吴剑利 WU Jianli
北京市建筑设计研究院有限公司
清水混凝土在维基百科的英文是Architectural Concrete/ Fair-Faced Concrete,取其现代主义建筑的表现手法和建筑饰面混凝土之意,无论是给混凝土冠以“建筑”还是“美丽”都无法完整表达其内涵,特别是二战以后日本建筑大师安藤忠雄在传承技艺的同时将东方文化植入其中,带给了人们建筑之外纯净的精神力量,似乎用Pure Concrete更显贴切。
2003年,近10万m2的联想研发基地以清水混凝土作为传承“百年企业精神”的载体在北京落成,成为中国首例获得认证的现浇清水混凝土建筑,自此清水混凝土在中国建筑市场获得了极佳的美誉度并流传开来。2007年,北京启明星辰大厦以清水混凝土绿色建造的设计理念获得了第七届詹天佑中国土木工程大奖;2014年,浙江新和成股份有限公司总部办公研发大楼获得国家优质工程奖;2017年,浙江越秀外国语学院镜湖校区图书馆的落成,为《现浇彩色混凝土建筑工程设计与施工技术研究》画上完美的句号。
这四座清水混凝土建筑传达了不同的文化内涵。老子曰:“凿户牖以为室,当其无,有室之用。”如果说建筑是“有”,空间便是“无”,而清水混凝土则赋予建筑空间更深远的精神意义。
清水混凝土建筑源自18世纪末现浇混凝土的建造工艺。此后混凝土成为近代建筑发展不可或缺的新建材,与铁和玻璃并列为近代建筑的三要素。然而,清水混凝土的意义远不止作为建筑材料本身。它的清雅与恒久来自其天然本色,不施粉黛,不着装饰。清水混凝土亦是建筑结构本身,它的全寿命周期的特性是绿色建筑的真实体现,其节省室内外装饰材料、减少后期维护费用、千变万化的可塑性正不断地被国内市场广泛接受。
禅缝、明缝、模板、组模是设计的基本元素。施工模板在一般建筑项目中属于施工组织的范畴由施工单位负责,清水混凝土的明缝、禅缝和栓孔的尺寸划分即配模设计容易被建筑师忽视,在设计之初就把模板的尺寸纳入建筑模数是事半功倍的,精准的尺度控制是建筑师修为的具体体现。
丰富的建筑手法在不同材料语言的表述下传达着不同的情绪,木质模板的纹理和弹性使得混凝土在浇筑完成后留下痕迹,正是这微小的膨胀变形,留下了混凝土浇筑过程中所产生的自内而外生长的力量。对于异型的体块,在实践中也会辅以PVC模板、竹模板等。联想研发基地首席建筑师谢强曾这样形容清水混凝土:它如肌肤一般,于细微处可以感觉到毛孔的呼吸[1],这恐怕是迄今对清水混凝土最有温度的描述了。
清水混凝土墙面一次浇筑完成,因此只要是直接暴露给观者的位置,无论在室内或室外,都不允许有大的修补痕迹。以窗的安装为例,需要避免一般项目会出现的窗安装完成后的抹灰找齐处理,在节点设计上要预留出窗安装企口或者金属窗套。其他类似的节点还包括楼电梯、栏杆、灯具、卷帘门、雨水口、雨罩等,这些细节决定了清水混凝土建筑的最终完成度。
1 浙江新和成总部外墙
2 联想研发基地窗口预留
3 联想研发基地窗口细部
4 浙江新和成总部主立面
外墙保温是清水混凝土建筑设计的一个瓶颈,继联想研发基地、启明星辰大厦之后,清水混凝土建筑设计从北京转移到南方,以规避外墙外保温的要求。在越秀图书馆项目中,采用双面现浇混凝土夹心石墨聚苯保温板,保温偏外墙一侧设置,在施工中一次浇注成型,达到了国家规范对节能保温的要求,既避免了外墙粘贴外保温受气候影响易空鼓脱落的现象,又解决了内贴保温存在冷桥的问题,同时完整保留了清水混凝土的质感。为京津冀等地区的清水混凝土建筑设计提供了有力的技术保障。
