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she|lstructures.1nhissDecmcinterest1nshellformtwo文章编号:
1005—684x(2013)05一0062—06
译者序T帕sch公司工厂。
1959年对于海因茨·
伊斯勒和壳海因茨.伊斯勒(HeinzIsIer,图1)是瑞士20体结构设计界都是具有意义的一年:
海因茨.伊斯世纪最重要的工程师之一。
1926年6月26目,伊勒在第一届国际壳体结构协会会议(IASS)上做了斯勒出生在苏黎世的措剩孔(zokon)。
在中学时题为《壳体新造型》(Newshapesforshe¨
)的报期他就展现出不凡的绘画技巧,尤其对自然景观告,他提出的3种方式——“自由塑形的凸起,受情有独钟。
1945—1950年在瑞士苏黎世联邦理工大力的张拉膜以及倒挂的织物”【11改变了壳体结构在学(ETHz)学习土木工程,师从皮埃.拉蒂(Pierre20世纪50年代一直围绕几何形的找形方法。
同时,Lardy)教授,这对他今后的职业生涯影响巨大。
这三种方法提供了一种理想的手段,使人们能够特别是拉蒂提倡的通过模型来推动结构设计的方通过简单的方法得到复杂的形态(图2)。
当时壳法彻底改变了包括克里斯蒂安.梅恩(christian体的处理方法是从完美的几何形(球体、圆柱体、
Menn)在内的一批工程师的结构设计方式。
1954抛物线等)出发,然后根据边界条件来优化壳体年海因茨·
伊斯勒得到机会完成第一个基于自己的厚度。
这样设计的主要问题是理想情况下壳体想法的壳体结构——具有气囊形态的薄壳结构的上传递下来的荷载被边梁均匀的支撑抵消,而边
万方数据
时代建筑可me+Archite(ture2013/563
一矽
自由塑形的凸起(通过可塑性流体凝固来找形)受力的张拉膜倒挂的织物膜向支撑加固边粱
嚆净一萌闰、、||,7_一_~|』=一7~
微凸竟体黟
冰壳体
自由竞体
回固日圆
微凸壳体在工业建筑的拓扑方式≮≯:
1.海因茨-伊斯勒梁上的受力在实际中不会是完全均匀的,所以必读伊斯勒留下的模型(图4)和精确记录(图6).
2.伊斯勒提出的3个壳体找形的方法
须加强边梁,这导致壳体结构的边梁厚和壳体的考察形式和空间的关系(图7)以及最后的建成效
3.规则几何形下的壳体
薄是不统一的(图3)。
海因茨.伊斯勒认为这是一果(图8),会发现伊斯勒的形式不仅仅是对力学
1.HeinzIsler种在已有几何形式上叠加一套结构构造的解决方问题的回应以及在材料上优化的结果,更是对空
2.PhysicaImethodsofform一矗ndingbyIsIer
案。
”o,并不是壳体结构最合适的找形方法。
他的间思考和构造逻辑的统一表达。
如果仅仅是就形
3.SheIIbasedonregulargeometricshapes
目标是形式上要更符合膜壳平衡状态的形态;
内式到形式的拓扑,似乎就脱离了伊斯勒的初衷:
力尽可能转化为符合混凝土受力情况的压力;
通本文发表于2011年国际壳体和空间结构月刊过调整曲率来避免壳体的点状凸起效应。
om从形特刊《海因茨.伊斯勒——壳体新造型的50年》式的获得到最后实际建成,除了力学计算上的突(HeinzIsIer:
50yearsof”NewShapesfbrShe¨
s”)二破外,海因茨·
伊斯勒的物理模型验算方式(图4)、两位工程师从建筑的角度来解释伊斯勒的形式设改良的构造方式在当时也是独树一帜的(伊斯勒计的思想是难能可贵的。
同时也提到了他在建筑在浇筑壳体的模板中整合入木棉板来解决吸声以设计中的局限,这在瑞士也有非常有现实意义的,及建筑保温的构造问题)。
1979年海因茨.伊斯勒它衍生出两个问题:
一个是基于自然法则的自我完受邀参加壳体协会(1Ass)20周年会议,他在会形的建筑形式如何与城市文脉相结合;
而与此同时,上发表了《壳体新形态——20年后》(Newshapes伊斯勒设计的大量建筑是建造于20世纪六七十年forShell:
