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叠合建构
——市集上的美术馆

2021-02-17祝晓峰

建筑技艺 2021年10期
关键词:山墙桁架西塘

祝晓峰

1 从脉络出发

西塘是江南水乡古镇的重要代表,纵横交织的河道、连绵千米的廊棚、明清建筑聚落,以及石桥古弄,构成了西塘的风貌肌理。正在兴建的西塘东区将西塘古镇向东扩展,包括约15万m2的旅游商业、酒店、游客中心和文化设施,建成后将成为古镇东北部的新入口。市集上的美术馆(又称“西塘东区八九间项目二期一号楼”以下简称“一号楼”)位于场地西南角,西、南两侧临十里港河,可远眺古镇;东、北两侧面向商业步行街区,并与南面的东区一期工程隔河相望,地理位置十分显要。

项目的位置是一号楼设计的决定性条件。其一,西塘古镇对景区内的新建筑在风貌上有着严苛的要求,除了建筑限高,坡顶、小青瓦、黑白灰和木色都是设计的前置条件;其二,项目位于东区河口的核心地段,建筑的形象和功能定位需要在整个步行街中具有独特地位,从而凸显其地标性。这两个条件仿佛一枚硬币的两面,一面要满足均质化的风貌协调,另一面要营造特殊性,而建筑比硬币又多出一重挑战,即两面需要被同时看见和体验。

在分析这一设计挑战的过程中,我们很早就意识到需要梳理出一个逻辑脉络,将风貌要求、建筑语言、空间体验和功能定位关联起来,以寻找它们的交集。这个脉络有两个起点,从功能定位出发构想空间体验,从风貌要求出发构想建筑语言,而后在空间体验和建筑语言之间寻找两者的载体,即恰当的建构形制。我们相信,在历经这一过程后,浮现出来的建构形制将具有高度的适宜性。而结构、材料、构造、设备等建构形制的物质和技术要素,也将因此被赋予建筑的精神,体现我们对历史、场地和使用体验的理解。

2 上下分野

西塘东区步行街的基本肌理是一、二层的庭院式商业和三层坡屋顶民宿院落的叠合。在这个“底色”上,位于中央的游客活动中心、东北角的二次元活动馆以及西北角的良壤精品酒店都是各镇一方的特殊地标。相比之下,位于西南角的一号楼需要吸引人群停留,引导他们参加长时间的目的性活动,从而形成集聚效应。这种集聚效应需要有别于游客中心的交通性流量和商业购物中心的消费流量,在定位上形成差异。

经过与业主的充分讨论,市集+美术馆的混合功能成为共识:首层营造开放流动的市集空间,容纳有机农场集市、文创书店、咖啡、餐厅以及庭院民宿的入住前台,成为一个多元可变的滨河市集;二层则营造一个多功能美术馆,兼容展览、论坛和酒会。两种功能灵活多变,区别则在于使用时的目的性。市集是弱目的性的,有游逛、偶遇和发现的体验;多功能美术馆则是强目的性的,建筑里的活动一般被预先定制和筹划。

上下分野的功能定位导向了两种空间需求,它们和风貌要求一起成为我们寻找建构体系的重要依据。两个空间都需要流动开放的整体性,但又在体验上有所区别。下部的市集可以依托支撑结构来提示和引导不同的店铺和动线,上部的美术馆则需要取消内部支撑,形成无柱大空间,以满足展览和酒会的需要。

空间需求的差异需迫使们对上下两层的结构系统做出不同的构想。单纯从结构类型出发构建有柱大空间和无柱大空间是盲目的,而开展基于风貌要求的建筑形式研究则能够帮助我们把握方向。

3 叠合建构

粉墙黛瓦、连绵坡顶、贯通河廊,是西塘古镇在宏观风貌上予人最深的三个印象。其背后的建构内涵则指向两种传统的建构形制:一是基于建筑尺度的江南民居,由山墙和穿斗木构支撑瓦作屋顶构成不同开间;二是基于城市尺度的半户外滨河棚架,由简易木构支撑单坡顶构成连续走廊。这两种形制在古镇中是前后关系,河廊成为沿河的公共交通和交流场所,背后的民居和店铺成为私密和半私密的生活或商业空间。