清水混凝土作为一种独特的建筑语言,通过形体的错动、延伸、对接,于动静之间转换角色,形成了多样的空间形态。
研发是一项需要团队协作的工作,一方面其创新性需要以开放和交流的空间为载体,另一方面其严谨性又需要相对封闭的空间,从而不受外界干扰地使各个学科、不同的文化在其间碰撞对话。与之契合的,清水混凝土的素颜如同一张白纸,同时厚重的墙体所形成的限定空间给人以不可替代的安全感。
人们在清水混凝土建筑中对安全的感知来自于观者对墙柱支撑力的感受,即混凝土的重量感,在建筑造型上以表现清水混凝土的体量、厚度以及搭接的逻辑关系来实现。单片实体墙的端部需要足够厚实,达到600mm、800mm甚至更大,并且减少和隐藏对结构的支撑,在非承重的位置,经实践表明清水墙亦可减薄至160mm以节省材料和空间。浙江新和成总部在外倾的楔形主体建筑上通过清水墙、板、柱与木格栅、混凝土挑板、大片玻璃窗的强烈对比,拓展了充满力度的建筑外部空间。
创造型科技企业的一大共同点是信息交换,也就是“沟通”。“沟通”将各个部门组织联系在一起,而建筑设计的重要性就是使“沟通”可见,并形成建筑空间序列。核心筒是刻画的重要节点,楼梯间、休息平台、候梯厅和阳台的趣味性同材料的质感显得尤为重要。
5 联想研发基地庭院
6 启明星辰大厦院中院
联想基地的核心筒以会客厅的形式衔接各部门单元,加强了建筑形体变化的节奏感。浙江新和成总部的核心筒造型独特,或刚健有力或浑圆意趣,成为整个园区空间组织和转换的节点,恰似中国园林里的凉亭。室内墙面同样采用清水混凝土,阳光透过落地窗洒向室内,侧向的光线夸大了清水混凝土墙在凝结时的膨胀力,增强了其场所感。
早在建筑课本里,柯布西耶于19世纪40年代设计的马赛公寓、郎香教堂,便以其富有雕塑感的造型和粗野主义的清水混凝土建筑手法成为现代建筑的精品,受到几代建筑师的膜拜。安藤忠雄的清水混凝土建筑,因其东方的文化背景更是深受中国建筑师的青睐,他更多地挖掘了清水混凝土细腻、清秀而超凡脱俗的一面,通过其禅意的空灵与苦涩传达着东方佛学思想和禅定的意境。
中华文化博大精深,建筑造诣更是我们现代人取之不皆用之不尽的财富。21世纪以来,越来越多的中国元素被世界发现和欣赏,并且走向世界统领最新的文化思潮,传统建筑文化自然也是其中之一。在这四座清水混凝土建筑项目里,同样体现了中国元素。
中国的园林和建筑一体,可行、可望、可游、可居,这也是园林艺术的基本思想[2],舒适自然,直至内心,与人产生共鸣。
联想研发基地项目用地开阔,建筑单体简洁纯粹,以富有节奏感的布局围合出中心庭院,一条蜿蜒的水系自东向西跌落到下沉庭院,凿池映景,化实为虚,北楼的外廊与月亮门相映成趣,西楼主入口两侧以廊桥借西山之景,清水混凝土墙上凿毛的中国云窗透出一丝丝神秘。
7 浙江新和成大厦江南竹
8 浙江新和成总部核心筒和外墙设计
9 越秀图书馆彩色混凝土室内效果
10 越秀图书馆大门题字
11 越秀图书馆实景
