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菊竹清训和他的海上城市

2021-08-21任毅力黎启国

华中建筑 2021年8期
关键词:浮动海洋建筑

任毅力黎启国

从古至今人类的发展与河流之间都有着不可分割的关系。不论是早期的四大文明古国还是中世纪的爱琴海,地中海文明都是沿着河岸发展起来的。同时,人们向海边移动的脚步也从未停歇[1],但是由于人类思想的局限,技术的匮乏以及海洋环境的多变等问题限制,导致人们还不能充分利用海洋空间。

随着人口的日益增加,到21世纪末世界人口预计将突破100亿,那时仅仅靠现存陆地是无法容纳急剧增加的人口。土地价格的飞涨,土地所有权的日益分散以及城市的饱和度日益增高迫使人们寻找新的建筑场所[2]。菊竹清训在1958年率先提出“海上城市(Aquapolis)”的设想。他认为海洋的面积占地球总面积的三分之二[3],如果可以将海洋开发,这不仅对人类的生活方式进行了颠覆,而且对建筑形式以及城市规划都是一种全新的变革。并表示“现代建筑必须是可变的,可移动的,并且必须能够适应当代时代的多变需求才能遵循代谢变化”。

1 菊竹清训生平

1928年菊竹清训出生于日本福冈县久留米市(Kurume),他的家族世世代代为地主。因为母亲去世早的缘故,他从小的理想是去做一名医生,但是因为哥哥看到自己平常画画很好,就建议他去学习建筑学。后来他也曾说过“人生的选择看似偶然,实则必然”。1953年菊竹清训在江户川公寓创立菊竹建筑研究所,从此开始独立的设计创作生涯,并在1960年与川添登①(Noboru Kawazoe)等一起组成代谢派[4]。该派是以具有新陈代谢之意的原生物用语“Metabolism”为名,象征着建筑思想的更新换代。从此之后菊竹清训就致力于构建建筑与城市环境之间的新联系——海上建筑以及集合住宅[5]。到后期虽然代谢主义已经成为了过去式,但是唯独菊竹清训坚持诉说新陈代谢主义在现代存在的意义。

2 菊竹清训的海上城市思想

菊竹清训的建筑思想起源于生活却也超脱了生活。他幼年时的遭遇对思想的形成起了重要的推动作用。从一本讲述建筑师幼年时期生活环境的书——《孩子与住所——50位建筑师的原貌》(仙田满②),能推测出菊竹清训幼年生活在久留米市水天宫附近,旁边流淌着经常洪水泛滥的筑后河。查阅久留米市当地的资料得知,菊竹清训在童年时至少经历过三次大的洪灾[6]。以至于我们现在回顾他的很多作品(Sky House、江户东京博物馆以及久留米市民会馆)都有一个共同的特点,就是将建筑抬高、底层架空或者设立巨大台阶。虽然当时设计时没有明确的表示,但是菊竹清训晚年时经常会提起他在家乡久留米所遭受的可怕洪灾,并且表示希望打造一座可以抵御住洪水猛兽的未来城市。由此可见幼年时期的遭遇对他的设计思想有很大的影响。矶达雄③(Tatsuo Iso)认为“菊竹清训并非是对未来抱有无限希望的乐观主义者,而是预感灾难会导致城市灭亡的末日论者。”[5]虽然灾难会使人产生恐惧,但菊竹清训的选择却是面对灾难并且挑战灾难,这也就成为了他这一生所追寻的建筑理念——与海洋抗争。

2.1 悬空的建筑

菊竹清训对于海洋的斗争分为两种方式——“矛”与“盾”。第一种方式是对于建筑而言的,菊竹清训将建筑设计成为“盾”,使其可以抵挡住洪水猛兽的侵蚀。他探索出了一种由结构柱支撑将底层抬高的建筑模式语言,通过底层的抬高使洪水无法危及建筑内部并能保持建筑结构的安全稳定。1958年建成的Sky House(图1),是菊竹清训30岁时为他和妻子所建造的自宅,也是他首次将该理论付诸于实际设计之中。房屋由四根混凝土立柱支撑到距离地面6m的空中,通过楼梯进入建筑内部,并且将代谢派理论融入其中,将建筑中的厨房、浴室以及洗手间这些附属功能房间做成单体放置在房间的外侧。当单体设备老化时,可以将其进行更换。菊竹清训将可更换的单体称为“Move-net”[7]。

图1 Sky House手绘效果图

在1993年建成的江户东京博物馆(Edo-Tokyo Museum),同样是以四根巨型结构支撑起的巨大展示空间,它的外形犹如一只四足矗立的巨兽[8]。这样的设计使底层出现一个宽75m,长达250m的大广场。如果遇见了紧急情况,这里也可以当做市民的避难场所(图2)。

