一种稀缺的力量——擅长对话的创造型结构工程师张准访谈后记

孟宪川 Meng Xianchuan

建筑作为人类文化的重要组成部分，是人类智慧的表征，作为人类建筑起源之一的树屋（图1），体现了早期人类融合建筑需求与结构理性的创造力[1]。时至今日，为回应当代社会需求，运用当代科学技术，探索体现当代社会文化的建筑，创造力不可或缺。结构工程师在技术方面丝毫不缺乏创新能力，然而由于建筑学与结构工程的专业分工，能够与建筑师展开对话、共同创新的结构工程师属于一种推动建筑创新的稀缺力量。

建筑师与结构工程师

建筑师与结构工程师的分工起始于现代科学的产生。18世纪后半叶，随着现代科学的学者们，如本杰明·富兰克林（Benjamin Franklin）、亚历山大·冯·洪堡（Alexander von Humboldt）等，将科学的理论研究应用于社会生产实践，用来改善市民的社会福利与个人幸福，高等教育成为科学服务社会的重要途径。现代建筑师与结构工程师不同分工的变革最早始于法国，随后在奥地利、美国、德国等国家相继展开[2]。

现代结构工程系统化的教育最早并不发生在建筑学内部，而是与大型基础设施相关，其建立的时间比现代建筑学更早——1747年法国皇家道路与桥梁学院（École Royale des Ponts et Chaussées）成立[3]。大型基础工程为结构应用理论和实践技术提供了快速独立发展的可能性，结构工程师的创造力在学科内部大量体现。现代建筑学系统化教育出现于1794年创立的法国综合理工大学（École Polytechnique）[4]。这一时期两学科的发展孕育着现代建筑的诞生[5]，此时建筑学的创造力主要集中于高效经济地为建设城市市民的公共福利（住宅、公共建筑乃至工厂），与之相关的结构工程师主要以结构类型的方式为建筑师提供快速的技术支持[6]。

从19世纪末奥古斯特·施马索夫（August Schmarsow）以“空间的创造”（Raumgestalterin）阐述建筑创造的本质问题，到20世纪末肯尼思·弗兰姆普敦（Kenneth Frampton）以融合技术潜在表现力和日常生活体验的建构（Techtonic）作为对建筑创造本质的回应[7]，建筑学对结构工程的需求不再满足于由结构类型提供的支持，此时建筑师需要结构工程师从项目具体的设计需求为建筑作品提供结构技术支持，其结果往往受到建筑师与结构工程师之间共事关系类型的影响。

建筑师与结构工程师的共事关系

克里斯托弗·鲍姆贝格尔（Christoph Baumberger）将建筑项目中建筑师与结构工程师的共事关系分为三种：独白（Monologue）、自言（Soliloquy） 与对话（Dialogue）[8]。

独白关系源于建筑师或工程师某一方对项目具备支配能力。建筑师的独白常常体现于设计具有视觉冲击力的形式，结构工程师以后优化的方式优先保证形式的实现；工程师的独白常常表现为设计经济适用的结构，为建筑师提供形式框架。如果说在建筑师的独白中冲击视觉的形式是创造力的体现，在结构工程师的独白中经济高效的结构是创造力的表现，两类独白可能伴随着巨大的代价，建筑师的独白容易带来昂贵的、不实用的建筑，结构工程师的独白容易带来刻板的、冰冷的建筑。在这种关系中，建筑师与结构工程师分工鲜明、各自独立工作。因此鲍姆贝格尔认为独白是三种共事关系中饱受争议的一种。然而笔者认为，在一些以结构工程为核心的建筑项目中，例如超高层项目，结构学科内部实现的创新所带来的贡献远远大于形式的不够新意，因此笔者称这类工程师为以技术为导向的创造型结构工程师。

