民用住宅建筑設(shè)計中的鋼結(jié)構(gòu)造型藝術(shù)美學(xué)表現(xiàn)技法

曾先國

摘 要：民用住宅建筑鋼結(jié)構(gòu)造型能夠有效體現(xiàn)構(gòu)造技術(shù)和建筑藝術(shù)的完美融合。隨著科技的迅猛發(fā)展，鋼筋冶煉鍛造技術(shù)的提升，鋼結(jié)構(gòu)造型這種建筑設(shè)計手法勢必給建造師實現(xiàn)其精美獨特的建筑設(shè)想提供更多的可能與技術(shù)支撐。鋼結(jié)構(gòu)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(yōu)點。本文旨在分析討論鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計在民用住宅中的美學(xué)表現(xiàn)技法，并探討鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計在民用住宅中所展現(xiàn)出的建筑造型與美學(xué)藝術(shù)的完美統(tǒng)一。

關(guān)鍵詞：民用住宅 鋼結(jié)構(gòu) 美學(xué) 施工工藝

在現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中，不同的建筑建材代表了多樣化的建筑術(shù)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(jié)構(gòu)設(shè)計擁有比水泥與混凝土結(jié)構(gòu)更佳的物理特性，尤其是當(dāng)代鋼結(jié)構(gòu)的進步發(fā)展，將構(gòu)造的力學(xué)范疇從二維平面拓展到三維立體范疇，讓它更能展現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的別樣風(fēng)采。相比國外，國內(nèi)在鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計的展現(xiàn)手法上還有相當(dāng)差距，當(dāng)代擁有廣泛影響的鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑多數(shù)是外國建造師所設(shè)計。在設(shè)計師對鋼結(jié)構(gòu)的理解、工程師對鋼結(jié)構(gòu)建筑預(yù)案的創(chuàng)意和構(gòu)造技法等范疇仍有很大差距。但伴隨國內(nèi)住宅建筑技術(shù)水平的逐步發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)設(shè)計的在民用住宅中美學(xué)藝術(shù)表現(xiàn)技法。

一、鋼結(jié)構(gòu)民用住宅建筑的概述與現(xiàn)狀

鋼結(jié)構(gòu)民用住宅建筑是建筑領(lǐng)域的一個重要分支，是以鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造為框架，搭配各式新型材料的復(fù)合墻體組裝而成，利用的建筑材料是標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、批量生產(chǎn)，轉(zhuǎn)變了以往傳統(tǒng)民間住宅建筑石塊、砂礫、水泥現(xiàn)場作業(yè)，是住宅建筑行業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。

鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑所傳達的建筑言語有鮮明的科學(xué)理性趨勢。高聳的住宅樓宇、流暢的內(nèi)部空間構(gòu)造、富有制造美感展現(xiàn)魅力的鋼結(jié)構(gòu)、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(jié)構(gòu)，都給我們以美的感受與某種隱約神秘之感，使得鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑更具有強烈的理性科學(xué)邏輯推理的構(gòu)造特點。蓬皮杜中心是倫佐設(shè)計策劃的典型鋼結(jié)構(gòu)造型建筑，它首次向全世界展示了后現(xiàn)代主義技術(shù)流派在建筑領(lǐng)域的藝術(shù)展現(xiàn)手法。而他們近幾年在鋼結(jié)構(gòu)建筑住宅領(lǐng)域展現(xiàn)方面的突出表現(xiàn)，則在該領(lǐng)域上實現(xiàn)了建筑住宅和結(jié)構(gòu)科技的完美融合。當(dāng)然，之前的傳統(tǒng)派與現(xiàn)在的理性派體現(xiàn)在對鋼結(jié)構(gòu)美的表現(xiàn)層次上有很大差異。傳統(tǒng)的流派僅把科技視為一種符號，運用后代主義所展現(xiàn)的對比來體現(xiàn)他們設(shè)想的新理念，展現(xiàn)其建筑住宅新概念。鋼結(jié)構(gòu)建筑住宅在立體與平面設(shè)計上的靈活多變，使其通常和外部自然環(huán)境完美融合，建筑設(shè)計師可恰當(dāng)運用由鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)在住宅建筑領(lǐng)域的表現(xiàn)技法

