作为承重、隔热、分区和饰面元素的当代砖筑
——2016年维纳博艮砖筑奖获奖作品解读
2016-10-19范路FANLu
范路/FAN Lu
作为承重、隔热、分区和饰面元素的当代砖筑
——2016年维纳博艮砖筑奖获奖作品解读
范路/FAN Lu
本文从当代砖筑作为承重、隔热、分区与饰面元素的视角出发,分析了2016年维纳博艮砖筑奖的6个获奖作品,呈现了它们的创意建构设计和建造。
维纳博艮砖筑奖,当代砖筑,承重,隔热,分区,饰面
1 引言
砖是一种古老的建筑材料。早在公元前14,000年,尼罗河流域的埃及人就能用未烧结粘土砖建造房屋。到了公元前约3000年的时候,两河流域的建筑工人则成功开发出了烧结砖和釉面砖,并能制造彩色面砖。砖也是一种当代的建筑材料,今天世界上的大多数人依然生活在砖筑的建成环境中。尽管钢、玻璃和混凝土在当代建筑中大量使用,砖筑在当代建筑中依然占据着重要地位。而现代制造技术和工艺的发展,也让砖的性能、样式更加丰富,砖筑建筑不断推陈出新。
维纳博艮砖筑奖是由世界上最大的陶土制品集团维纳博艮赞助的全球性大奖。该奖于2004年创立,每两年评选一次,授予多个项目,用以表彰那些具有创造和革新精神的砖砌建筑及其建筑师。该奖项最初创立的目标是让大众更好地理解砖是一种永恒且耐用的建筑材料,了解在当今建筑中砖的创新性和多用途性。其评选标准包括:砖作为建筑材料被适当地使用在创新建筑的外观,以及建筑的功能性和对环境的友好性。目前,它已成为世界顶级的砖砌建筑设计专业大奖。
从古至今,砖筑在建筑中的作用基本可以分为4类——承重、隔热、分区与饰面。因此本文便从这4个方面出发,分析2016年维纳博艮砖筑奖的6个获奖作品(表1),并呈现它们的创意建构设计和建造。这6个项目为别为:卢斯特瑙2226(2226 Lustenau)、巴塞罗那1014住宅(House 1014 in Barelona)、岘港白蚁穴住宅(Termitary House in Da Nang)、科特赖克AZ格罗宁根公司礼堂(Auditorium AZ Groeninge in Kortrijk)、圣保罗马里利亚办公楼(Marilia Project in São Paulo)和苏黎世集合住宅(Cluster House in Zurich)。
表1 2016年维纳博艮砖筑奖获奖作品信息(作者根据Brick'16一书中的信息绘制)
2 承重
砖的主要力学特性是抗压,因此在房屋建造中,人们常常用砖砌筑墙体以承重。在6个获奖作品中,除了格罗宁根公司礼堂仅用砖做饰面,其余项目均以砖筑为承重元素。对1014住宅、白蚁穴住宅和马里利亚办公楼3个项目来说,实心烧结砖砌筑的墙体成为承重结构构件。而2226办公楼和苏黎世集合住宅,则分别使用空心砖和整合了珍珠岩的砖块来砌承重墙。
由于砖是小型的人造砌块,砖墙自重较重且抗拉抗剪能力较弱,因此砖筑并不适合充当水平结构构件。尽管砖砌拱顶能够提供水平跨度,但它在跨越水平距离时需要相应的空间高度且会产生侧推力,也不是高效率的水平构件。所以在古代砖墙房屋中,常常用木材搭建楼板和屋顶;而在现代砖建筑中,常常以钢筋混凝土或钢铁来制造水平构件,或用钢筋加固砖筑形成过梁。这时,砖筑墙体与水平构件的结合有两种表现形式。其一,两者交接关系清晰呈现,甚至形成对比。例如在马里利亚办公楼项目,设计师为了尊重文脉,保留了老建筑的外砖墙。但为了获得开敞自由的内部空间并加高两层,他们掏空了原建筑的内部墙体,并加入了一套钢框架。这两套体系相互独立,在内部和外部形成鲜明对比,成为该建筑最主要的特征(图1)。其二,砖筑体与其他构件的交接关系被隐藏起来,形成统一纯粹的外在表达。例如在1014住宅项目中,建筑师用小尺寸砖砌筑长条块来充当过梁,并在立面上形成条带状肌理变化(图2)。