站在建筑师与结构工程师分工鲜明的对立面是结构工程师与建筑师同为一人的情况，例如皮埃尔·奈尔维（Pier Luigi Nervi）、菲利克斯 ·坎德拉（Félix Candela）、爱德华·托罗哈（Eduardo Torroja）、弗雷·奥托(Frei Otto)、圣地亚哥·卡拉特拉瓦（Santiago Calatrava），在历史上这是一种极少发生的共事关系，即结构工程师-建筑师（engineer-architect）的自言，是三种关系中最难以被企及的关系。从鲍姆贝格尔的观点来看，建筑学与结构工程两个领域的知识被同时掌握，设计结果的创造力体现出两种知识的融合。笔者认为，这些结构工程师-建筑师的优秀作品更多彰显了结构技术的表现力，或许还需要一类建筑师-工程师（Architect-engineer），他们能以一种内敛的方式运用结构技术，体现一种被建筑融化又无处不在的结构渗透力。

最被推崇的方式是建筑师与结构工程师之间以平等伙伴关系展开的对话，这种关系通常能产出非常有创造力的设计作品，同时避免建筑成果华而不实或者刻板无情。然而，为建筑创作所产生的对话是不容易长时间维持的，因为出于自我保护的目的，对话稍有不慎就变成针对彼此的挑战甚至批判。笔者称这类结构工程师为擅长对话的创造型结构工程师。建筑师和结构工程师想要共同创造出好的作品，对话发生的时刻、对话发生的方式、对话双方的态度，都影响着最终作品的品质。

图1： 树屋作为建筑的起源之一

通过这次对结构工程师张准的采访，能够从某个侧面窥视擅长对话的创新型结构工程师与建筑师展开对话所用的一些策略。

对话发生的时刻

概念设计阶段是对话最容易发生的设计阶段，此时建筑师与结构工程师更容易将彼此的想法整合为一体，这大致源于2个原因：1. 在概念设计阶段中两个专业用来讨论的专业知识都较少，能够帮助建筑师与结构工程师更加集中地讨论关键问题；2. 概念设计阶段中两专业的设计自由度较大，此时建筑与结构的设计均处于尚未定型状态，建筑师与结构工程师可讨论的空间相对充足[9]。从概念设计阶段到方案设计阶段、扩初设计阶段、施工图阶段，甚至到实际建造阶段，所需要的专业知识越来越多，同时设计中可以被调整的自由度越来越少（图2），这种变化导致建筑师与结构工程师的观点在概念设计阶段更容易形成统一。

图2： 设计各个阶段的自由度与知识量

在张准与几位建筑师的合作中，发生于概念设计阶段的对话占据多数。事实上，这个阶段是很多建筑师与结构工程师进行创造性合作的关键阶段。例如，建筑师雷姆 · 库哈斯（Rem Koolhaas）和结构工程师塞西尔 · 巴尔蒙德（Cecil Balmond）在合作波尔多住宅（Maison à Bordeaux）的过程中，库哈斯在设想方案概念的伊始就与巴尔蒙德通了电话，描述了项目大致情况以及库哈斯的想法，巴尔蒙德甚至在没有建筑方案的情况下，就建立了这个项目形式与结构的可能关系[10]。建筑师伊东丰雄（Toyo Ito）和结构工程师佐佐木睦朗（Mutsuro Sasaki）合作仙台媒体中心（Sendai Media Teque）之初，伊东丰雄绘制了一张概念草图传真给佐佐木睦朗，这张草图的内容非常概括，形态的意向甚至被浓缩为短语，如“海草状的柱子”，佐佐木睦朗根据对草图和文字的理解，提出了接近建筑师意向的结构概念——“竹子与竹节”[11]。由于概念设计阶段对项目维持抽象的、不定型的理解，建筑师和结构工程师可以借助自己的想象力相互激发，塑造出形式与结构紧密结合的、突破陈规的概念。

对话发生的方式

建筑师与结构工程师的对话方式并没有固定的模式，关键在于能够保证彼此之间有效沟通与反馈，张准与建筑师们的合作对此提供了多种样本：1.提供多种多轮结构设计方案；2.提供结构设计原则; 3. 结构试验。这些方式被广泛用于富于创造力的建筑设计过程中。