图2 江户东京博物馆

2.2 漂浮的海上城市

第二种方式则是对于未来城市规划而言,菊竹清训将海上城市规划成为“矛”。使其可以“刺”向海洋。从而使海洋与陆地拥有同样功能,成为人类新的居住家园。菊竹清训所构想的海上城市是将城市建在海洋之中并且脱离地面控制。使其拥有一套自己的内部秩序系统,资源可以自给自足并且有垃圾处理系统。

矶达雄评价菊竹清训的建筑性格为“面向未来,不畏惧任何挑战”[5]。当菊竹清训构思一个从未有概念的海上城市时,并未被这个庞然大物所吓倒,而是从现实中居住的城市入手,类比海洋城市的构成。从1958年菊竹清训逐步总结出海上城市构成的六项基本要素,包括:海上城市的选址、海上城市的整体规划、城市间的联系方式和工具、海上城市中建筑的形式与形制、浮动的地基以及海洋资源利用。最终在1975年日本冲绳海洋博览(International Ocean Exposition Okinawa,Japan)以及摩纳哥浮动的水上城市工程(Monaco Floating Marine City)部分实现了海上城市的实体建造,虽然没有长久地运行下去,但也是对之前构思的海上城市计划进行了实践检验,并且为之后的理论研究提供了更多方向。随着研究的深入以及辅助技术的提升,菊竹清训也与时俱进地提出各要素的更新方案和新模式的构思并努力使多样性的环境更富有人情味[9]。

(1)海上城市——选址

在海洋中建立城市相对于陆地来说会有更多的限制条件。海洋爆发的风暴潮④、灾害海浪、海冰⑤、赤潮⑥和海啸等多种灾难会对海岸周边的人和建筑造成危害[10]。同时海洋灾难的发生率与海底情况、海岸形状以及具体位置也有很大的关系。菊竹清训提出了三点作为海上城市选址的依据,首先,从经济角度出发,选址的海域应接近文化、经济、科技水平发达的国家首都或者在21世纪具有潜力的重要城市周围的海域。其次,从气候情况出发,海域具有稳定的气候和降雨并且较少的受到台风和西印度洋群岛所产生的热带低气压的袭击。第三,从地理位置出发,海域应处于被狭长且广阔的海岸所包围着,能够使海上建筑自由移动并且海域需深300英尺以上。以此标准选择的城市建造位置不仅符合高密度城市疏散需求而且提高了城市对于海洋灾难防护的安全系数。

(2)海上城市——规划

人类的城市必定是以人居住的场所作为整个城市规划建设的核心。但如今的东京北京等高密度人口的大城市,随着物价、房价的上涨,人们都只能居住在远离城市中心的地带,这就与我们建造人类城市的初衷相违背。而海上城市的规划就是将人重新作为城市的核心,将居住空间做成城市的中心。

菊竹清训在1960年首次提出以人类居所为核心的海上城市规划方案。城市主体分为两个环圈(图3),内环为人类的居住空间,外环为附属产业地带。内环与外环之间由一座海拔500m、海面下1000m规模的管理大楼所连接。管理大楼由巨型象浮筒⑦构成,在顶部装有大灯和信息接受天线装置,使其同时兼有灯塔以及通信塔的作用。在管理大楼的一旁则为与其他漂浮城市的交通港口,这里不仅可以停靠轮船和潜水艇,还可以作为直升飞机的停机坪。同时对能源的利用也进行了规划,在内环中央建立一座供人们日常生活的淡水池;在内环与外环之间的水域可以搞海产品养殖供人们食用;在城市的外环装配着太阳能吸收装置以及吸收波浪能的护卫堤,这样不仅可以为城市提供能源[11],而且能降低波浪对于内环居住空间的影响。城市繁衍的原则是,以管理大楼为辐射中心,当城市扩大到它的能源无法再覆盖的范围时,就需要将城市分裂为两部分并建立新管理大楼,以新大楼为核心再生成内外两环。

图3 1960年菊竹清训提出的海上城市规划设想

1963年,菊竹清训认为海上城市不应拘泥于特定的形式并参考了陆地城市规划,提出了一种新的规划模式。城市由多个街区组成,每个街区由多层浮动平台作为基本生活区,并在每个平台上面建有几根圆形塔状建筑。塔状建筑不仅是人类生活工作的空间,而且可以平衡水中的浮力。街区与街区之间通过空中桥梁来连接。这种规划的灵感来源于陆地城市街区之间的联系关系[12]。