殊不知其中发挥重要作用的是看不见的钢筋,而窗洞内表面漏出的螺母和钢筋头不经意间泄露了结构的秘密(图3)。2226办公楼项目同样属于这一类。它以空心砖砌筑的内外墙为竖向承重构件,以钢筋混凝土楼板为水平构件。无论外部造型还是内部空间,它都具有纯粹的整体感。其形式上最大的变化是上下两部分之间有一个非常轻微的扭转,产生了一种含蓄内敛的动势。这种动势贯穿整个形体盘旋上升,激活了庄重的外形(图4、5)。但细看其墙身剖面不难发现,中间楼层钢筋混凝楼板的些许出挑配合上下墙体的些许错动,才带来了外形的变化(图6)。从建构上来说,砖墙似乎要被水平楼板所打断;而从外形上看来,气韵生动的微妙变化则强化了形式的整体性。
3 隔热
砖之所以被广泛使用,还因为它具有优良的保温隔热性能。在传统的砖墙住宅中,墙体往往很厚实。这既是为了坚固结实,也是出于增大墙体热工性能的考虑,让室内环境冬暖夏凉。而在当代建筑中,砖筑在保温隔热方面也有了更多的表现形式,具体体现在砖块材料和构造方式两方面。首先是砖块隔热性能的提高。在2226办公楼中,外墙用两种高穿孔率的空心砖(其中一种主要承重)砌筑,墙体达到76cm厚,具有优异的隔热性能(图7)。得益于此,该建筑能够不采用任何空调和采暖设备,全年保持室内温度在人体舒适的22~26℃范围内(这也是该项目名字的由来)。其次,隔热性能的提升还可以通过构造做法来实现。例如在1014住宅项目中,外墙由内外双层砖砌筑,两层砖中间填充高蓄热的材料。如果说2226办公楼是用“填充空气”的多孔砖进行构造,那么此处更像是用砖和隔热材料“构造”大尺度的保温“墙块”。当然,上述两种方式也会在砖筑中综合运用,苏黎世集合住宅便属于此类(图8)。该建筑承重外墙用整合了珍珠岩的砖块进行砌筑。多孔的珍珠岩提升了砖块的热工性能。而在构造层面,建筑的各个尺寸都以砖块尺寸为基本模数,这就减少了材料浪费,并避免了因砍砖而导致的隔热性能降低。为了进一步提高墙体的热工性能,砖墙没用常规砂浆粘结,而使用了特殊的粘结剂和薄基层砌筑方式。这对施工精度提出很高的要求,但也带来了很好的效果——不必使用额外的保温材料或让墙体过厚。
4 分区
砖最常用来砌筑墙体,而砖墙因具有坚实厚重的体量,能够毫不犹豫地区分空间,实现空间的明确转换。在1014住宅项目中,建设用地极为狭长。而设计者结合建筑形体布局,用一组砖墙将基地分区层化为一系列比例、尺度合适的空间单元。正是这种明确的空间序列营造,才为下一步室内外空间交融的设计创造了基础。砖墙不仅能限定空间和活动,也能影响内部的空气流动。在2226办公楼项目中,建筑内部的墙体沿风车形布局。这既构成了合理的承重墙体系,又让空间流通为一个整体。而配合恰当的开窗,墙体还能引导室内气流,形成穿堂风(图9、10)。
如前所述,如果不用拱形结构或其他水平构件,砖筑很难形成水平向大跨。因此砖墙上的门窗洞口常常不大,且多为竖长条状。加之砖墙厚度会使洞口具有较大的进深和较重的阴影,这就使带门窗的普通砖墙具有一种独特的气质——神秘性,提供安全感并不时带来窥视的乐趣。而在苏黎世集合住宅项目中,可以看到这种特质。该住区由13栋6层的住宅楼组成。在每栋住宅楼中,墙体包裹四边形的迷你型公寓,共享起居空间则布置在公寓体块之间,并在立面以落地玻璃沟通外部(图11)。而在住区的总体设计上,住宅楼内部的组织方式再次出现(图12)。住宅楼成为四边形单元,室外庭院穿插其间。由此,在住区不同层次和尺度的公共空间中,从室外到室内,人们获得了连续的感受——墙体包裹居住单元提供私密与安全,并为公共活动提供吸引人的背景界面。
砖墙开洞的一种极端形式是整体镂空的花式砖墙。尽管有一定通透性,这种墙体仍然具有明确的实在感。它对空间的分割仍强于连通。例如在白蚁穴住宅中,所有房间围绕中央厅堂紧凑布置。为了应对当地湿热气候,建筑师将住宅前后两端的外墙和厅堂二层部分的内墙设计成镂空形式,让风能穿过花墙吹透整个住宅(图13)。但镂空花墙依然能保证每个房间的私密性。而在建筑氛围上,它更强化了界面的神秘感,撩拨了人们对于空间的欲望,成功转译出了白蚁穴类型的气质(图14)。