启明星辰作为一家网络安全公司,具有对外安全防御的特征。大厦用地狭小且为椭圆形,建筑设计采用减法挖掘用地的潜力和内部空间。大厦引入江南园林“分景”“融景”的造园手法,以外墙围合、庭院的穿插来限定和裁剪建筑实体,划分出7个能惠及地下采光的立体庭院,室内外庭院通过“借景”扩大空间视觉边界,以有限面积造无限空间。在空间序列上,以巨大的月亮门为起点,通过一系列廊桥、绿植、汀步、落水墙等元素,室内外庭院和建筑相互穿插,动静结合、虚实对比,营造了移步异景、别有洞天的庭院空间。
浙江新和成总部大楼包括多种小规模的建筑单体,在空间形态上以分散的建筑围合庭院形成多元的建筑群落。清水混凝土除了与玻璃、钢铁这些“冷静”的材料相搭配外,还加入了温暖的木色。庭院内抛物线形的廊桥、异型楼梯间成为南北院的视觉中心,柱廊和错落有致的檐口暗含南方古宅的形制,体现了建筑的地域性和灵动气质。江南特有的小桥、流水、翠竹等元素以现代的建筑语言融入其中,如沈复《浮生六记》所云:“虚中有实,实中有虚,或藏或露,或浅或深”。主入口处20m高的清水混凝土“江南竹”映入池中,正是“入水文光动,抽空绿影春”。
越秀图书馆最精彩的地方是大胆地采用了彩色造型混凝土设计。图书馆采用西方新古典主义建筑风格,白色欧式门头,鹅黄色柱廊,棕红色圆形中央大厅与本色清水混凝土四色同体、相得益彰。不同色彩混凝土之间以禅缝和明缝划分,施工方通过调整工序、研发新的施工工艺等手段,实现了不同色彩混凝土的完美对接。叠齿形现浇彩色弧形清水墙极大地体现了高超的施工技艺,灯光的投射下凝重的中国红和精致流畅的水平线条,仿佛生动地述说着建筑师和建造者的故事。
以往建筑市场上的彩色混凝土均以白色混凝土为基料,存在施工工艺复杂、造价高、容易开裂等问题,长期以来制约其应用和推广。而越秀图书馆项目采用普通灰水泥替代白水泥,并配合专用减水剂、固色剂、保护剂,降低成本的同时维持色彩的稳定持久,实现了彩色混凝土与建筑结构的全寿命周期[3]。
与前面三座清水建筑相比,这次为清水混凝土“增色”“塑性”,取得了多项科研成果和发明专利,填补了国内相关领域的空白,也对未来古都风貌的修复和改造提供了一项有力的技术支持。
“浙江越秀外国语学院”是著名教育家顾明远先生所题,为了保证校园整体风格,学校大门题字也采用清水混凝土为基材。与石材相比,混凝土保护层难以随意剔凿,最终以现浇混凝土阴刻造型法,引入中国古代传统“失蜡法”工艺,将蜡融化后烫在字的边缘,附着于模板外侧[4],脱模后的字体轮廓光滑圆润,再现了中国书法起承转合的神韵。
清水混凝土建筑的设计需要更加清晰的逻辑,其模板的数字化控制是除了空间、造型之外的设计关键,影响到建筑空间各维度的尺寸关系。利用BIM建模专业间协同设计,建筑师输入模板尺寸,一次生成指定墙体的配模,实现三维实时查看,极大地提高了清水墙体一次浇注的完成度。
与其他三维建模软件相比,BIM软件可以完整地将模型转化成任意角度、任意剖切面的二维图纸,实现施工图出图。在BIM建模时对于构建的分族和关键属性信息包括编号、材质、型号、密度、价格、颜色等的输入,为建筑材料、部件的集成、分类、统计提供可能,对于设计、施工、运维等阶段的信息采集和数据统计提供了极大的便利。
从华北到江南,清水建筑绿色、环保的适用性可见一斑,其建筑、结构、装饰同体的特性更是历久弥新,有着不可言说的艺术魅力,被不同文化背景的人直觉感知,触碰着人们的心灵深处。