原创《建筑类专业设计基础教学中的空间建造实践》
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摘 要：文章结合长安大学建筑类专业基础课程中的空间建造教学实践,系统论述了“空间建造实践”的基本要素和操作过程.“空间建造实践”符合空间认知的需要及建筑类专业基础教学的要求和特点,是较有效的空间认知训练方法.
关键词：建筑类专业；设计基础教学；空间建造
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）50-0104-02
在学科大类培养的背景下,长安大学建筑类专业在一年级阶段建立了“宽基础”的专业教学平台,空间认知成为专业基础教学的主线和核心.“空间建造实践”是认知空间的有效途径,通过对实际材料的操作,引导刚进入专业学习的一年级学生认识到空间的形式与材料、结构等之间的内在联系,并建立正确的建筑技术观.
一、建造教学与建筑学的关系
1.建造的源起.建造是人类聚居活动的物质产物,人类通过对材料的选择、处理和连接,来实现建筑的性能,搭建起了原始的遮蔽物———房屋和居住聚落.现代建筑有了更多的表达维度,有许多建筑实践充分表现出对建筑的建构维度的理解,当代建筑师对材料、构法的研究,已成为一支日益受到重视的建筑学趋向.建造是以满足功能需求为前提的对材料进行加工、连接,从而形成空间结构的过程.古罗马的维特鲁威在《建筑十书》中提出的建筑的三要素———坚固、使用、美观,是对以建造为基础的建筑物和建筑学基本原理的经典表达,其中,坚固问题涉及力学、构造及材料领域,保证建筑的稳定性.正如奈尔维所提到,所谓“正确的建筑”能够充分发挥材料自身的特性,因地制宜地运用材料和工艺,尊重材料特性和地方的工艺,任何时期的建筑物都是由材料、结构、节点形成的.建造活动中的基本问题包括材料、构造、空间.材料和结构形式是空间的物质载体,空间形式通过合理的结构形式来实现.结构形式本身是重要的支撑要素,材料和结构在建造的层面上共同推动着建筑空间的发展和更替.以中世纪的宗教建筑为例,建造技艺的改良,如飞扶壁和骨架券的应用,让教堂空间在高度和跨度上取得了伟大的成就,创造了满足人们精神和情感需求的宗教空间.同样,现代建筑空间的革新和变化也无法与材料、结构的发展相分离.混凝土、钢和玻璃这三种材料的应用,使得空间内部的开敞性和内外之间的流动性得以实现.
2.建造教学的发展.维特鲁威在《建筑十书》中指出建筑师应具备多种素质,不论古埃及还是希腊,建筑师的起源都是工程的组织者和技术专家.建筑活动的本质是建造,如果脱离材料、结构形式来谈建筑、建筑设计,忽视建造在设计中的作用,则可能在设计过程中出现“画图建筑”的倾向.建造教学的目的在于将设计理论与技术概念相结合,通过实际动手来完成比例为1：1的空间的建造.在这个过程中,学生能够发现材料和结构自身的表现力,尝试符合材料属性的加工、连接、搭建方式,进而探索材料的结构形式与空间形式的关系,理解空间形式与结构形式的关系,区分结构性元素和非结构性元素,这个过程能够引导学生将力学、构造、材料等知识和概念融入贯穿于其中.在当前的建筑教育发展中,以建造为主题的课程已成为教学体系的重要组成部分.国外建造类课程将设计与建造实践相结合,并且关注特定的社会环境,将实践与建筑师的社会义务结合起来完成1：1建造成果,而国内高校的建造类课程则更加关注对空间的创造与对材料特性的探索.
二、空间建造的基本要素
1.材料.材料是建造的原点,人类用于建造的材料多种多样,通过不断尝试,选择适合建造的材料进行加工、搭建.任何一种材料都具有自己的物理、化学属性,建造实际上是让材料表现自身的过程,每一个建造成果的空间形式和连接方法都能从材料本身的受力和结构性能等特性中得到启发.肌理和质感也是材料重要的特性.力学和结构性能使材料具有强度、达到支撑稳固的要求,而肌理和质感是材料外在的表现途径,凸显出内在的受力及支撑逻辑,并能构成空间的界面形式.肌理和质感的对比还可以成为空间限定的手段,暗示空间领域、划分空间层次.