TwentyYearsLater)的报告,此时他已经代的工业建筑,大部分面临改建和维修,新建或改在瑞士和世界各地实现了超过1000个壳体、40种造如何与现有壳体在技术和空间上相结合。
壳体类型和大概250座建筑。
除了数量的积累,海
因茨-伊斯勒还进一步探索了非规则几何平面下壳1引言体的可能性,他希望壳体结构的广阔前景能够延瑞士工程师海因茨.伊斯勒是世界领域内公认的续,尤其是自由塑形的壳体被他认为是更完美地壳体结构设计的先驱。
尤为著名的是他的实验、找形反映了自然法则嘲。
2009年6月20日海恩斯.伊的物理方法(图9)以及用薄壳混凝土产生的具有张斯勒病逝。
他的所有档案于2011年捐献给盯Hgta力的壳体结构。
在1959年的马德里,由爱德华多.托
档案管,他是其中迄今为止收藏量最大的瑞士单罗哈(EduardTorroja)领导的第一届国际壳体结构个工程师。
协会会议上,伊斯勒在题为《壳体新造型》的发言中在2012年的威尼斯双年展上,扎哈.哈迪德首次提出了他的找形方法——自由塑形的凸起、受力
(zahaHadr.d)的展区展出了伊斯勒的模型(图5),的张拉膜以及倒挂的织物(图2)。
他的发言引发了除了向先驱致敬,扎哈的找形方法和几何拓扑方与会者的激烈讨论。
式暗示了她的设计理念和伊斯勒研究的关联,甚包括爱德华多.托罗哈,其他一些著名的工程师至是对他未尽事业的再发展。
然而当我们仔细阅像尼古拉·
艾格朗(NicoIasEsqu川an)和奥韦.阿鲁
64时代建筑Time+Architecture2013,5
普(OveArup)等也加入了这个讨论。
讨论围绕三个他们的作品从力学的必要性发展出了形式的力量,并主题:
(1)模型和实物的关系以及比例问题;
(2)得出且在呈现力和受力的问题的同时,也成就了一种建筑的形式难以描述性以及与之关联的经济上的可行性:
表达形式。
(3)在兼顾建筑学要求的(条件下)自我完整的找形因此,伊斯勒关于适用性的基本建筑态度深深地方法。
在前两个主题上伊斯勒了做了很详细的评论,植根于瑞士的文化环境中,但这只是对他建筑特质的而对于阿鲁普(Arup)提到的与建筑学相结合的问题一种不完整的描述。
这种特质更多地表现在他对形式他却有意忽略了”1。
伊斯勒认为,壳体的塑形首先是的偏好上,这使他明显地脱离了瑞士背景。
大部分对个技术问题,而它的解决方案是一定要让位于必要的伊斯勒的核心理解会放在适用性这一点,相对于这种建筑效果的:
适用性,本文试图更深入地考察这种适用性理念所带
在设计建筑时.会注意到一些规则:
比如,来的成果,以此来展现伊斯勒在形式上的特别偏好和
好的比例.简约,真实,等等。
在建造壳体的时取得的建筑品质。
候这些原则同样适用。
首要任务是设计者的想法,并排除一切不必要的元素。
一个完好塑型的壳体2壳体作为一种美学形式
是一个占主导性的结构,以至于不必加入其他重在他孤独漫长的青年时期,伊斯勒培养出了一种要的元素,相反是排他的。
壳体是一种结构支撑与自然亲密而直接的关系,这一关系影响了他之后的同时也是一种空问围合.它必定是忠于真实的61。
所有作品。
自然的壳体形态特别能激发他的好奇心和伊斯勒在此明确表述了一种建筑设计的态度,这求知欲:
贝壳、蛋壳、坚果、花瓣、洋葱皮都是激发一态度籍由建造形式的适用性及与之相关的建造方式他创作的源泉(图10)。
“在这些自然形式中,他看得以展现。
这里,适用性被理解为建造方式的经济到了加肋壳体、双曲线壳体、旋转壳体,无数案例中
性——可计量的个体和遵循自然法则的规律性,低耗完美塑形的壳体,极薄但仍具有强度。
”口152总的来说,
材和低耗能,兼顾长时期对维护的低需求与最大覆盖在伊斯勒对自然形式的观念中,壳体构成了主要原则。
面积的相结合。
”1凭借这个适用性的概念,他在瑞士据伊斯勒的理解,壳体形态总是优化的:
“这是自然就完成了将近1400个壳体结构,也因此塑造了这个法则,并因此是全宇宙最优的生态形式。
”””4国家的建筑景观。
伊斯勒所试验的壳体形态就是这个自然法则的结