在东区步行街区的设计中,高密度的建筑容量促使我们将这种前后关系重新定义为上下关系。商业建筑的主体是普通的混凝土框架结构和通透的外墙。在一、二层商业的外圈,作为附着次结构的铝杆构架形成骑楼,呼应西塘的河廊;三层的庭院民宿酒店在商业体量之上,坡顶小院错落满布,成为一个空中的江南民居聚落。对于需要在整体肌理中呈现差异的一号楼,我们尝试沿用这种上下叠合的模式,并通过变异来建立特殊性。

在早期的方案中,我们在上下两层都采用线性钢桁架折板屋面体系来构建连续的坡屋顶聚落,在覆盖大跨度空间的同时和古镇连绵的坡顶意象取得文脉上的关联。预设的单层屋面结构单元模数是6.3m,桁架折板矢高1.5m,空间高度4.5~6m。上下两层的区别则通过支撑结构、线性走向、空间密度,以及屋顶形式的差异来达成:市集空间内有立柱,线性单元为东西向,空间密度均匀,屋顶单元形式统一;美术馆空间无柱,线性单元为南北向,被东西向的三道支撑结构墙分成展厅、直跑楼梯和前厅三个不均质的空间,屋顶结合结构受力和排水需要形成折板拱。倒V形的山墙形式和传统关联又呈现了新的标志性。

这个方案的整体构思和一层空间得到了业主的赞赏,但业主认为二层美术馆还没有达到预期。一是外部形象和传统建筑的差异尚有不足,二是支撑折板屋顶的南北山墙使室内产生了封闭感,仅靠南侧通透的前厅空间又不足以表达建筑整体的开放态度,业主特别希望上部建筑能够具有辐射周圈的透明度,把内部活动的气氛适当泄露出来。

就建构体系而言,上下层的相似保证了建筑的整体感,但也同时削弱了作为地标的独特性。而线性折板结构体系又注定了建筑的方向性,使之很难建立四向均匀的连续统一。在经过反复思考和验证后,我们接受了业主的意见,尝试在二层用另一种建构系统来实现设计的最初愿景。我们再次从步行街区上下分野的基本概念出发,在架构和坡顶两种语言的位置上做了反转,以获得协调中的特殊性。下部的市集继续采用连续的坡顶聚落,上部的美术馆则采用架构语言来表达标志性。这次的架构不再是构成步行街坊骑楼的次结构,而是以主体结构外露的主角身份支撑一个四向均质的屋盖,从而获得环状、透明的整体感。与之前的方案相比,无论是外部形象,还是内部空间,二层的整体感都能被明确感知。如果说上下关系在旧方案里是“对偶”,那么在新方案里就是“对比”。

4 市集:钢构的弹性秩序

与北方和徽派民居不同,江南传统民居中山墙支撑的双坡顶是悬山,屋瓦在两端微微延伸,盖在山墙之上。这一基于地域气候的防雨构造细微简单,却在建筑群体的不断重复中,构建起屋顶连绵起伏的建筑聚落意象。对我们而言,在江南地区运用现代折板结构的兴趣和信心就来源于这种意象:折板和支撑折板的结构墙与传统的坡顶和山墙有很强的形式关联,又能在跨度和空间围合上带来更多灵活的可能性。

在市集空间,我们复制了双坡屋顶单元来覆盖更大的面积。从连续坡顶的几何要素中,我们提取了与民居建筑相仿的进深尺寸——约6.3m,作为一折的宽度,在场地东西方向上延伸约50m构成线性单元。由于二层有楼面和露台,我们在结构顾问的建议下将折板在顶部连平,形成顶平下折的三角桁架。桁架内的倒三角空间用来容纳空调和电缆设备,桁架下则形成连续起伏的室内空间。从传统的连续山墙形式中,我们又提取出Y形分叉柱和中低外高的V形山墙这两种结构形式。1.5m矢高的三角桁架折板具备强大的跨度机能,使底部铰接的Y形钢柱能够沿着线性单元自由分布,呈现出支撑的独立性,给市集注入开放流动的空间属性,为多元化的功能提供共享和弹性变化的可能。在东西两端,部分分叉柱由内衬斜撑的V形山墙取代,在满足抗震侧向力需要的同时,用反向坡的方式和传统山墙建立了文脉关联。这些山墙沿线性单元的分布也是自由的,有的拉出成为入口玄关,有的渐次推入,为市集引入光线和河畔的风景。它们在建筑底层界定出了弹性边界,模糊了室内外的界线,在河滨和市集之间形成了渗透和联动关系。

