建筑的五个定义——美国佐治亚理工学院本科一年级建筑设计课程

文/图：封晨 佐治亚理工学院建筑系博士研究生

建筑的五个定义
——美国佐治亚理工学院本科一年级建筑设计课程

Five Defnitions of Architecture: First-Year Architecture Design Studio at Georgia Institute of Technology

文/图：封晨 佐治亚理工学院建筑系博士研究生

图1 ，场地分析之一，作者：Young Im

图2，过程模型与最终模型，作者：Young Im (图片来源: Young Im)

图3，形状语法训练，作者：Suzanne Shorrosh

图4，集装箱住房平面图与轴测图，作者：Katherine Koskey

课程背景

课程官方名称为“设计与建成环境概论” (Fundamentals of Design and the Built Environment)，分两学期授课，面向刚刚进入佐治亚理工学院本科学习的设计类专业学生开放。由于学生一般在本科第一年末才会签署准备攻读的具体专业方向（如建筑设计、工业设计等），因此传统上该课程主要培养观察、素描、模型制作等基本设计技能，并不偏重具体的专业设计内容。课程自2015年秋起进行了改革，开始根据不同设计专业的特点分班进行有针对性的设计训练，基本设计技能的培训则贯穿其中。

2015—2016学年该课面向建筑设计专业开设了两个小班，每班十五人左右，一周授课两次，每节课时长四个小时。其中一小时为讲座形式，用于介绍与课程设计作业相关的设计理论、案例、文献以及方案表达技巧等。其余三小时则分组由指导教师带领进行练习。针对上述两个小班共设置了一位主讲教师和两位合作指导教师(co-instructor)。主讲教师弗雷德里克·皮尔索尔(Frederick Pearsall)先生负责制定课程大纲以及设计作业的内容和要求等，其余两位教师则基于给定的作业内容和要求与主讲老师一起对学生进行分组指导。笔者即以合作指导教师的身份参与了该课2015年秋季和2016年春季两个学期的教学。通过介绍该课的教学体系、思路以及设计练习的侧重点等，希望能够为国内的建筑教育工作者提供一些参考。

课程设计与安排

选修该课的学生大多是初次接触建筑设计领域，对建筑设计乃至建筑学的本义都不甚了解。出于这点，皮尔索尔先生认为这门课不仅应传授建筑设计的基本方法与技巧，同时也应鼓励学生深入思考建筑作为一个概念、一门学科以及一门职业的意义及其历史演变。因此，课程的前四个设计作业围绕由建筑学家斯蒂芬·帕塞尔(Stephen Parcell)提出的西方传统里有关建筑的四个定义展开，即在古希腊作为一门手艺的建筑(Architecture as a techné)，在中世纪欧洲作为一门机械艺术的建筑(Architecture as a mechanical art)，在文艺复兴时期意大利作为一项设计创造的建筑(Architecture as a disegno)，以及在十八世纪欧洲作为一门纯艺术的建筑(Architecture as a fine art) (Parcell, 2012)。最后一个设计作业则围绕近年来对建筑的一个新的认识展开，即把建筑作为一种社会生态系统(social-ecological system)来看待。

上述五个设计作业的前三个安排在2015年的秋季学期，后两个安排在2016年的春季学期。每个作业都包括分析(analysis)与综合(synthesis)两个阶段。在分析阶段，一般由两名学生组成一组，对设计场址从空间、功能、文化等方面进行分析，发现并提炼在后续综合阶段能够引导设计方案的核心问题。该阶段的成果通常包括一份涵盖项目背景、客户需求、设计目标等方面的建筑策划信息表(programming information matrix)[1]、有关场地的图解(diagram)分析和图绘(mapping)、清晰表述的核心设计问题、相关建筑案例分析以及初步概念模型等等。在综合阶段，学生基于已有成果，针对在分析阶段确立的核心设计问题独立地展开方案设计，力求最大程度地回应并解决前一阶段中提出的设计问题。学生在这一过程中须提出至少三种不同的设计思路与初步方案，综合比较后再确立深化设计的方向。这一阶段的最终成果通常包括核心概念图解(parti)、建筑平、剖面图、能够展现立面的轴测图、室内外建筑表现图以及实体模型等。