总的来说,瑞士建筑至今仍深受技艺和建造传统果,也因此可以用最小量的材料来建造,并且仍保持的影响,建造的精确度和适度地使用材料常被视为对抗弯和抗剪的强度。
在极薄壳体结构领域,伊斯勒对资源的有效管理。
这种有效性带来的形式也塑造了这于自然的热爱以及对工程的兴趣合而为一。
但利用这个国家的基础设施,例如桥梁和隧道。
在工程中如种从自然中取得的灵感来解决技术问题并不是伊斯勒此理解有效性的工程师还有罗伯特.马亚尔(Robert处理壳体建筑的初衷,这些问题的解决方式更多是对Mai|Iart)或是克里斯蒂安-曼恩(chr.stianMenn)等。
支撑结构进行美学思考的结果。
伊斯勒写道,“壳体
时代建筑Time+Architectu陀2013/56S
j.
4.伊斯勒壳体模型结构具有表达结构美学的内在能力笔者在1954的一种结果:
建筑是建造的艺术,它一方面表达了
52012年威尼斯双年展扎哈.哈迪德展区
年发现非几何壳体形态在视觉上具有无限可能性,并不可分割的力学逻辑,另一方面表达了生产中的经
6.伊斯勒记录的模型随时问和温度的变化曲线
7.伊斯勒研究空间效果模型因为他们拥有的高度美学价值使其倍感欢欣。
叫”济和实用规则,这两方面的结合产生了一个简明的
&
Deitingen汽车加油站由此可见,瑞士苏黎世理工的老师皮埃.拉蒂(Pierre表达形式91。
作为对12世纪哥特建筑研究的成果,
9.伊斯勒在实验室的壳体形式研究
Lardy)对伊斯勒的影响显露无遗。
对拉蒂来说,“一维奥莱一勒一杜克归纳道,建筑必须表现它和自然
个完整的结构设计,美学是无处不在的。
所有拉蒂描的相互依赖。
通过形式和力对话的方式,建筑必须
4.She¨
modeI述的都是以美学开始的。
”Ⅲ”表现它是如何抵抗重力的。
在这个语境下,伊斯勒
5.ZahaHadidsDaviIionforVeniceArchitectureBiennaIe2012
伊斯勒理解形式融合了两种概念:
一方面是拉蒂的实验性的、找形的物理方法就是对维奥莱一勒一
6.Temperature—timecurvesrecordedbyIsIer
7.SDatjaImodeI关于支撑结构的美学概念;
另一方面是自然法则的杜克要求的一种回应。
8.DeitinaenServiceStatiOn普适性。
二者在一起构成了一个“存在,现象和事这种建筑思想和自然观念的融合是建筑历史主题
9.Studvofshe¨
formsatIsIer’so怖ce
物的整体性”的概念,“这对结构工程具有重要的影的一种再现(图11),这一主题也可称为有机主义”“,
响:
整体设计而不是化整为零。
”Ⅲ”换句话说,建造对19世纪欧洲建筑而言特别重要。
维奥莱一勒一杜过程中,基于自然中发现的统一性概念和设计过程中克(VioIettLe—Duc)的统一性概念存在于一个有机思的首要概念都从自然法则中提炼出来的。
通过伊斯勒想的连续体中,这一有机思想开始于文艺复兴,也是的“存在的整体性”理念,这一对设计方法的独特理阿尔伯蒂“均整理论”(concinnitas)””的一种表现。
解变得清晰明了——这和维奥莱一勒一杜克(Euqeue对阿尔伯蒂来说,这构成了自然的绝对及最高法则ViolettLe—Duc)的概念非常吻合。
在维奥莱一勒一杜(absoIutaprim甜aquerationaturae)。
“自然产生的任
克一个世纪前于1863和1872出版的作品砌阳f,P,,s何事物都是由这个‘均整理论’法则来调节的如
sur,。
ar曲,据c£,re中他提出这一观点。
在书中,他把果没有均整理论,各部分的协调性就会流失。
叫”1对在自然中的统一性原则看作是设计的指导性原则:
41于阿尔伯蒂来说,“均整理论”本质上就是创造的准则,正是艺术的介入和统一性法则构筑了建筑自从中衍生出同等重要的自然法则和美学法则,与此同身,并且是以自然而然的方式,因为在建立的秩时,还有建筑法则。
这一法则也贯穿于伊斯勒的有机序中一切只有通过意图和概念的统一性才能存主义思想,并深刻影响了他对于形式的理解以及与之
