大褲衩、鳥巢、巨蛋……美哉?丑哉?| 李海(858)

     

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(總第858期)

大褲衩、鳥巢、巨蛋……美哉?丑哉?

——一個機械學人淺議公共建筑設計中的謬弊

文/李海

? ? ? 叉腿歪頭的央視大褲衩

  坐落在東三環的央視玻璃大樓是新世紀的產物,由于它造型怪異,人們給起了個“大褲衩”的齪號,也有叫“大雞腿”,更有甚者引據歐洲某書說主配樓組合含有色情的含意,這就更離譜了。總之,從未聽到贊揚之聲,全是質疑和貶意之詞。

  之所以如此,說明從百姓到專家心中有一個原則標準;那就是央視是黨和國家的喉舌,是全國媒體的引領者。它的建筑形象應該是穩健大方,莊重而明快,作為電視標志的天線塔造型現代直指藍天;與首都其他國家級建筑協調匹配;這些在大褲衩上全無體現。打個比方,就好像一個位高權重的人,卻在那里叉開兩腿歪著腦袋向公眾大喊大叫,公眾會尊重他嗎?看來,央視內外形象都不能讓人民滿意。

  我們的重點是討論央視的建筑,它的問題主要有以下幾點:

  1.建筑總的結構佈局挑戰靜力平衡的基本力學原理

  大褲衩的主體結構是兩條前傾的直腿式高層樓體及在其頂部用一大體量的直角形外懸式樓體連接,給人的視覺就是一個“懸“字。實際上也確實如此;這一結構的荒謬之處在于它公然挑戰靜力平衡的基本力學原理,建筑主體重心外移,人為地造成一種不穩定狀態。其實質是為了追求外形的怪異而公然與科學作對;設計者的指導思想有主觀唯心主義傾向。當然也反映出審批和決策者者浮躁無知。這種大體量前傾和外懸結構使大樓的結構力學狀況嚴重惡化,對此單獨論述。

  2.結構應力復雜化—嚴重惡化

  按我的理解,巨型建筑的載荷主要是它的自重和固定設備產生的垂直壓力(然后再考慮水平方向的風壓及災害等載荷),這種壓力載荷應該力求均勻地分布在所有的支撐構件并與其他方向構件及載荷綜合形成均衡合理的復雜應力狀態。但是大褲衩的設計,把這一要求給破壞了。使偏向外懸一側的支撐立柱壓力載荷大幅度增加,而背向外懸一側的立柱反而增加了拉力載荷;使壓力大幅度變小。這造成同一水平截面的應力分配不均,無論對結構設計或建筑的長壽穩定都是極其不利的。為了遷就應力大的部分,其他部分在材料上將造成很大浪費。

  為了解決重心外移問題,必然要在外懸的反方向的基礎部分加設配重建筑元素,這進一步加大了材料的浪費。而且,立柱根部拐角處的應力狀況惡化。我真懷疑這位大建造師的工程力學基礎水平!?

  我這里不是說在建筑上不可以采用外懸結構;人民大會堂萬人禮堂的二和三樓層就是懸在人的頭上看不到柱子支撐,但它是用一組雙支樑的外伸端托起(或說挑起)整個樓層;而在它背后雙支樑主體以自己的強大自重和前廳建筑的更多載荷平衡了外伸端的力矩,整個建筑保持了高度穩定,與大褲衩的外懸根本不是一回事。

  3.整體傾斜的樓體與人們正常直立活動的矛盾

  作為建筑使用者主體的人不可能遷就傾斜的生活工作空間,他仍然要直立活動;電梯運行軌道要垂直,設備要垂直,內部隔墻等構造要垂直。這就和建筑的主體結構發生矛盾,造成設計上的困難和許多不合理的遷就性連接及遐疵。

  4.前傾的玻璃幕墻脫落危險度增加,清洗難度加大。整個建筑應對地震災害能力很差。

 5.無法合理有效設置天線設備,其標志性特色大為降低。

  碰巧的是,大褲衩火災剛復幾年,其不遠處就建起新的北京電視臺大樓,設計理念—功能結構—外觀形象均超央視,形成強烈對比,大褲衩成了反面教材,真讓人遺憾不止!

  ? 怪誕的大籠子——鳥巢

  北京奧運會主體育場“鳥巢”從設計到完工使用,被吹的神乎其神,然而隨著時光流逝,成千上萬參觀者(包括本人)審視,并未留下什么科學的“高度評價”,覺得造型雖屬一時新穎但其內部結構的綜合適用性和舒適度非常一般,印象最深的是這個籠子實在過于龐大和浪費,可又有什么用呢?