设计作业介绍

作业一：校园绿地改造设计（对应主题：作为一门手艺的建筑）时间：4周

设计任务：基地位于佐治亚理工学院亚特兰大校区的中心绿地。要求考察校园中心绿地的空间特征与使用状况，发现存在的问题，将其改造为一个具有活力的、能够吸引和承载不同活动的场所。材料方面，规定只能使用砖石或粘土；功能方面，除了必须包含一个临时舞台和一个地下蓄水池之外，学生可自行决定改造后的绿地所能承载的活动类型。关键词：可供性(affordance[2])， 系统(system)， 可展开的面(developable surface[3])

训练过程与要求：在分析阶段，要求学生分别从主、客观两方面分析场地的空间属性与构成（图1）。要求学生根据亚里士多德提出的四元素说（即水、气、火、土）以及对应的四种原始属性（即冷、湿、热、燥）分析场地本身及周边的组成元素，同时根据亚里士多德提出的四因说（即质料因、形式因、动力因、目的因）分析场地的形成以及场地本身与周边各种活动之间的因果关系(Aristotle, 1993; de Haas & Mansfeld, 2004)。在综合阶段，学生首先思考并决定改造后的绿地所需承载的功能。在方案推敲过程中我们引入了“可展开的面”的概念，鼓励学生以折纸的方式来构思和推敲设计。最终设计成果包括手绘平、剖面图、过程模型以及用于表现最终方案的以硬纸板和椴木片制成的缩略模型（图2）。

作业二：难民营集装箱住房设计（对应主题：作为一门机械艺术的建筑）时间：5周

设计任务：基地位于约旦境内临近叙利亚边境的扎塔里(Al Zaatari)难民营。要求对固定尺寸的集装箱单元进行改装以满足难民的基本生活需求。设计内容不仅包括单体建筑的设计，也包括难民营扩建区域的总体平面布局设计。

盔甲(armor)，模块化(modular)，形状语法(shape grammar[4])

训练过程与要求：在分析阶段，首先要求学生收集有关扎塔里难民营的背景资料，包括所在地区的气候状况、难民的经济条件、文化背景、家庭结构、生活习惯以及心理需求等，以便在后续设计中综合考虑气候、结构、建造成本、私密性与公共性、安全感与归属感等因素。在帮助学生确立总体平面布局的过程中，适当引入了形状语法理论，要求学生采用类似的方法，制定集装箱单元之间的组合规则，由此生成更为复杂的街区平面（图3）。同时，对于特定的组合方式而言，应考虑不同功能布局重组的可能性。在综合阶段，学生需深入设计两种标准户型以进一步理解模块化设计的概念。其中一种户型由单个集装箱改造完成，供单人或暂无子女的年轻夫妇使用；另一种户型由至少两个集装箱改造完成，包括一个起居兼餐饮单元连同一个或多个卧室单元，供子女较多的家庭使用（图4）。在中世纪的欧洲，建筑作为一门机械艺术，旨在像盔甲那样对人的机体自身的能力进行补充和增强，因而学生也需要思考在设计中如何体现这点。

作业三：社区中心设计（对应主题：作为一项设计创造的建筑） 时间：5周

设计任务：基地位于美国佐治亚州萨凡纳(Savannah)[5]市老城区内的奥尔良广场(Orleans Square)附近。要求在广场西南角新建一个社区中心，需配置会议、办公、展览等功能性空间。在设计中应考虑延续早期的街区组织原则，修复原有的街区形态，并与周边环境相协调。

关键词：毯式建筑(mat-building[6])，构造定律(constructal law[7])，建筑漫步(architectural promenade)

训练过程与要求：在分析阶段，要求学生学习萨凡纳老城区内街区的组织原则，理解近三百年前规划的街区形态如何能够适应城市功能的历史变迁。针对单体建筑尺度的自我延续与更新，我们引入了建筑师艾莉森·史密森提出的有关毯式建筑的概念，以及由热力学家贝扬等人提出的有关构造定律的思想。这一阶段的案例分析包括柏林自由大学(Free University of Berlin)和柯布西耶设计的威尼斯医院(Venice Hospital)等典型的毯式建筑平面。同时，学生需要设计或选取一种分形(fractal)图案，并表示出图案的生长逻辑，作为后一阶段建筑内部运动流线和墙体分隔的依据（图5）。在综合阶段，要求学生在分形图案的基础上配置相应的功能以及立面设计。在训练过程中介绍了柯布西耶的建筑和有关建筑漫步的概念，鼓励学生思考如何在运动中体验空间，并要求体现在最终的设计表现图中。