在因此无论是小房子,还是罗马万神庙,其相关的建筑思考。
统一性法则却是基于结构首位的,自然也是以相同的方式发展的。
要找出一个不同于已有的法则,3壳体作为建筑形式
甚至排斥已有法则是很鲁莽的简而言之。
创伊斯勒把壳体结构的形式问题首先看作技术问造物是统一体;
混乱是排除在统一之外的。
题,同时也看作是与之相关的关于适用性的建筑设计在维奥莱一勒一杜克的概念下来理解伊斯勒的理念。
这一观点可以理解成他对其有机主义原则——设计概念,建筑学的内容就成为关注技术内容之后“存在的整体性”的表达。
在这个原则中,创作和建
66时代建筑Time+Architecture2们3/5
造的动力是交互的。
因此,建筑与工程最终统一为整不再像是悬浮的顶棚,而是一个被支起的屋顶。
特别体:
“建筑和工程是一个事物的两面。
”【11是伊斯勒的张拉膜壳体,从空间认知的角度看,显得然而这个统一体是基于对建筑学经典的、针对形内向、封闭、被包裹。
从外部看,由于它优雅的曲线式的理解,而且并没有考虑到20世纪早期建筑的发和极小的厚度而形成了开放和轻盈的印象,两者形成
展情况,那时的发展认为创作的动力正从形式问题转了对比。
向空间问题。
因此,与建筑元素之间的相对性相比,出于实用角度,沿着壳体的边界会设置竖直平板形式的绝对性变得不再重要。
””这种改变加速了建窗扇,室内外清楚的空间分割进一步加强了壳体内外筑和工程分离的进程,随着工业化时代新材料的引入,空间效果的对比。
他定义出一种精确的边界,这个边这个分离就已经开始,并最终触发了新的建造和计界既打断了空间的连续性,同时作为一种形式语言变算方法的可能性。
”51在以空间为基础的建筑概念中,化的结果,也被视为与壳体相异之物。
同样情况也发构造上的内容仍然是形式设计和创造过程中的重要元生在入口,入口通常并不是一个不明自喻的、和形式素。
但是,构造不再和形式创造是可交互的了。
“构一脉相承的元素,而更像是人为附加的。
因此,在伊
造是建筑设计的媒介,但是建筑是空间的艺术。
”””斯勒的项目中,建筑的内外存在一处“破口”。
从空随着建筑和工程的分离,工业建筑的定义也由此间上看,建筑像是另加上的,而不是整合在一起的。
产生:
作为一种特殊用途的建筑,其形式主要由建造、因为壳体被伊斯勒理解为一种纯粹的、不可改变的、
静力学和经济问题决定,而空间关系的设计并不重要。
并且反映自然法则的形式,所以也确实如此。
出于这
对伊斯勒来说,建造、静力学和经济问题可能是中心个原因,壳体在实际建造现场无法根据现场环境做出问题,但这些问题并不代表设计的初衷。
相反,他们后期的调整。
只是植根于自然的找形方法下形成的优化成果(图特别在城市环境中,壳体和周围的环境通常不能12)。
因此,工程内容并不是设计上主要关心的事。
形成统一整体,或者说“存在的整体性”。
伊斯勒意他的建筑不应仅被看作是工业建筑,尽管他大部分实识到了这个问题,“一个壳体能很好地适应自然环境现的作品是用于这类用途。
这归咎于直到20世纪60如果与方体式建筑保持合理的g巨离,它也可以融年代,壳体结构的最初用途却是出于工业目的。
而正入城市或其他人造景观中。
”6“”对于伊斯勒的壳体是伊斯勒的建筑——比如在迪廷根(Deitingen)的而言,最合适的环境就是那种不可变的、最为自然的
服务站(1968)(图8),索洛图恩(soIothurn)的维环境(图13),因为“壳体是自然与和谐的形式,建斯(wyss)公园中心(1962)或者贝林佐纳(Be¨
izona)立在自然法则之上,相比于(人为)构筑物的形式,的超市(1964)——使公众意识到壳体结构应用于非他能更好地融入自然景观。
”∞9在伊斯勒看来,只有
工业建筑的可能性。
在纯粹的景观中,自然的法则才能真正和建筑相和谐
就形式而言,壳体在建筑史上是一种新生形式,并产生美。
而作为一种空间结构类型,它们可以被视为穹窿结构在类似格罗茨恩(6r6tzingen)的露天剧院这种10.伊斯勒的壳体收藏
的变形。