  工業設計最重要的目標原則是外觀和功能的有機統一,萬人大型體育場的比賽和觀賞功能決定了它的造型基本上是浴盆的造型架構。中國人在“盆”上有很豐富的造型經驗,在工藝上又有木盆—磁盆—金屬盆之分,盆的環形外立面可以有很寬的想象空間,有豐富的民族造型元素可供選擇。在中國“盆”還有聚寶盆之說,也正好符合人民期盼國富民強之心愿。我還聯想到中國特有的“元寶”,它的外立面完全適合盆的造型,按照統一與變化的原則;以金黃色為主調的加以重點修飾加周期性變化的巨型環形建筑該是多么豪放和富貴。但卻被某個西方建筑師一個怪誕的鳥巢創意給擠掉了,框死了;鳥巢喻義什么?頂多就是世界各國的鳥兒飛來參賽吧,可“巢”的自然功能是休息之所,總之喻義很窄且牽強,沒有反映中國人的核心愿望。

  由于鳥巢的外立面只能是雜亂的無規律樹枝狀造型,這就和環狀建筑的功能形成很大的矛盾。結果只能是做一個鳥籠的外殼套在盆狀建筑的外面。體育場館的環狀建筑是有巨大建筑容積的階梯狀多層建筑,它包含了體育比賽管理-訓練-教學-準備-休閑-接待-公共體育事業運營等好多功能,是珍貴的公共體育財富。鳥巢籠子一套,可把里邊的建筑給毀了,我看到這個巨大的環形建筑被密集的雜亂陰影所覆蓋,無法展示自己的宏偉,環境陰冷,連樓梯都外露笨拙,整體帔以中國紅色調,我從館的北門進去感到四面冷風嗖嗖,門廊簡陋,地面石板粗糟,與我心中的大氣-豪放-精致等要求形成很大的反差。

  也更由于鳥巢的外立面是雜亂無章的造型,它就無法適應環狀建筑的結構與力學要求,被它套住的建筑只得另起爐灶,單搞一個內衣式的巨型場館設計再被迫搞一點與外套的連接,真是太委屈它了。也太不近情理和浪費了。

  還是由于鳥巢的雜亂無章的造型,造成它無法遵循建筑結構力學和材料力學的科學規范,起關鍵支撐作用的垂直方向桿柱(它的側視為外傾上彎)無法按規律設置,水平方向不能正式連接,只有采用大量傾斜度各異的桿件連接,這就造成了應力分布的極大不均,產生許多無用的冗桿,反倒成為建筑載荷的負擔。至于給設計和制造安裝造成的困難就更無法計算了。

  附帶說一下鳥巢的火炬設計;奧運火炬是奧運的象征,它含有神圣的對人類體育崇拜和鼓舞意義,歷來的奧運會都設有莊嚴高峻的火炬塔并與主場館相互襯托。但在鳥巢這成了難題,火炬怎么能與鳥巢和諧匹配呢?于是莊嚴的奧運火炬就變成了掛在館內屋緣上的一個蠟燭,充其量不過照明而已。火炬設計成卷紙樣,平日放倒在屋頂上,沒有任何造型展示意義,當時被媒體大勢贊揚,實際背離了奧運火炬的原旨意。

  綜上所述,鳥巢在設計上謬誤甚多,決策上顯得浮躁,文物歷史價值一般,沒有表現出中國人民的傳統文化和富強崛起的宏愿,只有一時的新奇(或獵奇)效果,總體上不是一個好的設計。

  ? 半橢球形巨蛋的國家大劇院

  國家大劇院是國家最高的藝術殿堂,像我們這樣的大國,它應該是非常莊重,高大,充滿民族文化元素和豪華的讓人仰望和欣賞不已的藝術性公共建筑;試問巨蛋給你這個感覺了嗎?巨蛋連國家大劇院這一響亮的標牌都沒處懸掛,只能放路邊人行道旁下沉入口與地面平齊的很不顯眼的地方,這是國家級標識的正常安放位置嗎?