作业四：建筑系馆扩建设计（对应主题：作为一门纯艺术的建筑）时间：7周

设计任务：要求在佐治亚理工学院建筑系馆东楼顶层加建一层作为艺术创作、展览、办公、交流等空间使用。在设计中需考虑新、老建筑在外观及功能配置等方面的协调。

关 键 词： 拾 得 之 物(objet trouvé[8])， 构 成 主 义(Constructivism)，美学体验(aesthetic experience) ，适应性再使用(adaptation reuse)

图5，构造运动系统（分形图案）与核心概念图解（Parti），作者：Young Im

训练过程与要求：在分析阶段，要求学生对建筑系馆从客观建筑语言和主观美学体验等两方面进行图解分析和文字描述。在美学体验方面，借鉴了德国学者克里斯托弗·雷迪斯(Christoph Redies)提出的美学体验模型，即美学体验的形成机制包括感官层面的处理与认知层面的处理等两方面(Redies, 2015)。学生在这一阶段结束前需要根据观察和分析的成果完成一个抽象的构成主义浮雕。该浮雕一方面应能高度概括地表现学生心目中建筑系馆的核心美学特征，另一方面则应能暗示及引导后续设计阶段所采取的策略，因此起到承前启后的作用。在综合阶段，学生需阐述最终设计方案与前期制作的构成主义浮雕之间的联系，并思考如何能够以一种令人信服的方式来传达预期的美学体验。

作业五：环境监测与教育基地设计（对应主题：作为一种社会生态系统的建筑） 时间：7周

设计任务：基地位于佐治亚州南部的萨佩罗岛(Sapelo Island)。要求在位于该岛屿南部的佐治亚大学海洋研究所附近新建一个环境监测与教育基地。由于建筑场地位于海水与陆地的交界地带，需要考虑潮汐变化以及海平面在可见未来的抬升等因素对建筑的影响。

关键词：适应性(adaptability)，生态系统(ecosystem)，弹性(resiliency)，尺度(scale)

训练过程与要求：在分析阶段，要求学生首先了解生态系统的种类、构成以及运作机制等，进而从给定的生态系统种类里选取三种来对萨佩罗岛进行分析。选取的生态系统中应同时有人类生态系统和自然生态系统。学生需要将分析的结果叠加在地图上(mapping)，并以一个抽象概念模型来表现基地周边生态系统的工作原理。与之前的构成主义浮雕练习一样，该概念模型应能暗示并引导后续设计的发展方向。在综合阶段，学生应考虑建筑作为不同尺度和不同种类生态系统中的一环如何发挥作用，尤其需重点考虑如何应对气候的变化、人与自然的和谐共存、当地传统社区文化习俗的传承等（图6）。

教学回顾与思考

从2015—2016学年的教学成果以及学生的整体反响来看，由皮尔索尔先生主持的本科一年级建筑设计课程改革取得了很大的成功。从设计作业的选题来看，涵盖了不同尺度、不同类型的设计训练，让学生对建筑设计的范围与内容有了一个较为完整的认识。学生在设计过程中深入认识了有关建筑的不同定义，广泛接触了不同的建筑设计理论、方法与经典案例，同时学习掌握了基本的设计软件和技能等。在教学过程中，皮尔索尔先生特别注重设计思考的逻辑性和连续性，一直强调好的设计来源于批判性的思考与系统化的思维方式(systems thinking)，这也是为何每个设计训练均包含分析与综合这两个阶段的原因。反映在设计过程中，他非常重视对设计核心理念(parti)的推敲，并分为五个方面加以考察：空间坐标/形体控制线、结构体系、围合与开敞设计、功能布局、交通流线等。贯穿整个设计课程的大量文献阅读以及对于建筑设计历史和理论的强调可能与皮尔索尔先生自身的教育背景相关。皮尔索尔先生早年曾就读于康奈尔大学建筑系，后因对艺术史发生兴趣而转攻艺术史方向并取得学位。他在宾夕法尼亚大学建筑系就读研究生期间曾受到美国著名建筑师罗伯特·文丘里(Robert Venturi)的指导，并有与其一起工作的经验，因此在建筑设计的理念和方法上也有来自于文丘里的影响。

