建筑设计中的“亭构”空间原型及“亭构”概念的内涵研究

文／安冬函钰 中国科学院大学建筑研究与设计中心中科院建筑设计研究院 工程师 博 士

引言

中国在古代时已经形成较为完备的建筑法式，筑城体系也很完整，在全世界独树一帜。而随着近代中国社会的曲折历程与变迁，建筑设计体系的发展趋于停滞，随着西方现代主义建筑设计思潮的兴起及流入，我国的建筑教育及建筑设计实践受西方影响颇大。当代，各种建筑流派层出不穷，设计手法不断更新，我们的城市一度沦为西方现代主义建筑实践的试验田，即使有融入中国传统元素的建筑设计尝试，但多留于中式形态的表象追求。研究和探讨中国传统建筑的哲学本源与设计文法，对于当前的建筑设计大环境具有重要意义，也呼应了中国社会高质量发展的趋势要求。

在我国的建筑发展历史中，亭建筑有着浓墨重彩的一笔，不仅因为它是中国最古老的建筑形式之一，还因为亭建筑蕴含着丰富的文化哲学内涵。2006 年，中科院建筑中心崔彤教授在《始于自然、源于传统——归于科学的模件化式设计研究》一文中，通过阐述中国传统建筑“模件化”的设计理论，首次将“亭构”的原型概念从亭建筑中抽象地提取出来[1]。从当前的本土化建筑设计的众多理论来看，“亭构”作为空间原型不仅蕴含了以亭建筑为代表的中国古代建筑空间意向和文化内涵，还可以衍生、扩展为其他的建筑空间形式，形成重要的设计方法论。因此，基于中科院崔彤教授的“模件化”理论，本研究以丰富“亭构”的相关概念与内涵为目标，就“亭构”空间原型进行深化与探讨。

1“亭构”原型的概念提出

1.1“模件化”理论与“亭构”概念

“模件化”理论的建设与发展源自于对中国传统木构建筑体系的研究，其将建筑视为整体系统。崔彤教授认为，中国传统木构建筑体系具有天然的“分形”特征，而通过对小尺度构件或空间单元的相似性重复，按照不同尺度层级进行多次组合，生成了具有整体性、系统性和复杂性的传统木构建筑。“模件化”理论即是基于木构体系的一种由小生大的建筑设计方法[2]。

亭构，作为“模件化”理论中提出的重要相关概念，学术界对该词也没有明确的定义，崔彤教授曾将其描述为房屋中“间”的概念。根据中科院建筑研究与设计中心在多年建筑实践中的总结凝炼，本文认为“亭构”的定义如下：

亭构是以类似由四根柱子围合而成的开间为某种功能需要而设置的一种建筑单体空间，作为“微分原型单元”进一步积分成建筑的建筑设计文法。亭构单元为基于间架结构的“功能-建构-形态”一体式的可拓展空间单元，且具有独立和特有的建筑品行：开放性、遮蔽性、方向性、穿越性、透明性、符号性、拓展性（图1）。

图1 “亭构”空间原型的衍生发展（图片来源：作者自绘）

1.2 中西亭建筑比较下的亭构意向

中国古代木构建筑经过数千年的发展，极致成熟，最终形成法式。在《营造法式》中详细地描述了多种亭的形状和建造技术，但从用途来看，虽然亭建筑多沿用古法作为园林中重要的点景建筑[3]，但随着时间的推移出现了更多满足新时代人行活动的空间，这需归功于中国古代建筑的木结构体系在空间上有很强的适应性和可拓展性。无论古代成熟的木构体系还是现代“杆件”框架体系下，都可将亭提取为“亭构”空间原型，即一个“四柱一顶”的基本框架，其不仅可以作为中国古建筑的最小建构单元，独立应用形成亭子的实体，还可以左右相连，前后相接，上下相叠，形成错落组合的建筑群空间。

在西方，亭建筑（勒·柯布西耶（Le Corbusier）贬低它的名字称为“凉亭”）之前常被当作一种次要的、无关紧要的、在景观上轻描淡写的点缀[4]。随着工业革命后，现代主义建筑结构体系的出现，亭在西方进化为一个完全不同种类的建筑——临时展馆，例如，1851 年的水晶宫（图2），作为万国工业博览会场地，它实际上是一个巨大的亭子，里面有较小的帐篷，每个帐篷都用于宣传一个国家的商品。这个以钢铁为骨架的场所，与柯布构思的“多米诺系统”（Domino）①有暗合之处，并具有以下特点：开放性、穿越性、拓展性。

