走向经济、高效、绿色之美的创造——布正伟新版著作《建筑结构思维》导读.pdf

154 4/2023 新建筑|广角镜作者单位天津大学建筑学院（天津，300072）走向经济、高效、绿色之美的创造布正伟新版著作建筑结构思维导读Towards Creating the Beauty of Economy,Efficiency,and Greenness:Introduction to Bu Zhengwei s New Edition Thinking on Architectural Structure戴路李怡DAI LuLI Yi21世纪国内外建筑多元多价实践中的乱象及其理性失落的语境，都与结构技术运用屈从于形式主义、唯美主义的现实相关联。在许多重要场合，“结构技术”已沦为建筑刺激眼球的“杂技手段”不管“违背逻辑”的结构建造难度有多大，都能由顶尖结构设计团队以极大代价解决。可悲的是，在结构技术运用中，这种“肆意挥霍资源，加重DOI10.12069/j.na.202304154中图分类号TU201文献标志码E文章编号1000-3959（2023）04-0154-03碳排放危害”的建筑行为，至今仍有相当的市场。2023年6月，布正伟先生的新版著作建筑结构思维问世（图1）。布总著书立说的源头，是19621965年在徐中先生指导下完成的研究生毕业论文在建筑设计中正确对待与运用结构。他正式做出的现代建筑结构构思概念、多维原理及其运作技法的系统表达，最早见于1986年出版的现代建筑的结构构思与设计技巧一书，该书由天津科学技术出版社出版，两次印刷共发行了26 000册。其后历经2006年和2022年两次充实与拓展，终于使得“建筑结构思维”的理论框架、理论路线、理论观点、理论实证及其运作系统趋于完善（图2）。建筑结构作为现代建筑发展的基础条件，其设计与建造水平随新材料、新技术的广泛运用得以快速提升。正是由于结构与建筑相互交织、彼此成就的关系，当下人们对建筑的审美认知才发生了如此深刻的变化。作者在本书开篇便指出：“建筑创作总是与材料、技术、结构联系在一起的，而同时又与时代背景、社会发展紧密关联在当今充满生机、又不免会遇到各种隐埋的陷阱的情势下，我们该如何去把握好结构运用中的这些关系，这不能不说是进入新世纪后，建筑创作中应当格外关注的问题。”13以危机意识面对全球化进程，以进步眼光审视结构与建筑发展，似乎是布总这一代建筑师天然的敏感与警觉。在跨世纪的建筑师职业生涯中，他始终践行着建筑创作与结构运用相适配的建筑理念，将“初心”一以贯之；更难得的是，在理论与实践的双向探索中，形成了切实可行、行之有效的建筑结构思维体系。该体系的形成必然需要多学科原理的融合，以及对建筑实践成果大量的洞察、反思与积淀。作者一方面概括地将材料力学、结构力学、结构仿生学、艺术心理学等概念与知识，形象地融汇于书中的各个部分（图35）；另一方面，又格外重视对1建筑结构思维封面2建筑结构思维系统框架本文引用格式：戴路，李怡.走向经济、高效、绿色之美的创造：布正伟新版著作建筑结构思维导读J.新建筑，2023（4）：154-156.建筑结构思维的综合认知与表达技能建筑结构思维是综合创造力的展现建筑结构思维的想象力与意图表达各类建筑结构形式工作原理要点建筑结构思维与合用空间的创造5个方面 23条路径建筑结构思维与视觉空间的创造3个方面 12条路径建筑结构思维与经济价值的创造5 个方面展示的路径建筑结构运用中的建筑美学问题“结构合理”与建筑形象的美“表现结构”与建筑艺术表现“虚假结构”与建筑艺术处理普适性绿色建筑设计结构思维路径力求减少结构围合之中的“无用空间”让结构为“气候设计”创造良好条件立足“在地建造”优化结构应变样态统筹考虑建筑结构资源可“再生利用”在利旧改建中发挥原结构的利好作用充分利用轻结构在施工中的独特优势开创综合性节能减排的结构组建方式建筑结构思维与设计中的三大创造问题走向经济、高效、绿色之美的创造广角镜|新建筑 4/2023 155柱网的预制大型屋面板的经济技术指标优越多少，甚至还差了许多1193。