注：

1，建筑策划信息表的基本格式来源于威廉·培尼亚(William Peña)和斯蒂文·帕歇尔(Steven Parshall)在《建筑项目策划指导手册：问题探查》(“Problem seeking: An architectural programming primer”)一书中提到的信息矩阵(information index).(Peña & Parshall, 2012)

2，“Affordance”（可供性）这个概念最早由美国心理学家詹姆斯·吉布森(James J. Gibson)提出。环境的可供性是指环境可提供给动物的属性，这种属性既是物理的也是心理的，同时指向环境和观察者(Gibson, 1979)。

3，“Developable surface”（可展开的面）是指曲面在各部分不受拉伸或变形的情况下展开后能够恢复为一张平面(Pottmann, Asperl, Hofer, & Kilian, 2007)。

4，“Shape grammar”（形状语法）理论的奠基人为美国设计与计算理论家乔治·斯泰尼(George Stiny)和詹姆斯·吉普斯(James Gips)。一条形状语法包括一套形状规则(shape rules)和一个选取和处理规则的推演引擎(generation engine)。具体可参见Stiny and Gips (1972)。

5，萨凡纳市在1733年由英国人詹姆斯·爱德华·奥格尔索普(James Edward Oglethorpe)建立，隶属于当时的英属佐治亚殖民地。其经由系统的规划而形成的街区平面布局也被称为“奥格尔索普街区规划(Oglethorpe Plan)”。萨凡纳老城的街区规划比例和谐、尺度宜人，彰显了理性与秩序，在美国城市规划史中占有重要地位。

6，“Mat-building”（毯式建筑）的概念由十次小组(Team 10)成员艾莉森·史密森(Alison Smithson)提出。史密森对毯式建筑给出了如下定义:“毯式建筑是无个性特征群体的缩影，其肌理被各种功能逐渐充实。个体以相互连接和紧密协同模式为基础，通过重新打乱的秩序获得新的行动自由，具有增长、减少和改变的可能性”(Smithson, 1974)。

7，“Constructal law”（构造定律）由美国热力学专家阿德里安·贝扬(Adrian Bejan)提出，用以描述能量与物质在物理网络（如河流）和生物网络（如血管）中的流动。根据构造定律，系统应当朝着不断降低总能耗，同时提高单位能耗所产生的熵的方向发展进化。所谓好的结构就是指那些能够更高效地运输物质和能量的结构(Bejan & Lorente, 2010)。

8，“objet trouvé” 一词源于法语，是指隐含美学价值的那些自然的、日常的或被丢弃的物品。

Aristotle. (1993). Metaphysics / Aristotle. Books [Gamma], [Delta], and [Epsilon] / translated with notes by Christopher Kirwan. New York, NY: Oxford University Press.

Bejan, A., & Lorente, S. (2010). The constructal law of design and evolution in nature. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 365(1545), 1335-1347. doi:10.1098/rstb.2009.0302 de Haas, F., & Mansfeld, J. (2004). Aristotle: On generation and corruption / edited by Frans de Haas and Jaap Mansfeld. Oxford, UK: Clarendon Press.

Gibson, J. J. (1979). The ecological approach to visual perception. Boston: Houghton Miffin Company.

Parcell, S. (2012). Four historical defnitions of architecture. Montréal, Canada: McGill-Queen's University Press.

Peña, W., & Parshall, S. (2012). Problem seeking: An architectural programming primer. New York, NY: John Wiley & Sons.

Pottmann, H., Asperl, A., Hofer, M., & Kilian, A. (2007). Architectural geometry. Exton, PA: Bentley Institute Press.

Redies, C. (2015). Combining universal beauty and cultural context in a unifying model of visual aesthetic experience. Frontiers in Human Neuroscience, 9(218). doi:10.3389/fnhum.2015.00218

Smithson, A. (1974). How to recognize and read mat-building: Mainstream architecture as it developed towards mat-building. Architectural Design, 44(9), 573–590.

Stiny, G., & Gips, J. (1972). Shape grammars and the generative specifcation of painting and sculpture. In C. V. Freiman (Ed.), Information processing 71 (pp. 1460–1465). Amsterdam, Netherlands: North-Holland Publishing Company.

图10，最终模型，作者：Suzanne Shorrosh (图片来源: Suzanne Shorrosh)