图2 1851 年第一次世界博览会期间的水晶宫（图片来源：英国皇家园艺学会，林德利图书馆）

在对中国古建筑追本溯源和与西方现代建筑发展的对比下，一个有趣的现象显现出来：我国古建筑的特性与西方第一次世界大战后的现代建筑理论中追求的建筑特性殊途同归。

2 基于建筑源流与原型思辨下的“亭构”内涵研究

2.1 师法自然——对“树构”的继承发展

自古以来，基于与自然高度协同的中国文化内核，师从自然，利用自然，并与之互动，使建筑与自然互为景观，这成为中国古建筑的底层设计哲学。这一“天人合一”的理念，在亭建筑中表现得尤为显著。中国古亭强调其内外环境的相互渗透，促成空间视域和感受的升华。

相较于主要以石为材的西方古建筑，以木材为主的中国传统建筑各个构件以严密的逻辑结合到一起，形成了中国木构建筑特有的结构美。结构即是建筑，建筑即是结构，没有高不可攀的尺度，没有逻辑不清的结构，没有不可理解的造型，也没有莫名其妙的装饰，与自然环境有机结合，融渗在自然之中。这归功于中国古代匠人对自然的学习和领悟，以亭建筑的出现为例，可以推断这来源于古人对树木的生长特点和特有结构的观察与模仿。

“树”的空间原型被认为是由树干不断离心生长，开始形成树冠和骨干枝，再不断分形长出新枝，逐渐扩散成顶而构成。树冠在自然光照下形成的荫影轮廓投影在地面上，树下空间成为最早的人类聚集和进行各种活动的庇护性场所，既有开放性，又有遮蔽性。

“亭构”对“树构”的功能作用和空间意向产生继承，亭的建筑形态模拟了树形态，由柱子长出屋顶，形成一个有顶无墙的遮蔽空间，创造了具有开放性和遮蔽性的人造庇护性景观，人在此聚集和停留。简言之，亭建筑以树的功能组织和形象构成规律为学习和模仿对象，探寻其中的建造规律，为亭构所用。德国建筑学家勒伯多（J.S.Lebedew）在其《建筑与仿生学》一书中提出了仿生建筑理论②，支持了这一观点。中国古人的智慧不容小觑，深入发掘亭建筑与亭构不仅是对中国古代建筑考古型的追溯，而且是创造型的再发现和再学习。

2.2 源于传统——亭建筑在中西方历史中的演进

2.2.1 中国古亭

中国亭的出现时期极早。在诸多关于亭的著述中，关于亭的起源却是众说纷纭，大致有周朝、秦汉时期、南北朝的中后期之说[5]。

从“图语文字”的角度认知，根据现有的考古资料，“亭”字最早出现在先秦时期的古陶文（图3）和玺文之中，在汉代画像石中有对亭的形态和功能的清晰描绘。

图3 古陶字中的亭（图片来源：参考文献[6]）

先秦至秦汉，“亭”作为一种用于瞭望侦察及传递军事信息的建筑。其形式服务于功能（西方现代建筑中的按功能进行设计的原则与中国古亭一致）。从“图语文字”中，可看到亭建筑筑于高台之上，符合登高眺望的功能需求。有顶无墙的开敞形式，为获得开阔的视野、侦察军情提供了便利。随着历史的变迁，亭的标志性被强化，多用于景观功能。两宋时期以后，亭成为园中必有的单体建筑，与造园理景高度结合[7]。

亭作为建筑小品鲜少受到封建礼制的制约，其在造型上的发展更为自由。中国古代建筑的木结构体系的高度适应性和可拓展性于亭建筑中表现得淋漓尽致，演变出变化多姿多彩的造型样式。如郭明友先生所言，“亭”凝聚着中华民族千年的巧思、智慧与文化积淀，为后人留下思考和学习的珍贵资料[8]。

2.2.2 西方的亭（Pavilion）

西方类似的亭（Pavilion）的概念，追溯其根源亦是用于军事。最早的类亭建筑物为在军事战役和外交会议的营地中迅速建立起来的，便携式、折叠式结构。在古代罗马帝国及以后的地区，这些类似于帐篷的结构由于它们的舒张的形态及篷顶帆布在微风中像蝴蝶翅膀拍打一样的特点，获名“papilio（拉丁语）”——意为蝴蝶，现代的法国Pavillon 也是从中衍生而来的[9]。这样的结构无疑是从功能出发的，但同时具有标志性。中世纪和文艺复兴时期，亭作为庆典节日或是纪念日的帐篷进入艺术和社会文化领域。18 世纪，西方的公园和皇家庭院开始出现各种各样的类亭结构建筑。

亭这一建筑形式的溯源和发展轨迹，在东、西两块孕育着不同文明的大陆上，却有着惊人的相似。瑞典东印度公司的架构师威廉·钱伯斯（William Chambers）在广州住了一段时间后，热情地说道：“在中国人的花园结构的精美和数量上，没有任何一个国家能与中国人相提并论。”[10]

2.3 亭背后蕴含的中国哲学和中国独有的艺术审美

空灵为中国古代美学中特有的追求之一。建筑中的空灵，主要表现为意境——空间感受与人的思想情感融为一体，达到“天人合一”的艺术境界。为达到这一境界，衍生出了“空”的哲学思想。诚如老子《道德经》第十一章说：“埏埴以为器，当其无，有器之用；凿户以为室，当其无，有室之用。故有之以为利，无之以为用。”[11]肯定了空的价值。建筑中的“空”即为空间。