5 饰面
清水砖筑是一种表情强烈的建筑元素。首先,砖表面具有丰富的泥土颗粒感;其次,清水砖筑表现了材料的搭接关系、建造的过程感和砌筑工艺背后的社会文化特征;再者,砖筑具有从局部到整体相统一的力量感。因此,当代建筑师常常以砖筑为饰面,以其强烈的物质性和存在感表达栖居意图,抵抗现代主义的抽象形式与空间。此外,砖具有很好的耐久性,可以重复使用,而岁月侵蚀只会增加其表面的魅力。所以许多建筑师也在设计中保留老的砖筑,或将旧砖块收集起来用在新的建造中。
位于巴塞罗那的1014住宅,便是体现砖筑饰面丰富内涵的好案例。在该项目中,设计师先是保留了基地东端被毁老房子的一堵石墙,用以延续城市街道立面并作为新住宅的步行入口。新建的住宅以砖筑为饰面,用变化强烈的分层砌筑制造水平向饰面肌理,以体现居住所需要的安定感。此外,不同空间的饰面,应对不同空间性格,也有相应变化。在两端前庭院和住宅主体部分,砖的砌筑比较细密,变化也较多,庭院地面也用砖块铺装。这些砖饰结合形体的金属包边和金属遮阳构件,强调了更为人工化的特质。而在中心庭院和凉亭部分,砖饰面相对朴素,庭院地面也换成了木材和砂石材质,表达了倾向自然的风格。最后,住宅主体外墙的饰面表现了墙体结构的逻辑。这些墙体下部用实心砖建造,上部则用大尺寸的空心砖砌筑。在过梁位置则用最小尺寸砖块砌筑,形成条带形。这些不同的砌筑方式组织起来,结合水平向遮阳构件,让面向庭院的建筑立面成为砖与金属编织的挂毯(图15)。
砖也是一种塑性材料,所以砖饰面也能如浮雕一般表现非物质的图像。从巴比伦伊师塔门砖墙上的动物雕像到哥特教堂的砖雕玫瑰窗,建筑史中随处都能见到砖饰面的图像表达。而在当代建筑中,这种表达更多是以几何抽象的形式出现。例如在白蚁穴住宅中,纵向外墙上突出砖块的点阵与横墙面上的镂空花格形成对比(图16)。而凸出与凹进的结合,不免让人产生幻觉,认为坚实砖筑的长方形体,仿佛能随着气流的穿透而呼吸变形。如果说白蚁穴住宅的砖饰在同时表达建造和图像,那么格罗宁根公司礼堂的砖饰几乎完全表现为图像。该礼堂以丝带形式塑造与现存建筑气质不同的造型,形成内外连续的空间。礼堂丝带般的墙体蜿蜒回转,而其灰色的面砖竖向砌筑,以窄小的侧面流畅地拼出连续曲面。而内部墙面沿用外部面砖,强调了内外空间的流通与融合。在报告厅升起的地方,建筑形体悬挑出地面。而砖饰的竖向组织方式,有违常规的水平层化砌筑原则,清晰表达了其并不承重,而只是形成图像,表达形式和空间的逻辑。这也配合了悬挑结构,让“丝带”飘舞得更为轻盈。最后,照明灯具、门窗整合进外墙的做法,让砖饰面的“丝带”成为立体的“点彩画”(图17、18)。
极端立体的浮雕会从二维走向三维,砖饰面也有这种可能,例如马里利亚办公楼。从结构角度来看,该项目中新置入的钢框架穿过外墙,并独立于外墙支撑内部结构。但从形式角度观察,钢框架仿佛是从旧砖墙中生长出来,内外同时束缚住保留的建筑。不同材质的两个体系相互交织,像哥特教堂中高墙和飞扶壁一样融合起来。砖筑的饰面开始延伸,不断吸纳附近的钢构件和空间,直到最终把空间中的生活也包容进来。此时已难以分辨,哪里是饰面,哪里又不是。
6 结语
对传统砖筑来说,前面分析的4种效用是高度统一的。一面砖墙既是承重墙,也是分隔墙,既保温隔热,也充当饰面。随着建筑技术和工艺的发展,现代建筑系统越来越复杂。但对砖筑来说,它在建筑中承担的作用却可以分离了,可以只充当饰面或保温材料或其他。然而“效用分离”的趋势并没有削弱砖在建筑中的地位。相反,它为砖筑进入建筑系统提供了更多机会,也为砖建筑创新提供了更多可能。