  與鳥巢思路一樣,巨蛋也是給國家劇院罩了一個玻璃外殼,它比鳥巢強的地方是采光好一些,同時它的外殼支撐鋼架結構按幾何規律均勻分布,多數構件相同且重復,為設計和制作提供了方便有利的條件。但是因為有了這個超現代化的外殼,里面的三個劇場的外觀造型設計就很難有施展的余地了,只能按功能設置,造型一般。整個殼內的空間利用被弄得很亂,多處的自動滾梯給人的感覺像是進入購物城的迷宮,藝術的整體感被削弱了。

  巨蛋造型如果用在某個現代商業城市,未嘗不可;但用于首都國家大劇院顯然不合適。而且巨蛋與悉尼歌劇院的夸張而浪漫的造型效果無法相比,想象空間十分有限。當時國內多家知名設計院和大學提供了具有世界建筑藝術視野和溶合民族文化元素的方案,都被這個巨蛋給擠掉了。

  巨蛋造型與天安門和長安街的古都風格很不諧調,有人老拿法國盧浮宮前新加的由貝律銘設計的玻璃金字塔來辯護,試問這個小的玻璃塔取代盧浮宮的藝術建筑主體了嗎?它增加原有建筑藝術的美感了嗎?沒有!中國人民只是寬容和無奈地接受了巨蛋存在的現實。

  ? 戴椎體紅帽子的上海世博會中國館

  奧運會數年后的上海世博會又一次帶給中國人民巨大的榮耀和機遇,但作為主辦國自己的展館卻不盡如人意。整個館的造型顯得粗笨單調,加以整體涂成深中國紅又缺乏裝飾元素的調節和變化,與南方明快的綠色環境和現代展覽主題很不諧調。

  展館的形體構成是巨大的方形柱體上方頂著一個倒四棱錐體大帽子,四棱錐面似仿古建筑的斗拱樣做成階梯形但沒有斗拱的支撐感和裝飾感。我覺得,設計者是在建筑的民族性和現代性的簡潔特征矛盾中掙扎著,而未能找到合適的答案。

  對于展館內部的設計,本文就不加議論了。

  ? 穿西服戴瓜皮小帽的北京西客站

  作為59年共和國十年大慶北京十大建筑的北京站建成使用二十多年后;開工建設的北京西客站,人們對他寄予厚望。

  西客站確實增加了一些現代設計成分,如汽車直上二樓大廳的弧形彎道,寬大的多功能地下廳與出租車登車站,預留的地鐵連站空間,更易于快速疏散到站旅客的東西雙出口,還有站前東西向馬路的地下快速通道都是優于北京站的地方。但是人們還是覺得它遠不如北京站莊嚴漂亮,而且站前總是那么零亂沒有一個成形的廣場。

  為什么?是西客站最重要的正立面及環境設計不理想。

  西客站站樓主體沒有采用北京站的對稱式建筑,其向西延伸部分拉的很長,加上主立面設計缺少大的通窗和藝術裝飾,顏色暗淡,與當時的一般老式寫字樓沒有明顯的區別(事實上,居然在站樓內設計了車站旅館),人們就覺得它不像車站了。

  西客站設計最大的敗筆是它頂部的空中懸閣(亭),可能設計者自己感到諾大的火車站頂部太過平庸,沒有特色和標飾,于是就在頂部臨空通道的上方架起了一個有古建特色的鋼鐵亭子。這個亭子形體巨大位置孤獨單薄,其下方留出一個巨大的風洞,任憑北方冷風吹襲。但卻沒有任何有用的功能,其結構連個時鐘都不宜裝設。形象點說,就像一個身穿不太規范西服的土豪頭上戴著一頂瓜皮小帽,顯得不倫不類。這里,讀者請原諒評者的苛刻。

  ? 沒有更奇只有更怪的建筑

  為了克服城市建筑上的單調簡陋,更好地適應人們的生活質量和情趣,建筑師和建設者作了很大的努力,成績巨大。但也搞出了一些奇異的建筑,舉例如下:

  1.??? 龍頭大廈

  與奧運中心建設同時,在它的西側隔一條馬路由北向南建起了一組條形大樓,是配套的高檔酒店,名稱“盤古大觀”。在樓的最南端頂部突然用與樓同樣的寬度以曲線輪廓形式向上延伸形成了一段曲線形高層樓體,顯得十分怪異和突出。起初我以為它像征奧運圣火冉冉向上,可又覺不像,經人啟發方知是龍頭造型,但沒有龍頭威猛強悍鋒銳的特征,顯得圓潤溫和,龍臉的兩側設巨型屏幕,播放各種文宣廣告。這個設計喻義(先不說該喻義是否必要)的效果沒有達到,周圍群眾對這一笨重的龍頭并無好感,反倒對巨型廣告沒日沒夜播放產生的光污染意見不少。再看一下曲線樓面的施工難度和建筑容積率的低下,真有得不償失之感。