2.节点.节点即是建造中各构件之间的连接部位,节点设计是建造实践中较重要的环节,恰当的相互连接,能够保证稳定的支撑.在建造设计中,除了了解材料常用的节点方式,还需要根据材料的规格、空间的尺度形式来推敲、探索适用的连接形式.节点作为局部也要与整体建造物的比例、尺度相协调.以杆件的杠作这一结构形式为例,杆件之间自相连接、相互支持并达到平衡,形成节点或连接体.在多个空间维度上,将这些节点进一步以杠作的结构形式连接,可以扩展成为形态各异而内在逻辑清晰的空间体系.
三、“空间建造实践”的操作
1.空间形式.建筑类专业一年级阶段的建造实践侧重于通过对某一种主要材料的加工,搭建一个有简单功能的空间,并在此基础上发展出对建筑材料及其加工方式、过程的观察和思考,以及对建筑空间的认知.除了在实际操作中体验材料性能和节点受力,人能够直接进入空间,观察和体验空间形式.为了便于让学生在较短的时间、有限的经验和造价下实现建造成果,题目设定的功能相对简单,例如遮蔽、休息、展示等,围护性能简化,从而集中精力解决建造问题.空间形式的构思基于对人的行为的研究,例如穿行的空间需要引导性的、线性的形态,停留的空间需要有一定围合感、向心的形态.此外,还需要根据行为的特点确定空间的开敞程度和边界形式,推敲并确定与使用功能相适应的空间形态.与二维或三维的图纸设计不同的是,尺度和模数等空间概念都要在实际空间中表现出来,并通过使用来验证和检验.
2.建造材料.选择建造材料应从材料的性能出发,合理利用各种材料的性能,做到物尽其用、因地制宜.这需要学生对常用建造材料的特性及其表现力有一定的了解.在近几年的教学实践中,我们使用过的材料有瓦楞纸板、木材、竹子、人造板材及塑料中空板.这些材料都具有各自独特的性能,瓦楞纸板便于加工,通过合理的连接形式能达到一定的强度,对空间的限定以覆盖和围合为主；木材可以连接加工形成较稳固的框架结构,并可以通过密度的调整来调节空间的围合程度；竹子中空,有较强的韧性和张力,可以形成框架；塑料中空板则具备一定的弹性和硬度,其可塑性强,其透明性也成为塑造空间的要素.材料的选择还应该符合空间的特征,如有漂浮感的、流动的空间与重量感突出的、稳定的空间,在材料的选用上有较明显的差异,前者以表现出杆件特征的材料为主,后者则以表现实体特征的材料为主.
3.结构与连接.建造实践中常用到的结构形式有杆件支撑、面支撑及空间结构形式等.合理的结构形式需要通过节点试错和结构模型的推敲才能确定下来.节点试错是支撑结构设计的重要环节,即用实际材料制作1∶1尺度的节点进行反复的比较、研究和改进,节点要反映出真实的连接形式和受力方式,不能用模型材料或模型连接方式替代.对一年级学生而言,1∶1节点试错是指向结果的直观、可行的途径,能直观感知内在的力学和建造逻辑.与通常设计中的方案模型不同,结构模型主要用以推敲建造物整体结构形式.结构模型能够反映出实际的结构形式和空间概念,结构形式和支撑方式要与建造实体一致,以检验支撑结构受力体系的合理性和稳定性.
4.实体建造.“空间建造实践”不是缩小比例的模型教学,而是对实际材料和结构进行操作的过程.1∶1实体建造在方案、节点与结构形式经过反复验证的基础上进行,整个过程包括加工材料、节点制作、组合、装配等环节,并通过团体协作、技术整合和进度控制来保证成果的完成.建造课程的教学理念是“通过做而学”,学生通过亲自参与建造,运用工匠的工作方法,不断体验、试错、摸索,从材料的性能及质感、节点与连接、结构的围护与支撑等方面把握建造的过程.这种实践性的建造与设计过程的紧密结合,可以突破课程设计中图纸空间的局限,促发一种在实践中体验、试错、摸索的过程和开放性的结果.
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