市集里的辅助空间,包括垂直交通、卫生间、操作间和机房都集中在北侧的线形单元里,其中一个半幅单元向上拔起,通过楼梯和升降平台与上部的美术馆空间连通。

5 美术馆:互承木构的内与外

美术馆坐落在集市之上,我们尝试建构一种单一的、相对抽象的形制来提供一个均质的无柱空间。故此,我们放弃了折板结构,转而从更广泛的木构工艺中汲取灵感,以期获得更加完整和独特的标志性。最终,我们从西塘的灯笼工艺中提取了交叉互承的构造方式。其一,灯笼手工艺仍然取自传统风貌;其二,灯笼与建筑同属构筑物,但功用完全不同,具备先在的差别;其三,灯笼的构造是均质的,具有单一的抽象性。当然,灯笼结构中的通长竹片是无法适应建筑尺度的,我们和结构顾问决定采用互承梁体系来构建整个屋面。因为互承的短杆构件能够节约加工成本,为现场安装提供便利,也符合中国传统木构梁架系统的精神。

最终完成的屋盖长约32m,宽21m,由92根胶合木梁组合而成,每根梁长5.85m,以互承方式组合成菱形梁格,格中用钢拉杆控制平面形变。梁上布置了菱形天窗提供采光和排烟,照明用灯槽和固定展板用的交叉点挂环都整合在胶合木梁成品的底部。整个屋盖沿用了早前方案的微起拱,形成四向的菱形网格壳体,使大跨结构受力更为合理,并同步解决屋面的排水找坡问题。在屋盖四周,一圈环状的水平桁架承担了拱壳的水平推力,同时给外挑的檐口提供支撑,以保护下部的木构。水平桁架和檐坡之间形成的三角形空间,则容纳了新风设备和管道。

整个屋盖的重量经水平桁架向下传递给周圈的木柱。这个环状柱群由连续的X形斜柱构成,每个X组合柱由四根胶合木杆通过钢片立体插接在一起。由于在平面上形成了有深度的连续支撑,这个结构冗余的柱群在侧向力上具备了强大能力,不仅承接了水平桁架,还为柱群内圈的玻璃幕墙提供了抗侧力。木柱杆件断面的结构计算结果是160m m×160m m,但在1h燃烧极限规范的限制下需要增加一圈碳化保护层,使柱截面增大到240m m×240m m。为了维持我们对纤细杆件尺寸的要求,结构顾问将柱群中的8组X组合柱替换成120mm×120mm的钢柱,再在木结构供应商的精心配合下外包木板,最终将柱群的所有截面控制在160mm×160mm。

在这个650m2的无柱空间内,我们将楼梯、电梯、大升降平台和其他设备全部收纳在室内北侧的长条体量中,与首层折板系统的半模数对应,实现了上下空间的对接,维护了主体空间的纯净;在室外,从抬升的美术馆可以移步至周圈的露台,欣赏步行街与河滨的景色;环状柱群则介于内外之间,X形组合柱和挑檐构成了环廊,廊内侧的外折幕墙采用了雾化渐变的半彩釉玻璃,使日间的美术馆笼罩在柔和的自然光中,并能在夜晚将温暖的灯光透射出来,以“超级灯笼”的形象成为西塘东区的亮点。

6 模式初探

近6年来,山水秀建筑事务所运用折板体系在江南地区设计了一系列作品,其中云锦路活动之家、川扬学社方案、深潜赛艇俱乐部、蟠龙美术馆、南京园博村七乡河廊桥等大部分作品都是单层结构系统。从东原千浔社区中心和徐汇区花鸟市场方案开始,我们尝试将这一体系拓展到二层甚至多层结构中,探索新的“阁楼”原型。西塘东区一号楼的早期方案是一个2层折板系统经过平面扭转后的交叠,但在后期调整后变为下部线形折板钢构和上部四向互承木构两种不同的建构形式,成为一种上下分野的叠合模式。这一模式在结构转换上和传统的阁楼相仿,但在建筑层面则是一种新的挑战,需要将不同的空间使用体验和建构系统结合在一起,并创造性地思考不同体系之间的衔接和转换方式。西塘东区一号楼是对这一模式的初步探索,我们期待在未来的同类作品中进一步拓展新的可能。