从那时起，布总就感受到，在设计中建筑师虽然不用直接参与结构技术经济指标的计算、统计、比选与调整工作，但多关心、多了解这个量化环节，就会多一个机会领会其中那些看似不起眼的学问，不仅会大大增进对“建筑成本”“建筑资源”的珍惜之情，而且可以增强结构思维的活力，学习如何找到结构系统“又省又好”的设计窍门（图9）。只有关注和掌控相关经济技术指标，汲取不当结构案例的失败教训，才能跨越“只顾图面画得好看”的美丽陷阱。直至这本书出版之前，布总一直在使用“结构构思”这个术语，而这本书的书名和正文都已调整成“结构思维”。对此他这样解释：“在做研究生时期，读俄文和英文原著参考书，当遇到康斯特鲁克基夫内伊 扎梅塞尔（俄语词组发音，意为“结构思考”）和索特 普柔瑟斯（英语词组发音，意为“思考过程”）时，我都把其中带有思考含义的单词当作听惯了的构思来理解，这样一来，前面的俄语词组和后面的英语词组，便习惯地分别译成结构构思和构思过程了。我个人感觉，构思比思考更有建筑创作的意味，这是引人入胜的一面，所以从1980年代中期，便一直沿用到这本书出版之前。当然，不是说现在就不可以讲“结构构思”了。我反复思考的是，进入全球化新历史时期，要实现可持续发展的战略目标已越来越艰难，因此更需要从平实和扎实的思维科学站位上，去检视和回答那些建筑实践中事关全局的根本性问题。”布总强调，相对而言，“结构思维”比“结构构思”的涵义更开阔，在广度和深度上，更能将结构技术运用的各种路径（包19世纪现代建筑出现以来的结构技术进行多维多价的系统分析与评介，从而使得在审视建筑历史发展进程时，既能感知到结构在建筑演变中所处的显要地位，又能领略到结构对于拓展建筑师创作视界与思路起到的关键性作用。老一辈建筑师都曾热切期盼过充满活力的创作之路，然而，他们对艺术与技术的向往与追求受到了那个时期现实条件的制约。如今艺术与技术的关系问题可以自由地探讨，以寻求它们之间的制衡点与契合点。而过去在贯彻“适用、经济，在可能条件下注意美观”建筑方针的过程中，建筑师们养成了“心系国情和建筑本体”的思维习惯，这本书的“雏形”就是在这种大背景下诞生的。作者在书中一直强调建筑品质要诚恳地反映结构的本真，推崇那些结构设计精妙，与功能、形体、个性表现等融为一体的建筑佳作；将“标新立异且又反结构逻辑”“一味追求巨大体量”“完全脱离建筑性质和使用功能”“由建筑创意带来的结构复杂性”“把失去承载作用的结构造型当作美化建筑的主要手段”等现象看作是与新时期“节能减排、和谐共生、可持续发展”旨意背道而驰的不良建筑行为。重温现代主义建筑历史便不难发现，国外那些成功运用现代结构技术的优秀建筑，都是情理兼融、技艺纯熟、表现得体的经典作品（图68），很值得我们学习与借鉴。材料、工时、单方造价等诸多可量化的指标、数据，是评判建筑结构设计理性与否的最直观方式。1965年作者曾广查资料，对国内45项工程中运用的筒壳、双曲扁壳及其他类型薄壳进行单方混凝土、钢筋、水泥用量及单方造价系统统计，结果发现，有一部分新结构的运用，并不比标准12 m18 m3材料力学、结构力学及建筑结构仿生学概念性的图式表达4运用结构简便的构成方式形成空间顶界面起伏自如的空间动势5墨西哥人类学博物馆将悬挂式屋盖结构独柱造型作为全馆标志6东京代代木体育中心主馆（游泳馆）结合天然采光设计来处理悬索结构所构成的空间顶界面7巴黎联合国教科文组织会议厅结合声学设计处理折板结构所构成的空间顶界面与侧界面8美国理查医药研究大楼楼面采用正方形平面组合，在其井字梁结构单元转角，形成了适应悬挑梁受力特点的独特造型符号345678156 4/2023 新建筑|广角镜括尚未发现的）自然而然地汇总并转化为“经济、高效、绿色之美的创造”。这一次拓展的第八部分“普适性绿色建筑设计结构思维路径”，正是出于这一重要考虑撰写而成的。