的積本造型，同時運用計算機仿真法模擬水蜘蛛織網(wǎng)的過程形成新的建筑構(gòu)造。項目的意義在于模擬在新的建筑業(yè)環(huán)境下的創(chuàng)新機器造型過程，本過程基于新型的碳和玻璃纖維復(fù)合材料使用，同時構(gòu)造方法引入計算機設(shè)計工具。建筑結(jié)構(gòu)性能極高來首先來自于新的制造技術(shù)，同時結(jié)構(gòu)生成方法、計算機仿真確保了這一方案的可行性。

弗雷奧拓一直對動物的建造工藝包括動物所建造的結(jié)構(gòu)以及它們的建造方式投入極大興趣，因為在生活逐步進化的過程中，動物的建造工藝的發(fā)展可以看成人類建造工藝發(fā)展的先驅(qū)。有一些看上去相對簡單的結(jié)構(gòu)，比如蜘蛛網(wǎng)、蜜蜂或其他膜翅類昆蟲所建造的結(jié)構(gòu)實際在很大程度上都是由建造它們的動物的基因程序所決定的。但即使如此，為了適應(yīng)周圍的環(huán)境，這些結(jié)構(gòu)的一些細節(jié)的形成仍然受到了相應(yīng)的影響。比如：任意兩個蜘蛛網(wǎng)的支撐結(jié)構(gòu)都存在細微的不同，另外，白衣洞穴的結(jié)構(gòu)形式也是為了適應(yīng)周圍的環(huán)境存在一定的不同。動物所建造的建筑類型并不是與建造它們的動物的分類相對應(yīng)；而且這些建筑中并不存在壓力結(jié)構(gòu)。但是，確實存在一些幾何形狀非常規(guī)則的結(jié)構(gòu)，我們常見的有蜂巢以及蜘蛛網(wǎng)結(jié)構(gòu)等。

當佛雷奧拓還在柏林的時候，他就發(fā)現(xiàn)自然界中的外殼、骨骼等所表現(xiàn)出的形狀與建筑中的某些受拉結(jié)構(gòu)相似，當時他已經(jīng)意識到這不是巧合二十某種類似的構(gòu)型過程的結(jié)果，但是受限于當時的技術(shù)，這一理念不能完美地發(fā)揮應(yīng)有的作用，但當今斯圖加特大學的“亭子”就是他理念的完美展示。結(jié)論與討論

弗雷奧拓的建筑設(shè)計從1972年到2012年跨越740多年，他的研究工作都在“自然建筑”的基礎(chǔ)之上展開。通過對以上三個作品的整理分類（如表1）可以發(fā)現(xiàn)弗雷奧拓的建筑風格用最少的材料、輕質(zhì)輕量的結(jié)構(gòu)、科學化的造型實現(xiàn)人與自然的和諧統(tǒng)一，此外還有節(jié)能環(huán)保等特點。

弗雷奧拓的研究方向主要集中在以下幾個方面：建筑結(jié)構(gòu)的表面積最小化；采用倒裝牽引網(wǎng)確保網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；用壓力比來確定地面蒙皮結(jié)構(gòu)的形狀使之更好地融合到周圍的景觀中；易變建筑，可以通過改變形狀來適應(yīng)不同人的需求。在他看來，他對自然建筑的這些研究是一種遵循自然界歸路的合理找形過程，若從更高的層面來講，該研究就是為了尋找一個更加平靜而和諧的社會，同時達到社會與自然和諧。

自建筑工業(yè)化以來，鋼材和玻璃在建筑物中的使用越來越多，它們在建筑物總重以及建造預(yù)算中的比例成為建筑現(xiàn)代的指標，物體和設(shè)備的非物質(zhì)化是人類的一種解放，并且與人類的國際化機動化發(fā)展意志，建筑的非物質(zhì)化在某些特定時期被理解成堆玻璃材料的大量使用以及透明效果的形成，除了弗雷奧拓很少有建筑師從結(jié)構(gòu)造型方面改良建筑實現(xiàn)建筑的輕質(zhì)化。并且弗雷奧拓不認為透明的建筑材料或者輕型建筑本身可以改善人類生活環(huán)境，建筑最重要的特征應(yīng)該是與人類的結(jié)合及其在自然中的狀態(tài)。對于弗雷奧拓來說，輕質(zhì)化建筑不僅僅是重量輕，用料少，施工耗能低，而且也包括建筑的“短暫性”，這里的“短暫性”是指建筑的可修改性與可變性。

弗雷奧拓曾經(jīng)將自己稱為一名“反建筑家”。在他的著作和談話中，他多次強調(diào)說到他對當前時代所常用的建筑形式并沒有太大的興趣，而且他強烈抵制刻意突出建筑的形式主義和時尚風格，更確切地說，他追尋的是建立在最基本建造條件之上的“建筑所具有的真實藝術(shù)”。對于弗雷奧拓而言，設(shè)計過程是建筑的開始，但這僅僅是一種建筑形成的方法，并不是最終的目標。它的最終目標是創(chuàng)造出與周圍環(huán)境和諧、節(jié)能、輕型、可移動同時適應(yīng)性強的建筑。他認為大多數(shù)的現(xiàn)代建筑實際上只是自然界污染的產(chǎn)物源。

當今中國高樓林立，現(xiàn)代化氣息濃厚。但建造過程中材料浪費，對環(huán)境破壞嚴重，同時建筑令人與自然完全分隔，已經(jīng)影響到人們的日常工作與生活。實際上這些問題在奧托的研究中已經(jīng)提出過解決方法，輕質(zhì)、與自然融合的建筑形式才能代表人類未來的生活環(huán)境。