  2.??? 大曲面寫字樓

  在國內超大城市,出現了一些大曲面寫字樓,曲面的隨意性很大,我懷疑它是否有足夠的科學論證依據。有的看上去像窩頭樣的玻璃山丘,有的仿生怪異。總的特點是;玻璃外墻全覆蓋,采光可以,建筑容積率低,邊角面積難以有效使用。大量的尺寸各異的彎曲構件和玻璃配件設計量大,施工和維修困難,建筑成本加大而實際效果有限,與標準化漸行漸遠。我認為,除了個別有特殊意義的藝術性建筑,不可輕易采用大曲面方案。

  3.??? 棗核形,倒玉米,銅錢形大樓

  據說在國內某些二線城市,出現了豎立棗核形,倒立玉米棒形及銅錢形(孔方兄)高樓,增加了城市建筑活躍氣氛。前兩種都是旋轉體,造型不算復雜。而立放的銅錢形高樓則形體單薄;與地面接觸面小。它們總的特點是頭重腳輕,穩定性差,雖然形體對稱重心在基面居中,但經受不住地震的搖晃和巨風的側壓力,整體穩定性很差。為了解決這個問題,必須強化與地基處的連接,增加它的抗彎性能。盡管如此,仍然違反了大型建筑的穩定性嚴格要求,在視覺心理上和事實上產生不安全感,是一種冒險的設計,不宜復制采用。

建筑設計中的佼佼者

  本文重點討論了建筑設計中的毛病,但廣大建筑設計者的優秀成果和業績足筆者也是肯定的,可以說優質設計不勝枚舉。

  就在奧運中心區內;下沉式地下街的整體設計很突出,在地面以上,人們飽覽現代體育建筑的宏偉之余,一不留神之間就走入了一個精致的下沉世界,那里有模擬四合院的優雅環境,廻廊和小溪,表現北京文化的鼓陣和護衛北京的鐵騎銅雕,這種空間安排和時差意境的設計創意絕佳,讓人流連忘返。

  還有奧運公園南面新建的觀覽塔,打破了一般塔形建筑的傳統格式,用現代材料制成大小并靠挺拔的主桿,上方在不同高度托出幾個大小不一的觀覽臺(廳),就像站立的少女手托花盤迎接四方來客。同時不同高度的平臺設置,也為將來開展高臺跳傘運動提供了絕好的條件,體育功能和游覽觀賞完美結合。

  還有北京南站打破了以往車站的設計理念,采用以人為本的現代化設計,充分發揮現代建筑材料的優勢,造成了宏偉-明快-方便-快捷的站房空間,與中國高鐵的發展形成了完整和諧的配套建筑,真是中國工程師的榮耀。

  中國的優秀建筑設計,不勝枚舉,作者眼見有限,就不一一列舉了。

  本文到此,算是告一段落。文中如有不準確甚至傷及某些個人——群體——行業的地方,希望大家能就事論事,以國家事業為重,鄭重思考,寬容而自由地研討,把今后的工作做得更好。

?作者手記:

  筆者上大學的專業是軋鋼,但一生工作的主業卻是“畫法幾何與機械制圖“的教學。八十年代以后,這個學科的內涵和范圍進一步拓寬,就統稱“工程圖學“。80年代中期,工業美學-造型設計的學術活動迅速啟動和展開,

? ? 筆者以工程圖學會會員和高校教師身份積極參加了這一工作,并先后發表了《關于重型機械造型設計的探討》和《論黑色冶金工業中的技術美學問題》在一級專業刊物“重型機械”和“鋼鐵”刊載。對這兩個傳統上忽視造型和美學的工業領域起到了一點呼喚和推動作用。

我退休以后,對工業美學的注意力不減,對耳聞目睹的諸多現象及散評都刻記在心。反復思考,覺得應該以:誠心為國,秉公議評,不迷信權威,不護短守成,科學分析為據,不搞門戶論爭,實話實說,務實求真,列數經驗教訓以利今后健康發展為基點,提出自己的看法意見,于是就有了上面這篇文章。——李海

(原標題為《一個機械學人淺議公共建筑設計中的謬弊》,本文發表時略有刪節)

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