日本工学院大学（Kogakuin University）弓道馆的设计中，结构工程师多田脩二（Shuji Tada）根据建筑师富永祥子（Hiroko Tominaga）的建筑意向，提供了多种屋架结构方案，在不断沟通和讨论中，最终创造出新的晶格框架结构（lattice frame structure）[12]。多种结构方案为建筑师提供了思考的广度，并且能够辅助建筑师深入探讨形式和结构的融合度。

在一墙宅（House with One Wall）的设计中，结构工程师约瑟夫 · 席沃扎（Joseph Schwartz）依据建筑师克里斯蒂安 · 克雷兹（Christian Kerez）对每层住宅平面只用一片折墙作为分隔与结构支持的要求，用悬挑作为结构设计原则，例如悬挑板、悬挑墙等[13]。精简的设计原则能够在保持形式丰富的同时，促使丰富形式走向统一。

在神奈川工科大学工坊（KAIT）的设计中，结构工程师小西泰孝（Konishi Yasutaka）和建筑师石上纯也（Junya Ishigami）为了实现超细柱的结构，大量进行了预应力柱的加载试验[14]。对于新的形式与结构的探索，通常有限元结构分析软件只能部分帮助设计师们接近真实，而结构试验往往能帮助设计师们更加全面地考察和验证新形式和结构的可行性。

对话双方的态度

对话发生的前提是建筑师与结构工程师处于平等伙伴关系，这种平等关系才有利于促使建筑师与结构工程师在概念阶段以兴趣相投的积极方式、而非分配任务的消极方式展开合作，库哈斯和巴尔蒙德的合作始于一通电话，伊东丰雄和佐佐木睦朗的合作始于一张传真，克雷兹与席沃扎的合作甚至可能开始于ETH建筑系馆楼下咖啡馆的偶遇。作为结构工程师，张准非常清楚自己的角色所在，他耐心地观察到建筑师不仅要进行建筑创作，还要协调甲方、各专业、行政机构、施工等各方的不同需求，因此他充分地信任合作的建筑师，并非常尊重与建筑师对话结果的判断。换位思考是张准对话态度重要依据。笔者从张准身上看到东方式的谦逊，这是一种维持不同专业之间持续进行有效对话的重要态度。

擅长对话的创造型结构工程师的成长

对话的时间、方式、态度是重要的专业策略，帮助结构工程师更好地与建筑师展开对话，然而成为擅长对话的创造型结构工程师的驱动力，却与结构工程师的内在品质息息相关。张准的成长为这个观点提供了很好的佐证。在采访张准之前，笔者凭借张准和建筑师们的几个作品的解读，主观地以为从以计算给定结构为主的传统结构工程师转型为创造型结构工程师，张准经历了痛苦的蜕变，之后又分别沿着内修和外练两个方向继续成长，内修主要指进一步深入掌握结构理论和技术，例如面向参数化建筑设计的结构分析方法，外练主要指以结构知识为基石建立结构与其他设计要素的关系，例如结构与构造以及构造背后人体尺度的关系。

然而，这种观点随着采访的深入被推翻。

痛苦几乎没有在他的创新型结构工程师成长词典里出现过，或许有苦恼的时刻，或许有难过的时刻，但可能会遭遇的痛苦都被他乐观的态度和探索的精神转化为内在动力。当笔者问到一个让多数传统结构工程师头疼的问题——常常去施工工地是否是一种痛苦时，他的回答令人意外却又理由充分：在龙美术馆项目之前，长期做特种结构的他因工作需要养成了常常去工地的习惯，同时，他满怀兴趣地期待了解自己的设计如何落地实现。当笔者问到另一个让多数传统结构工程师头疼的问题——学习新软件是否痛苦时，他的回答依旧体现着乐观与探索：项目有需要就学习并且期待着学习新的东西，即使最后在项目中因种种原因没能用上，在未来某个项目很可能就派上用场。