1964年菊竹清训在美国参观了竖型的海洋观察船“菲利浦”号,对他的海上城市设想提供了很大的启发,他于1968年提出将海上城市建成竖轴型的装配式结构[13],这样不仅扩展了海洋的空间,而且从结构的角度来看,竖轴型的建筑形式稳定性极强。为了尽可能降低波浪对建筑的影响,只需要将建筑的浮力和重心位置向下设计。建筑与建筑之间用浮动栈桥和空中桥梁连接。竖轴的形式因其稳定性和高容积性也成为了菊竹清训后期研究的重点。

(3)海上城市——浮动平台

浮动平台是建立海上城市的基础。我们设想的所有布局、空间、功能都需要在浮动平台的基础上实现,所以也可以称它为海上的人工土地。浮动平台可以分为两类,分别为浅海区域浮动平台和深海区域浮动平台,两类浮动平台的材料,结构以及外形都有很大的差别。

浅海域的浮动平台:1963年菊竹清训结合东京湾计划⑧(Tokyo Bay Plan)首次提出采用体积巨大的驳船作为浮动基础,驳船具有设备简单、方便制造、船体吃水浅,并且承载量大的特点。将浮动的驳船分割为适当的单元,以此减轻应力。单元的规模应与城市街区相等同,设想尺寸大概为200m×200m×6m[14]。

因为海浪的原因,使得以驳船为基础的浮动平台需要在四周设计巨大的防洪堤。后来菊竹清训提出使用预应力混凝土的开敞式浮动地基(图4)。开敞式地基相较于驳船型的优势在于基本单元的体积仅仅是驳船的四分之一,特殊构造使得减衰波浪的效果大大提升。并且开敞式地基的生产维护保养费用都得到大幅度降低。

图4 开敞式浮动地基

深海域的浮动平台:菊竹清训在1971年夏威夷海上城市方案中提出了深海域平台的基本单元构想——牛奶瓶式计划。基本单元由三个下端很粗的水泥圆柱体按照正三角形的位置,每一个角布置一个与驳船型平台紧密相连,保持平台的稳定性。将这样的基本单元相继连接拼成圆状区域,可以保持整体的稳定性和结构的完整性。深入海底的柱体中配有几个彼此相邻的压舱物的容器和控制中心,类似于美国的“菲利浦”号船。控制中心会根据平台上部荷载和周围海上环境变化,通过计算机控制容器中水与空气的比例使平台平稳。菊竹清训认为用这样的圆柱体搭配驳船的形式可以更好地抵御深海域对建筑的影响。

(4)海上城市——浮动的建筑

海上城市的构想最根本的目的就是在海上建立一处可以供人类生活的场所。对于场所的处理我们需要基于所处的环境条件,将场所内的功能与环境有秩序地协调起来。菊竹清训根据社会学家的启示,从经济、社会以及技术三个方面对城市的构成进行思考,并将这三方面进行相互均衡使海上城市拥有它们各自的特点。这样的新型人工城市由住宅、办公空间、博览馆、旅馆以及娱乐设施等构成。菊竹清训对于这几类建筑的类型以及建造模式进行了详细的介绍。

①住宅空间。菊竹清训提出用帆来组成人类生活的空间单元。平台为正三角形,中间立有主桅杆高100m,由三张帆将桅杆围住构成一个可以容纳1万人的生活单元,用合成树脂涂抹在帆与帆之间可以抵御外部气流对建筑内部环境的影响。内部空间被混凝土构造分为两部分,上部主要作为居住空间,下部为必要的辅助空间包括商店、学校以及娱乐场所。六个基础正三角形单元构成一个城市的单位——移动大楼,再将六个移动大楼组合成一个大的建筑群,中间围合着中央广场,广场中配套着学校、剧院、艺术馆等公共设施。当人数增加时,可以新建建筑群,当人数减少时,可以将围合广场的移动大楼减少,旧的部分沉入海底。这种方式也契合了菊竹清训一直倡导的新陈代谢理论[15]。

②浮动旅馆。菊竹清训设想浮动旅馆建立在方形的平台之上,中间是多层交错的花园庭院,周围配置着高低错落的圆形客房。旅馆中的宴会厅、停车场、赌场以及服务处都集中在底层,三层以上基本都是客房。为了可以让入住到旅馆的顾客有更好的体验,他将圆形客房设计成旋转的模式,大约8~9个小时旋转一次。由于客房旋转时,中庭的瀑布、树木以及水池也跟着一起旋转。向外可以看到广阔的海面与天空,向内看到静止的庭院与远处的海面随着时间变化在旋转,给客人一种全新的住宿体验。