在比對柔韌與大跨度的表達技巧上，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造住宅建筑擁有其它傳統(tǒng)建筑無與倫比的優(yōu)勢。傳統(tǒng)建筑住宅中，多數(shù)的住宅建筑造型處在固定排序的序列之中，但鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)構(gòu)造的物理特征，通常可達到大跨度的建筑住宅設(shè)計，并可以使建筑住宅空間的橫跨、空高和立體質(zhì)感擁有更靈活的尺度。利用大尺寸的類比達到更高水準(zhǔn)的跨度協(xié)調(diào)是大尺度鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑規(guī)劃設(shè)計的慣用手技巧。這是傳統(tǒng)住宅建筑無法觸及的領(lǐng)域與范疇。

在當(dāng)今建筑領(lǐng)域，華麗且壯美的住宅建筑通常有絕妙的構(gòu)造設(shè)計，和諧簡潔的設(shè)計也常給人們以美感。這種美的實質(zhì)是一種精神，正如當(dāng)今住宅建筑領(lǐng)域的杰出代表柯布西耶在其代表作中所描述的，“建筑設(shè)計應(yīng)是別樣的，應(yīng)有創(chuàng)新性，同傳統(tǒng)的樣式截然不同”。建筑藝術(shù)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(xiàn)，也是時代與地理特征的結(jié)合與統(tǒng)一。此外，住宅建筑藝術(shù)美也應(yīng)和社會的進步及現(xiàn)代科技水平緊密相連。時代精神是當(dāng)代建筑領(lǐng)域的本質(zhì)。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造住宅建筑正是在這種時代背景下，隨著科技發(fā)展而來的嶄新的建筑設(shè)計表現(xiàn)方式，是工程學(xué)、力學(xué)、構(gòu)造科學(xué)及當(dāng)代自然科學(xué)迅猛發(fā)展的產(chǎn)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(yè)革命那驚人的，也恰恰由于這種力量，即時代精神，鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑設(shè)計技法與藝術(shù)才獲得了飛速發(fā)展。金屬作為可以設(shè)計出全新立體與結(jié)構(gòu)藝術(shù)的建材，逐漸被當(dāng)代工程師所尊崇與熱愛。很多著名建筑設(shè)計師的作品都嘗試著用鋼結(jié)構(gòu)去展現(xiàn)“簡潔美感風(fēng)格”。他們十分注重研究新建料與新技法，在細節(jié)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(chuàng)新的思想，才使金屬鋼筋看似冰冷的建材在當(dāng)代建筑領(lǐng)域展現(xiàn)得淋漓盡致且富于獨創(chuàng)性。

三、住宅建筑鋼結(jié)構(gòu)造型中的藝術(shù)美學(xué)

在民用住宅建筑領(lǐng)域藝術(shù)美的表現(xiàn)要素中，住宅建筑結(jié)構(gòu)造型和設(shè)計的關(guān)系最密切，建筑美觀通常表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)構(gòu)架上，而造型美觀的實質(zhì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計美觀！在鋼結(jié)構(gòu)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(gòu)造性能，塑造性很強，其結(jié)構(gòu)造型可通過結(jié)構(gòu)分析來開展設(shè)計。所以，鋼結(jié)構(gòu)民用住宅最能展現(xiàn)建筑構(gòu)造技法和美學(xué)的完美契合。鋼結(jié)構(gòu)民用住宅構(gòu)造之美的重點在于對力學(xué)的科學(xué)安排與把控構(gòu)造受力的科學(xué)結(jié)合。通常，住宅建筑鋼結(jié)構(gòu)力學(xué)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(zhì)就是對物理力的引導(dǎo)，恰如江河的岸堤對流水的疏導(dǎo)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(xué)建筑師針對鋼結(jié)構(gòu)造型選擇的任務(wù)，也是民用住宅結(jié)構(gòu)造型的基石。住宅建筑結(jié)構(gòu)承受力之后，力的傳導(dǎo)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(zhì)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(jié)構(gòu)住宅建筑的外觀。在當(dāng)前大量應(yīng)用于高鐵站樓、展覽中心、運動場館等公用建筑的時空鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造創(chuàng)設(shè)中，上述理念變得尤為突出。理解了鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的力學(xué)性質(zhì)后，即使不是建筑師也能規(guī)劃出較科學(xué)的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造。且這種源于構(gòu)造設(shè)計與規(guī)劃的結(jié)構(gòu)形式美由于和力相關(guān)，因而具有震撼力，體現(xiàn)了人類本能對力的崇拜和永恒的探求。鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的探究與完善過程正是有效運用了形態(tài)結(jié)構(gòu)中力學(xué)的定律，將鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑之美建立在鋼結(jié)構(gòu)力學(xué)的基礎(chǔ)上，使邏輯推理、構(gòu)造言語成了鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑人文美的重要體現(xiàn)。由著名建筑師與力學(xué)工程師規(guī)劃設(shè)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(shè)計者在規(guī)劃時故意運用了非對稱結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)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(gòu)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(zhuǎn)變，構(gòu)成了漸變的較大空間，使人們似乎矗立在時空轉(zhuǎn)換器之中。