最后,也许有必要再比较一下2016年维纳博艮砖筑奖的两个大奖作品。在1014住宅中,多种砖块组织在一起,砌筑成了肌理丰富且保温的砖墙。这些砖墙表达了结构逻辑,又强化了空间序列和氛围,更织补了城市肌理。而对2226办公楼来说,抹灰的空心砖承重外墙,配合合理的平面组织及智能空气监控系统,能够使建筑不用空调设备而获得舒适的室内环境。而承重砖墙和钢筋混凝土楼板的巧妙结合,让建筑形式和空间既有城堡般的传统气质,又有整体流动的现代特征。从表现砖的角度来看,这两个作品似乎是两个性格的极端:前者能说会道,后者木讷寡言。然而仔细观察,在表面差异的背后,却能看到一个共同点。或许,这便暗示了当代砖建筑创新的某种可能:让砖筑巧妙地融入建筑系统,并充满诗意地整合、激发这个复杂系统。
8 苏黎世集合住宅,保温砖砌筑的外墙9 2226办公楼,平面布局与穿堂风10 2226办公楼,内部空间11 苏黎世集合住宅,住宅楼平面12 苏黎世集合住宅,住区平面13 白蚁穴住宅,镂空砖墙让风吹透整个住宅14 白蚁穴住宅,中央厅堂的空间氛围15 1014住宅,砖与金属编织的挂毯16 白蚁穴住宅,纵向外墙上突出砖块的点阵17 格罗宁根公司礼堂,砖饰、灯具和门窗构成的“点彩画”18 格罗宁根公司礼堂,非承重方式砌筑的砖块配合出挑的形体(本文图片均由维纳博艮集团提供/Photo courtesy: ©Wienerberger AG)
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[1] Beatrix Schiesser and Gunnar Brand (editors). Brick'16: Award-winning International Brick Architecture [M]. Munich: Callwey Verlag, 2016.
[2] http://clay-wienerberger.com/brick-award
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Brick
[4] 肯尼斯·弗兰姆普敦. 建构文化研究——论19世纪和20世纪建筑中的建造诗学[M]. 王骏阳译. 北京:中国建筑工业出版社,2007.
[5] 普法伊费尔等. 砌体结构手册[M]. 张慧敏等译. 大连:大连理工大学出版社,2004.
[6] 王立久,李振荣主编. 建筑材料学[M]. 北京:中国水利水电出版社,1997.
Contemporary Brickwork as Load-bearing, Thermal Insulation, Partition and Cladding: An Analysis of Wienerberger Brick Award 2016 Winners
From the perspective of contemporary brickwork served as load-bearing, thermal insulation, partition, and cladding elements, this article analyzes the six winners of the Wienerberger Brick Award 2016. It also explores the creative tectonic design and construction in those projects.
Wienerberger Brick Award, contemporary brickwork, load-bearing, thermal insulation, partition,cladding
清华大学建筑学院
2016-09-06