图片来源

1,2 皮黎明摄影

3 祝晓峰摄影

4-7,12-14 山水秀建筑事务所提供

8-11,15-20 梁山摄影

业主:西塘智林文化发展有限公司

建设地点:浙江省嘉善县西塘镇贞观路588 号

建筑/室内设计:山水秀建筑事务所

设计团队:祝晓峰(设计总监)、庄鑫嘉(项目经理)、皮黎明(项目建筑师)、林晓生、王均元

结构设计:和作结构建筑研究所

结构方案顾问:张准、张冲冲

合作设计:宏正工程设计集团股份有限公司

木结构施工:苏州昆仑绿建木结构科技股份有限公司

钢结构施工:上海亚泰建设集团有限公司

景观设计:太璞建筑环境咨询(上海)有限公司

总建筑面积:2 500m2

建筑高度:12.5m

设计时间:2018

建成时间:2021

摄影:梁山、皮黎明、祝晓峰

2 二层木结构室内施工现场

3 一层钢结构施工现场

4 一层平面图

5 剖面图

从传统的连续山墙形式中,提取出Y 形分叉柱和中低外高的V 形山墙这两种结构形式,1.5m 矢高的三角桁架折板具备强大的跨度机能,使底部铰接的Y形钢柱能够沿着线性单元自由分布,呈现出支撑的独立性,给一层空间注入开放流动的空间属性,为多元化的功能提供共享和弹性变化的可能。

From the traditional continuous gable form,two structural forms,Y-shaped bifurcated column and V-shaped gable with medium and low outer height,are extracted.The triangular truss folded plate with 1.5m vector height has strong span function,so that the Y-shaped steel column hinged at the bottom can be freely distributed along the linear element,showing the independence of support,and injecting the spatial attribute of open flow into the first floor space,provide the possibility of sharing and flexible change for diversified functions.

上下分野的功能定位导向了两种空间需求:两个空间都需要流动开放的整体性,但又在体验上有所区别。一层市集可以依托支撑结构来提示和引导不同的店铺和动线,二层美术馆则取消内部支撑,形成无柱大空间,以满足展览和酒会的需要。

The functional positioning of the upper and lower boundaries leads to two spatial needs:both spaces need the integrity of flow and openness,but they are different in experience.The first floor market can rely on the support structure to prompt and guide different shops and moving lines,while the second floor art museum cancels the internal support to form a columnless large space to meet the needs of exhibition and reception.

6 一层空间爆炸图

7 二层空间爆炸图

8-11 一层室内

环状柱群由连续的X 形斜柱构成,每个X 组合柱由四根胶合木杆通过钢片立体插接在一起。由于在平面上形成了有深度的连续支撑,这个结构冗余的柱群在侧向力上具备了强大能力,不仅承接了水平桁架,还为柱群内圈的玻璃幕墙提供了抗侧力。

The ring column group is composed of continuous X-shaped oblique columns,each X composite column is composed of four glued wood rods inserted together through steel plates.Due to the deep continuous support formed in the plane,the redundant columns of the structure are capable of strong lateral forces,not only carrying the horizontal trusses,but also providing lateral resistance to the glass curtain wall of the inner ring of the columns.

12 一、二层结构大样

屋盖长约32m,宽21m,由92根胶合木梁组合而成,每根梁长5.85m,以互承方式组合成菱形梁格,格中用钢拉杆控制平面形变,形成四向的菱形网格壳体,使大跨结构受力更为合理,并同步解决屋面的排水找坡问题。

The roof is about 32m long and 21m wide,and is composed of 92 glulam beams,each 5.85m long,which are combined into lozenge lattice in the way of mutual bearing.The steel tie rod is used to control the plane deformation of the lattice,forming a four-way lozenge grid shell,which makes the long-span structure bear more reasonable force and synchronously solve the drainage slope problem of the roof.

13 二层结构骨架

14 木梁交叉节点连接大样

15 东侧外观

16 二层室内

17 楼梯

18 二层玻璃幕墙及X 形木柱

19 二层露台

20 二层X 形木柱

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