亭作为最小的空间单元，每一个构件都致力于利用有限的“实”承载无限的“空”。因此，亭，这宛如生长在自然中的建筑，充分融合于自然环境，成为沟通自然和人的内心境界的媒介。古代文人常常在此体味人生、感悟天地。如苏东坡在《涵虚亭》中道：“唯有此亭无一物，坐观万景得天全。”；清代画家戴熙说：“群山郁苍，群木荟蔚，空亭翼然，吐纳云气。”“虚空纳万物”的亭虽由人作，宛自天开。

3 亭构的科学性——形式与结构逻辑的统一

3.1“亭构”体现了对重力法则的尊重

与西方古建筑的石砌结构相比，中国古建筑以木构架结构为主。这一结构中，四根柱子围成的空间单位称为“间”，一个独立的四边亭即可视为一个“间”。每一间由立柱、横梁及顺檩等主要构件，运用榫卯结构相结合，构成富有弹性的框架。“墙倒屋不塌”这一句中国民间的俗语充分体现了这一结构的特点。

在现代建筑设计实践中，建筑师尝试各种方法试图摆脱重力的奴役，如材料变得更轻，结构更灵活，空间更灵动[12]。即使随着科技的进步，越来越多轻盈的“反重力”建筑层出叠现，但在构造方式上，它们却多遵循简单的砌筑逻辑，尝试与自然重力进行对抗。反观中国古建筑的间架结构，顺应自然，利用重力，使其由阻力变为参与建构的助力。每一个构件的尺寸都经过中国人民上千年的智慧打磨，恰如其分地符合其所承受的最大压力和剪力的值，在重力的作用下，榫卯结构被压实，最终一“间”成为一个完整的结构空间单元。因此，中国古建筑是功能、建构和形态高度统一的建筑形式。

3.2“亭构”符合“渐进式结构优化法”

在一些领域，某种程度上，现代科学的发展是在解释过去。例如，1993 年，谢亿民院士和团队介绍了一种称为渐进结构优化（ESO）③的方法。该方法通过将外部载荷和支撑条件应用于单元模型进行实验，逐渐从设计领域中去除无效使用的材料来产生最佳结构（最大刚度、最小重量）。

在中国古建筑领域，谢亿民院士基于力学层面运用“渐进式结构优化法（ESO）讨论研究了类斗拱结构（图4），从科学的角度证明了中国古建筑的力学合理性、建构与形式的统一性[13]。通过科学的计算方法，对一个“四柱一顶”的结构构件进行优化，其最终的呈现与中国传统建筑中的斗拱结构具有“同构”特征，而这一结构空间特征与“亭构”原型极其相似，间接证明了“亭构”具有力学合理性的特征。

图4 渐进式结构优化法（图片来源：谢亿民团队研究成果）

结语

通过对“亭”历史的追本溯源，分析“亭构”单元的空间、形态及“亭构”原型中的中国古典哲学和美学思想，深化了“亭构”的概念内涵：亭构单元，即具有特定功能和空间特性的建构空间原型，“亭构”即运用亭构单元，或作为一个独立的建筑衍生变换出不同形态，或在空间序列中组合变换成不同的建筑的设计文法。它可作为一种源于中国古代文化和先人智慧的集中概括，适用于当代并面向未来的设计文法。“亭构”的设计文法，旨在创造一种“空间化”的形式，“结构化”的功能，“功能化”的空间，虽与西方现代建筑理论中老生常谈的理论相似，但却从一种完全不同的角度出发，探索一种新的建筑设计理论，是专注于建造逻辑、形成逻辑、空间逻辑有机互动的一套新体系。

“亭构”源于中国传统建筑的智慧，但对其所构成空间特性的追求却不受地域局限，甚至不受时间维度的约束，来源于过去，形成于当下，可面向未来，笔者对亭构的研究亦是初探，旨为源于中国哲学和美学的，面向未来的现代建筑理论提供一种可能。

注释：

①在1914年，柯布西耶提出了“多米诺结构”这一概念，用钢筋混凝土柱承重取代承重墙结构以便建筑空间可自由组合，连通流动，室内外空间交融。

②建筑与仿生学（Architectural Bionics）探索和研究不同生物生命形式的行为并将这些观察结果整合到建筑和设计中的可能性，通过结构、形式或功能仿生，设计像生物体一样适应自然规律，与自然相协调的建筑。

③渐进结构优化法（Evolutionary Structural Optimization，简称ESO）是近年以来兴起的一种解决各类结构优化问题的数值方法。它是基于这样一个简单概念：通过将结构中无效或低效的材料一步步去掉，剩下的结构将逐渐趋于优化。