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2017年9月30日 星期六

關於Zaha 建築展的一點筆記 - 背景

Zaha最引人矚目的就是造型。為了瞭解其背景,我覺得可以先談一下建築外殼演進的歷史, 這我上周建築皮層課程有帶過。傳統建築建築的外殼通常就是結構系統的一部份, 因此立面的構成元素就是牆、柱、樑和開口。開口又由窗台、窗(門)楣以及開口的邊框與上蓋等元素構成, 這些元素原本都有材料、構造、工程及功能上的因緣, 經過沿襲承續之後成為裝飾的元素。這種把建築結構、構造及工程作為建築立面形式主體的作法在文藝復興乃至於巴洛克建築發展到一個極致, 乃至於柱樑等結構元件都成了建築立面的裝飾元素, 很多都脫離了原本結構的意義, 而許多形式特徵原是承襲自木構造與磚石結構在工程上必要的細部, 也脫離了構造的目的而成為立面裝飾的元素。

現代建築由於材料、結構技術以及空間的使用方式的演進, 把建築外殼與結構系統脫離之後在設計上產生了很多的可能性, 對景觀、採光、通風、造型等等都變得更自由, 因此產生了帷幕的概念, 算是建築物的skin, 建築的外殼脫離了作為結構系統一部份的角色, 因此可以有大面積、水平的開窗, 梁柱等結構元素不必成為立面主要的特徵, 同時某種程度的脫離直線與直角的束縛。這算是ZAHA前一代與前前一代國際樣式建築大師們面對的時代背景。

二十世紀現代建築皮層從結構解脫, 但無法完全脫離直線、圓弧與直角, 比較淺層的解釋就是繪圖與施工技術問題, 深層的解釋就是資訊處理。建築皮層雖然從結構系統解脫出來, 但在設計與工程上還是面臨一個重大的限制, 就是資訊處理的技術。資訊必須付出代價, 做任何事情如果需要處理的資訊越少, 那麼代價就越低, 反之如果需要處理的資訊超乎我們的能力, 那麼事情就做不成。因為對稱性的關係, 直線與圓弧在資訊上是很簡約的(曲率不變, 是一種對稱性), 角度則以360度的簡單整數能夠整除為原則, 例如180, 120, 90, 60, 45 等等, 這些不只是跟建築師畫圖有關, 影響更大的是工人在工地如何放樣, 工廠如何製造的問題。... 這些都是ZAHA的前一代, 或前前代建築師面臨的問題。GAUDI是特例, 因為他是奇葩, 只有真正能夠整合設計、結構與工程的建築師才作得到, 建築史上最值得注意的有兩位, 除了GAUDI之外就是Brunelleschi (https://en.wikipedia.org/wiki/Filippo_Brunelleschi)。

曲線曲面的設計與工程需要克服的關鍵問題就是製圖、放樣、製造與施工的技術。其在工程界的應用需要關注一個重要事件, 就是1962年法國雷諾汽車公司工程師Bezier發表曲線的放樣方法 (Bezier curve https://en.wikipedia.org/wiki/B%C3%A9zier_curve) 。而法國Citron汽車公司的工程師 Paul de Casteljau 也於1959年使用De Castaljau算法進行數值分析。電腦圖學技術的應用開啟了曲線曲面繪圖以及工程放樣技術的新紀元。二十世紀80年代開始陸續許多建築師應用電腦繪圖技術設計了許多曲線曲面的建築物, 造型與結構、工程乃至於建築性能的整合則可以說是蹣跚前行, 產生了許多值得討論乃至於爭議的問題。隨著資訊技術的前進, 以及其所引發建築產業結構的變革,2010年以後,這些問題已經聚焦於實現技術的開發與實踐。或許可以說這也是Zaha創造許多建築設計的背景。


zaha 展覽筆記

  Zaha展覽中這一系列模型似乎是在探討造型產生的方法。我認為是跟GAUDI的方法有關, 底部是多邊形, 然後旋轉同時拉伸。GAUDI採取的是連續的旋轉拉伸, Zaha則是離散的 (descrete), 也可以說是數位時代的反應吧。這在幾何上或許可以稱為discrete rotational extrusion. 基本上是以一個多邊形開始, 向上拉伸同時旋轉, 到一個特定高度與角度之後定格, 然後和先前的多邊形做直線連結, 然後再向上拉伸同時旋轉, 做出另一段的量體。GAUDI也做過類似的設計, 不過是採取連續的拉伸與旋轉, 因此可以稱為continuous rotational extrusion. GAUDI 還會把兩相反方向旋轉拉伸出來的量體做交集來設計出最後的造型, 可以參考 ( https://designcomputing2016.wordpress.com/2016/02/28/gaudi-columns-ceren-gocmen/ ) (https://vimeo.com/66331245)
的說明。至於當年GAUDI如何在沒有電腦的前提下繪製圖面, 製作模型, 工人如何放樣, 定位與施工 則是非常了不起的, 證明GAUDI是整合設計與施工的絕代高手。