四、鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑造型藝術(shù)美學(xué)表現(xiàn)手法最新發(fā)展潮流與趨勢

近些年，很多建筑師開始試著用更環(huán)保生態(tài)化的建筑住宅言語傳遞將來的創(chuàng)新精神，仿生住宅建筑漸漸走進在我們的視野中，而構(gòu)造與建材仿生是這類建筑住宅創(chuàng)新的根基。因為鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造所擁有的物理性能與可塑性，其在仿生住宅建筑領(lǐng)域扮演著重要作用，是最適宜運用于仿生住宅建筑領(lǐng)域的建筑材料。在仿生住宅建筑領(lǐng)域的規(guī)劃設(shè)計中，很多大跨度與造型非常復(fù)雜的構(gòu)造，利用磚瓦與混凝土通常很難實現(xiàn)，即便勉強實現(xiàn)了也很難展現(xiàn)仿生構(gòu)造的靈動與優(yōu)雅，但是現(xiàn)在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造則可以將構(gòu)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(yōu)勢，使設(shè)計師的設(shè)想有了變現(xiàn)的可能性。圣地亞哥的很多住宅建筑的設(shè)計源泉都源于自然環(huán)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(jié)構(gòu)的造型規(guī)劃設(shè)計完美地應(yīng)用到到建筑住宅中。他的設(shè)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(xiàn)了實用與美學(xué)的完美融合。在由歐洲著名設(shè)計師設(shè)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(jié)構(gòu)構(gòu)造住宅建筑也是仿生學(xué)探究的碩果，斯圖加特國際機場運用了樹狀的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造支承形式。事實上，對許多較為重要的住宅建筑來講，規(guī)劃或著建筑承包方的競爭很大部分是在建筑住宅設(shè)計規(guī)劃方案結(jié)構(gòu)造型的獨創(chuàng)性與觀賞性的競爭，而運用仿生生物學(xué)理論開展建筑與結(jié)構(gòu)造型設(shè)計是一種切實有效的做法。從最近國外設(shè)計師在國內(nèi)參與對外招標(biāo)所提出的設(shè)計構(gòu)想來講，建筑住宅結(jié)構(gòu)造型的仿生化是其鮮明的特征，也是鋼結(jié)構(gòu)民用住宅建筑未來發(fā)展變革的趨勢與潮流。

鋼結(jié)構(gòu)在民用住宅建筑領(lǐng)域擁有其他建材無法比擬的優(yōu)勢，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造住宅建筑已給民用住宅行業(yè)帶來了一場開創(chuàng)性的變革，從規(guī)劃、設(shè)計到一系列新建材的運用都展現(xiàn)出了顛覆性的轉(zhuǎn)變，因此其代表了將來民用住宅的變化趨勢與潮流。鋼結(jié)構(gòu)民用住宅建筑雖然具有許多優(yōu)勢，但在實踐時也應(yīng)考慮到它的一些不足，例如耐熱性差、易生銹，應(yīng)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(shè)社會主義的今天，鋼結(jié)構(gòu)民用住宅建筑行業(yè)是一個順應(yīng)時代潮流，生命力旺盛的，市場前景廣闊的新型產(chǎn)業(yè)。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展與現(xiàn)代化水平的提高，通過分析探討民用住宅鋼結(jié)構(gòu)造型藝術(shù)美學(xué)的表現(xiàn)技法，學(xué)習(xí)經(jīng)驗、勇于創(chuàng)新，相信鋼結(jié)構(gòu)在民用住宅建筑領(lǐng)域的應(yīng)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(fēng)貌保護與再生研究，課題編號：SK2015A641。