在这一部分，作者依据普适性绿色建筑设计的基本策略，提出了7个方面的结构思维路径：力求减少结构围合之中的“无用空间”；让结构为“气候设计”创造良好条件；立足“在地建造”优化结构应变样态；统筹考虑建筑结构资源“可再生利用”；在改旧立新中发挥原结构的利好作用；充分利用轻结构在施工中的独特优势；开创综合性节能减排的结构组建方式1293。对于新版扩充第八部分的目的，作者补充说到，“不仅仅是全书理论框架建构的需要，也是为了把自己在新时期萌生的一个心愿落到实处通过这部分课题的阶段性归纳总结，揭示新时期建筑实践与广义绿色内涵无处不粘连的同时，也想对我们如何肩负使命，如何做到千里之行始于足下，起到一定的启示与激励作用”。这使人自然联想到布总在主持设计4座机场航站楼时期，总能够在不同基地条件下，通过不同建筑部位紧凑而合宜的结构运用，既满足了功能流程使用要求，又达到了节能减排的目的，最后还实现了城市空中大门形象个性化的愿望。第八部分所选用的22个案例，其环境与条件、性质与规模、形态与风格等，都各不相同，甚至差别很大，这种“无模式拘束”却“各有因缘相通”的自在景象，正是源于“建筑结构思维”与“普适性绿色建筑理念”相结合的结果（图1012）。令人信服的是，书中讲的理论，无一不与设计实践相结合为解决建筑的“合用空间”“视觉空间”“经济价值”，以及“普适性绿色建筑”这四大创造问题，作者清晰而系统地提出了47条建筑结构思维路径，为了把各系统的思维路径与设计技能表达得具有亲和感，还精心手绘了大量插图，设计了各页面插图版式。全书321页，集开阔性、系统性、原理性、知识性与趣味性于一体，具有复读、查阅、参照等收藏价值。马国馨院士早在2006年时，就为当年出版的结构构思论写下了近4 000字的序言“知行博涉历苦甘”。他对结构运用与建筑创作密切关联的独到见解，对国内外建筑实践中为吸引眼球玩弄结构的直率批评，以及为该书作者布正伟撰写的独具特色与表达功力的分析品评，都依旧呈现在2023年新版书中，如今读来还是那么清新悦目。马总在序言中称赞道：“正伟先生的这一研究成果，对于建筑师从事创作来说，自然是有用的工具，从中会得到重要的启发对结构设计师来说，这本书也是极有价值的，同样值得一读。”1如何提高建筑品质、更新知识体系和精炼设计思维，是当代建筑师必须面对和思考的问题。在高度信息化的今天，本书的再版与更新，将进一步推进建筑结构向“经济、高效、绿色之美”的方向深入发展。从邻国日本的师承关系中可以看到，建筑结构始终是建筑中一条清晰的线索，引领着建筑逐渐向着纤细、轻薄和透明的意境发展，将传统意味演绎得更加丰富。反观中国本土的建筑师，结构因素在其创作的过程中所起的作用似乎并不明显。这就需要建筑师将束手的绳化作锦缎中的丝，以足够的责任感、自信心和大智慧，为实现“可持续美好的中国现代建筑”这一宏愿而不懈努力。感谢布正伟先生对本文的指导。图片来源：图2由作者绘制；其他图片均引自文献1。参考文献1 布正伟.建筑结构思维M.北京：机械工业出版社，2023.收稿日期2023-07-25编辑：明星9农村住宅、剧场悬挑楼座及工业厂房不同建筑结构方案的经济技术比较选例10立足“在地建造”优化结构应变样态案例：湖北青龙山国家地质公园恐龙蛋遗迹博物馆二号馆11统筹考虑建筑结构资源“可再生利用”案例：福建寿宁竹管垅乡茶青交易市场及2012年伦敦奥运会主体育场12充分利用轻结构在施工中的独特优势案例：昆山市锦溪镇祝家甸由两层荒废砖厂危房改建的砖窑文化馆101112图 8-8 湖北青龙山国家地质公园恐龙蛋遗迹博物馆 二号馆2019.设计主持人：李保峰图片来源：李保峰主编谦和建造，华中科技大学出版社，2021.图 8-10 福建寿宁竹管垅乡茶青交易市场项目：上图为实验建筑，下图为正式建成的交易市场2022.设计主持人：宋晔皓图片来源：宁德网闽东日报记者 龚健荣 郭晓红图 8-11 2012 年伦敦奥运会主体育场“伦敦碗”2012.设计主持人：菲利普詹森图片来源：建筑学报2013 年第 1 期图 8-16 昆山市锦溪镇祝家甸砖窑文化馆2017.设计主持人：崔愷图片来源：中国建筑设计研究院乡土创作中心