总体来说,伊斯勒的壳体在操作上没有特别项目中,上述观点得到了印证。
因为不需要空间的分”.伊斯勒的办公室
12.伊斯勒的模型
的不同:
一种单开问结构,大跨并用一个极薄的覆盖割,或者说“去除了一切不必要的(元素)”5””,空
13.伊斯勒的绘画
来定义一个开放空间。
伴随着不同的空间高度,产生间既可以内外自由流动,又消除了壳体的内向性。
通
了不同区域不同的空间效果:
靠近支撑的位置空间被过形式上不对称的方法,这种内向性融入了空间环境,10.IsIer‘sco¨
ectIonofsheIl5
”.IsIer。
sO币ce
挤压,而越靠近中心空间越开阔。
特别是在支撑点附而由此产生的不同的开口方式,更形成一种空间动态,
12.Deta¨
ofmOdeI
近,有种和地面相连的感觉。
在这样的空间中,壳体它进一步加强了内外空间的流动。
13.Watercolord阳wingOfshe¨
byIsIer
时代建筑Time+Architecture2013,567
4结论者附
【3】lSLERH.,NewsShapesforShe¨
s—TwentyYeasLater【A】//
伊斯勒具有实验性的物理设计过程可以被视为一
BlLLINGTOND.P.,HeinzIsIerAsStructuraIArt;
st[C]Princeton:
种面向形式的、科学的有机主义——它建立在对建筑
TheArtMuseum,Mncetonuniversit"
980:
43一译者附
而言十分重要的自然法则之上,并且反映了阿尔伯蒂【4】BlLLINGTOND.P.,HeinzsIer^sStructuraIArtist[A】//
BILLINGTOND.P.,HeinzlsIerAsStructuraIArtist[C].Princeton:
“均整理论”的思想。
其形成的设计理念一般都能满
TheArtMuseum,PrincetonUniversjtⅥ1980:
16
足经典工程学意义上的建造、力学和经济方面的要求,
【5】|SLERH,Twenty—FiveYearsAttemptforStructu川Beauty【J】.
并且通常也能满足审美的需求。
但是这种设计产生的IABSECongressReport,1980(11):
147·
152.
建筑品质是有局限的,这很大程度上取决于在找形实I翻IsLERH.,TypoIogjeundTechnikdermodemenSchaIen[J】werk
bauen+wOhnen.1983,70:
34·
41.
验中对于边界的定义。
【7】PREROSTI.,HeinzIsIer:
SeineKuppeInt6nenwie6Iocken[J].
由于对自然法则的普适性深信不疑,伊斯勒既不Hochpanerre:
Zeitschr价伯rArchitekturundDes.gn,1990,3(4):
质疑也不倾心于实验的条件设定。
这与其他同类的实52-55.
【8】Vf0LETT_LE-DUCE.,Dicjtjonnaireraisonn垂dearchitecture
践作品形成强烈对比,比如弗莱.奥托(Frei0tto),
fran?
aiseauXVeetXVIes;
色cles,VoI.9.1866:
34
他根据建筑的环境来调整边界条件。
由于概念的僵化,【9】FRAMPToNK.,GrundIagenderArchitektur:
StudienzurKuItur
伊斯勒的壳体结构中的建筑潜力仍未完全实现——而des丁ektonischen【M】.M0nchen:
Oktagon,1993:
56-62
【101VANECKC.A.,Organicisminnineteenth‘century
这一限制奥托有着清楚的认识:
”71
architecture【M】.Amsterdam:
Architectura&Natura
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