meltlilith:ETH建筑游历一 传奇组合Miller and Maranta

ETH的全称是Die Eidgen?0?2ssische Technische Hochschule Zürich，翻译成中文是苏黎世联邦理工学院，获得诺贝奖的人不在少数，而建筑学专业更是大师云集。早些时候有怪才阿尔多罗西总掌全局，他受到胡塞尔现象学的影响，通过自己对建筑的理解，形成了一套自己的理论，随后的Luigi Snozzi，Fabio Reinhart都多多少少继承了罗西，第二代的佼佼者诸如赫尔佐格，德梅隆，祖母特，Diener&Diener以及他们影响下的Oligiati，Miller and Maranta，Kerez，Gigon and Guyer等等，他们已经形成了一个比较清晰地建筑设计流派。首先，他们都是先着手于建筑理论，有很明确的设计理念甚至是自我的设计哲学，这套哲学体系被他们用一生的时间完善和实践，阿尔多罗西就是很明显的例子。因此他们不会为了甲方而做建筑，他们的作品是思维与审美高度集中并且凝固之后的产物，是建筑艺术的较高层次，对于他们的建筑美学的理解，不能用世俗的漂亮与丑去衡量，越深入研究，细细品味，越能感受那种至上纯净的建筑美。其次，这里的建筑大师要和那些商业化的明星建筑师有所区分，在他们当中除了赫尔佐格和德梅隆外，大部分建筑师的设计作品都不多，但却非常精。他们的作品可以代表当代瑞士建筑设计的总体风格：其貌不扬，内涵丰富；空间完美，结构精良。Miller and Maranta, Switzerland这是一对非常低调的建筑师，直到现在我还不清楚他们的样子，均毕业于ETH。a）Volta School，Basel

总平面

平面

平面，剖面，可以看出，整个学校放在的体育馆上面，结构上用了预应力的墙。




成名作是Volta School，Basel（Volta学校，巴塞尔），这座学校从外表上讲没有任何吸引人的地方，但恰恰就是这个其貌不扬的学校，让这两位建筑师在欧洲建筑界有了一席之地。这个学校把整个四层的教学楼放在一个体育馆上，采用了预应力的墙作为承重体系，更重要的是因为结构的需要，建筑师设计了4个庭院，并让这四个庭院和被分割承重墙完美结合起来，是艺术和技术愉快合作的典范。中国的学者在豆瓣上专题分析过这个建筑作品，连接如下：http://www.douban.com/note/148032786/



b) Villa Garbald, Castasegna （Garbald别墅，卡斯塔塞尼亚，瑞士）我的母校德国包豪斯大学建筑学院建筑构造教研室的老师们经过努力，对Miller and Maranta的4个建筑进行了构造分析，诠释了他们的经典建筑语汇----Sichtbeton
下篇：ETH 建筑游历二 建筑怪才Peter Maerkli
结构和建筑：相遇、同行又分开——说一只教学楼
2011-04-28 19:50:36

Volta Schulhaus，Basel，建筑师：Miller&Maranta，结构师：Juerg Conzett
这是一座外表看起来普普通通的教学楼，5层高，走近了还会看见地下有个体育馆。水泥外墙和金属窗框带有强烈的工业感，略显冰冷，但却是一个类比周边，照顾氛围的好例子。这个楼就是Volta Schulhaus，在大Basel北部的工业区，可以说是Miller & Maranta最为人所知的作品。
立面上下结构不对位
但对于我个人而言，这个立面存在着反常之处。上下层的柱子并不对位，这是反常规的做法，或者是特殊结构的表达。但可以确定的是这预示了内部空间的变化，需要深入的阅读。【城市考虑】
Miller&Maranta首先碰到的问题是建筑体量。从城市的角度，建筑要连接东北的工业建筑和西南典型的Basel联排住宅。所以关键是占住基地的东南角，并延续北面工业用房的体量。M&M在这使用了一个非常简单的方形体量。 基地尺寸有40米*35米。这就等于放弃了做一个进深15-20米的普通教学楼。为了照顾内部的采光，M&M在体量中间开了四个采光井。
40米*35米的基地

M&M最终确定的建筑体量
平立剖基本信息
标准层平面

首层平面

剖面
【结构的介入】 教室和体育馆的关系是一个讨论的重点。前者小空间，可以做小跨度；后者大空间，一定要大跨度。简单的解决方法是把两者分开做，各自做结构。
教室体育馆分开布置。例子：Botta在Chiasso的中学
或者像Leutschenbach一样，大空间在上，小空间在下。通常的解决方案是“下面柱网上面大跨”，这也正是Christian Kerez早期模型所显示的。但是后来由于不可知的原因，CK和Joseph Schwartz用牛刀宰鸡，通体巨构，玻璃也逃到了结构之内（随之带来了一系列保温层和结构交接的问题）。在我看来，这有过度表达结构的嫌疑。
教室在下，体育馆在上。例子：Kerez的Leutschenbach学校
但在M&M这个案子里，基地下面有个大坑，原来是放储油罐的，很自然的会想到把体育馆做在这，但结构上就意味着大空间在下，小空间在上，增加技术难度。M&M可以选择上下全做大跨度结构，上面的教室可以自由布置，但M&M要坚持“结构和空间互动”的原则，一定要上面小空间结构，下面大空间结构。更严格的原则是“结构要限定空间”。
教室在上，体育馆在下。本案
【建筑与结构互动】 由于上面两条苛刻的原则，限定体育馆的两堵墙变成了上面仅有的支撑。上面的教室被一品品可以悬挑的墙所限定，这些墙贯穿4层，高15米，长40米，跨28米，挑12米。但由于采光井的存在，楼板要开洞；由于走廊的存在，墙要被通高打断。这些都增加了结构难度。但M&M和Juerg Conzett讨论了开洞的位置，以协调楼板里预应力钢筋微妙的通道，以及构件的平衡。最终通过“墙梁体系”实现了双方的构想。我们完全可以想象这其中建筑师和工程师的合作会密切到何种程度。墙体的打断，不同难度结构解决方案对比
完整的墙和楼板