内修与外练只是笔者作为旁观者在试图理清一位结构工程师的成长经历时，所采用的分析视角。在实践中很难用分析的视角去挑选和决定成长的方向，究竟是内修还是外练，并不重要，只需围绕项目的具体需求历练成长。激励自己不断前进的动力是持续的兴趣、换位思考、良好的定位。兴趣模糊了结构的疆界，站在结构的基石向前迈进，持续的兴趣更使张准以有平静的心态面对点滴的累积，对于张准来说，哪怕是一小步都能让其兴奋并获得满足，然而日积月累下的那些小步却已翻山越岭。换位思考建立了结构与其他设计要素的关系，张准积极地用结构知识去回应建筑师的设计需求，在不同设计条件下与不同建筑师的合作采取不同策略，例如尽可能呈现优缺点的多轮多次结构方案讨论或者提供结构设计原则，不仅体现出张准在设计方式的灵活性，更体现了融合建筑与结构的主动性。良好的定位区分了对兴趣的坚持与对兴趣的偏执，在张准看来，对各种项目不断投入精力以求突破，主要由持续的兴趣驱动，同时他也深刻地理解不是每个付出的探索一定被采纳，他仍然视其为珍宝将之放入自己的锦囊，为未来的某个时刻作足准备。

一种稀缺的力量

成为有能力与建筑师展开对话、并共同创造的结构工程师，不仅需要锻炼外在的对话技巧，还需要历练内在的优良品质，或许因此才如此地稀有。然而从中国建筑市场对创新设计的需求来看，擅长对话的创新型结构工程师是众多创造型建筑师渴望合作的对象，正逐渐成为肩负建筑文化创新的一种不可或缺的重要力量。此次采访张准的目的，正是期望透过张准的一些成长经历，为更多渴望转变为创新型结构工程师的传统结构工程师提供一点成长的参考，同时也为期望与创新型结构工程师合作的建筑师提供一点策略的参考。

注释

[1] Marc-Antoine Laugier. An Essay on Architecture[M]. London： Fb&c Limited, 2017.

[2] Ulrich Pfammatter, The Making of the Modern Architecture and Engineer[M]. Basel： Birkhäuser, 2000.

[3] https：//en.wikipedia.org/wiki/École_des_ponts_ParisTech

[4] https：//en.wikipedia.org/wiki/École_Polytechnique

[5] （美）肯尼斯·弗兰姆普敦. 现代建筑： 一部批判的历史[M].张钦楠. 北京： 生活·读书·新知三联书店. 2004.

[6] Tom F. Peters. Building the Nineteenth Century[M]. Cambridge： MIT Press, 1996.

[7] （美）肯尼思·弗兰姆普敦. 建构文化研究[M]. 王骏阳.北京： 中国建筑工业出版社. 2007.

[8] Christoph Baumberger. Structural Concepts and Spatial Design： On the Relationship Between Architect and Engineer[M]. in Aita Flury. Cooperation： the Engineer and the Architect. Basel： Birkhäuser, 2012： 57-70.

[9] Anke Rolvink, Caitlin Mueller, Jeroen Coenders. The state of the art of computational tools for conceptual structural design[C]. in Proceedings of the IASS-SLTE 2014 Symposium.Brasilia, Brazil, September 15-19, 2014.

[10] Cecil Balmond. Informal[M]. Munich： Prestel, 2002.

[11] 伊东丰雄建筑设计事务所, 建筑的非线性设计[M]. 慕春暖. 北京： 中国建筑工业出版社. 2005.

[12] 孟宪川. 日本和小屋组的当下诠释——日本工学院大学弓道馆设计分析[J]. 建筑技艺.2017(10). 16-21.

[13] 孟宪川. 形与力的融合：对建筑师克雷兹和结构师席沃扎三个建筑的介绍与图解静力学分析[J], 时代建筑, 2013 (5)： 56-61.

[14] 小西泰孝. 屋根を支える3つの造要素[J]. 建築技術,2008 (12)： 24-27.

图片来源

图1：Marc-Antoine Laugier. An Essay on Architecture[M].London： Fb&c Limited, 2017.

图2：Anke Rolvink, Caitlin Mueller, Jeroen Coenders. The state of the art of computational tools for conceptual structural design[C]. in Proceedings of the IASS-SLTE 2014 Symposium. Brasilia, Brazil, September 15-19, 2014.