3 海上未来城市设想实践

1975年借冲绳归还日本的纪念活动,日本决定召开海洋博览会。菊竹清训作为主要负责人提议将海上城市设想作为博览会的设计原型,将海洋博览馆做成缩小版的海上城市。博览馆内部实现自给自足,并配有污水处理以及海水淡化设备。外部由联络桥、船舶以及直升飞机作为展览馆的交通方式。

海洋博览馆作为日本政府的展出会馆与世人相见。它由钢铁制成,结构采用半潜水浮游式海洋结构体,主体由16根钢柱支撑三层甲板的结构,总体量为长100m高32m的大四方体[16],它的规模足以和陆上城市中的街区所媲美。底部四边各由一艘潜水艇支撑,使其能够漂浮于海面之上。展馆的浮动平台是将菊竹清训早期提出的驳船式与圆柱筒式相结合的新模式。在展览期间海洋博览馆与陆地通过桥梁连接,但当发生暴风时,需要将展馆移动到距离岸边200m,吃水20m处,避免发生沉船事故。这样看来,只有在暴风的天气下展览馆才能成为真正意义上的海上城市。

参观者可以通过桥梁、游艇和直升飞机三种形式到达展览馆的入口。菊竹清训在入口提出了一种新型的参观模式——多选择动线计划。在入口处放置一个导游示意图,上面会显示各个场馆的特点和路线,并配有场馆的拥挤程度,使游客对场馆的内容和情况一目了然。让游客对场馆和参观路线进行设计,这样使游览的过程更加自由,也可以在游览的过程中产生更多的乐趣。

海洋博览会结束之后,展览馆被拖回冲绳作为公园内部的一处观光场所,直到1993年闭馆。博览会结束后菊竹清训其实也对海洋博览馆的去向提出了很多的提议,比如作为石油的勘探基地、巡回各地的展览场馆、海洋研究基地、沿海地区受灾场所的临时救助站等等,但是因为种种原因都没有实现。闭馆之后场馆的所有权一再易手,最终于2000年10月23日,展览馆还是被拖船拖往了中国上海进行解体处理,见证这一刻的除了媒体人以外寥寥无几。在附近久居的老人惋惜地嘟囔道:“它明明是未来的象征”。

结语

菊竹清训是第二次世界大战之后日本最代表性的建筑家之一,为21世界的未来海上建筑指明了方向。他是日本当代建筑的启蒙大师,新陈代谢派的带头人,其成就不容小觑。关于建筑风格,架空建筑的理论以及海上城市构思,源于他童年所遭受的洪水灾害影响。他将童年的经历作为自己设计创作的灵感来源,并以影响社会的建筑作为自己的设计信条。他的一生都在追寻海上城市,并在1975年的冲绳海洋博览馆上初步实现了城市向海洋文明扩展的幻想。菊竹清训的海上城市理念是具有开拓性的,超越他所处的时代,为未来建筑的发展奠定了坚实的基础。建筑师原广司(Hiroshi Hara)曾经评价菊竹清训:“他会跨越美的建筑,挑战令人畏惧的建筑”[5]。

资料来源:

图1~2:矶达雄,文. 菊竹清训:日本当代建筑的启蒙导师[M]. 华中科技大学出版社,2016.12,154;

图3~4:作者自绘。

注释

① 川添登(Noboru Kawazoe),1926年-2015年,是日本的建筑和城市评论家,1960年参与新陈代谢派的形成。

② 仙田满(Mitsuru Senda),1941年出生于日本。环境建筑师,原日本建筑协会会长东京工业大学名誉教授。

③ 矶达雄(Tatsuo Lso),1963年出生于埼玉县。1988年毕业于名古屋大学工学系建筑专业。与人合著《后现代建筑巡礼》《我们梦想的未来城市》等。

④ 风暴潮,一种灾害性的自然现象。由于剧烈的大气扰动,如强风和气压骤变(通常指台风和温带气旋等灾害性天气系统)导致海水异常升降。

⑤ 海冰,淡水冰晶、“卤水”和含有盐分的气泡混合体,包括来自大陆的淡水冰(冰川和河冰)和由海水直接冻结而成的咸水冰。

⑥ 赤潮,又称红潮,国际上也称其为“有害藻类”或“红色幽灵”。是在特定的环境条件下,海水中某些浮游植物、原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种有害生态现象。

⑦ 象浮筒,通过吹塑工艺加工而成,可漂浮在水面上,它采用强韧高分子聚乙烯等材料制成,具有良好的抗侯性及抗冲击破坏性,能防紫外线、防冻、抗海水化学剂油渍等侵蚀。

⑧ 东京湾计划,由建筑师丹下健三提出,以一条横跨东京湾的海上高架高速公路系统的中脊结构为主体,拓展出一片漂浮的海上巨构城市。

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