楼板开洞（采光井）

墙体断开（走廊）
外力分析
Structure as Space中的外力分析

墙体内力分析
墙体在建筑中位置

墙体尺寸

墙体拉压趋势

主要拉力走向即预应力钢筋位置
楼板内力分析
楼板位置

楼板尺寸

墙体在楼板上的投影

楼板拉力走向

楼板配筋位置
【结构和建筑的独立工作】 在这之后，M&M要考虑建筑内外的氛围：这要通过材料，开窗尺寸去实现；接下来要考虑如何在建造上实现上述做法：外挂的混凝土饰面，夹在中间的保温层，窗框和保温的交接等等。而Conzett要考虑的问题是具体的混凝土标号，配筋的位置和尺寸，预应力钢筋的先张后张等等。 在墙体布置完成的瞬间，结构和建筑的工作其实就分开了。这之后当然还有当然还会尺寸上的协调以及伴随而来的各种反复，但“建筑方案设计”和“结构概念设计”上的互动就结束了。【知识上在何处分开】 实现这种高水准的合作，无疑需要建筑结构双方都互懂对方的知识，但问题是懂到何处，如何确定知识分开的临界点？作为建筑学学生，我只能说清在结构的路上要走到何处：弄懂“结构的布置”离不开“构件间外力”，和“构件内力”的分析，这一切的最终目的是清楚力流走向，然后“设计力流”，和结构方面的思考方式挂钩。有了力流的走向就可以“划分构件”，比如做墙就知道预应力筋的走向，做桁架就可以知道拉压杆的布置。 在刚才所有描述结构的关键词中，没提到的恰恰是最常见的是“结构体系”：梁柱、拱、悬索，这些是“面向知识分类”的话语。而如果“面向解决问题”，需要的是知道力如何走，如何在力流上给材料。把这些总结成关键词就是“力流设计”和“构件划分”。【力流设计与构件划分】 关于“力流设计”，在瑞士学校会有相关的建筑学课程，由工程师开设：ETH的研究生结构设计课1&2，由Joseph Schwartz主讲。USI的结构课5&6，由Monotti主讲。但值得注意的是这都是“设计课”，要“设计”，要“分析案例”；不是计算课，学简支梁配筋计算，或是砖柱的失稳验算。瑞士的系统好，但国内的建筑学结构教学也同样有所作为，比如华东高校的建筑系一直有着参加结构设计大赛的传统。 在这种教学体系下走出的瑞士明星建筑师，多半都有良好的结构素质：Miller，Kerez不胜枚举。但值得注意的是这种素质体现在从结构的角度修改建筑设计，而非与结构师有深度的共同语言。所以某种程度上讲，知道“实现同等荷载，木要比钢重量轻”，或者考一个结构二注并非瑞士明星建筑师的必须。 关于“构件划分”，至今并无任何课程可以打通这个关节，可能只能通过设计中的反复锤炼。这是个耐人寻味的话题，需要另开篇幅讨论。【建筑师的结构意识】 到头来，“力流设计”和“构件划分”是要解决如何设计结构的问题，这是建筑师的结构意识的重要组成部分。比如墙受弯的传统原理，在新的时代里，瑞士建筑师们用混凝土做了多次精彩的演绎。墙受弯原理解释
Juerg Conzett 在 《Structure as Space》中对该原理的解释

该原理最简单的情况
案例一：墙的水平变形
原理层面的变形

实例：一墙之宅
案例二：墙的水平移动
原理层面的变形

实例：Voltra Schulhaus
案例三：墙的竖直移动
原理层面的变形

实例：Chur某办公楼
案例四：墙的空间移动
原理层面的变形

实例：Kerez自宅
结构意识另外一个重要方面是“表达”。诚实或者不诚实，这是建筑师的个人选择。诗意或者不诗意，这是建筑师的个人素养。说清楚这种极其个人化、案例化的事情，不是这篇短文的目的。ps1：本文只希望在“结构设计”这个大问题上切一张剖面，而关于“结构表达”，拙作《读EL145有感》http://www.douban.com/note/126363415/ 试图寻找另一张剖面。ps2：“准确详尽”的“结构分析”并非这一系列文章的初衷。ps3: 结构模型：http://www.douban.com/photos/album/52024150/参考书目：1.《Structure as Space》http://book.douban.com/subject/2655389/2.《建构建筑手册》http://book.douban.com/subject/2260454/3.《工程师眼里的建筑》约格·康策特，见《世界建筑》