编织思维在建筑领域的介入与运用

王琪瑶

1 介入建筑的编织元素

1.1 建筑中的纺织物

纺织物作为一种柔软的材料，拥有良好的可塑性，可以为人们遮风挡雨。纺织品在记录、保温、装饰等日常生活功能外，还早早地参与了建筑物的建造与装饰。在一些帐篷类的原始建筑物中，包裹骨架结构的纺织物往往起到外墙的作用。在某些建筑空间中，挂毯等纺织品在装饰之余，还可起到如内墙一般划分室内空间的作用。在戈特弗里德·森佩尔[1]的建筑四要素理论中，纺织品在建筑空间中被划分为“围墙”元素，和其他传统意义上的砖墙、石墙等一样履行“墙体”的职责。

纺织物对传统建筑空间的影响不仅包括对单体建筑物的空间划分，还可对建筑之间的城市街道空间进行干预。进入纺织物的机械化制造时代后，纺织物作为固定墙壁的补充，仍然是一种常见的建筑元素。在欧洲的城市空间中，从建筑外墙上延伸出来的纺织物遮阳棚在两栋楼之间构建出独特的城市空间，在室内外空间中起到过渡作用，作为公共空间与私密空间之间的缓冲。如在西班牙的城市街道上，五颜六色的半透明布料被剪裁成方形、三角形甚至被做成伞状，用绳子连接后遮盖在街道上空。这些纺织物既减少了街道上的阳光直射，又可为街道增加了独特的视觉效果。

20 世纪末至21 世纪初，纺织品在建筑空间中被用来表达材料属性和划分空间，建筑师们积极寻找一种新的方式将这种软性材料重新带回建筑空间领域。1997 年，坂茂设计的窗帘墙屋便使用了轻质纺织物来分割空间，同时作为住宅中的围合外墙和遮阳构件。这个设计用纺织物创造出一个复杂的、不断变化的空间，将住宅内部空间与城市外部联系起来。当巨大的窗帘关闭时，柔软的纺织物成为住宅的外部围墙，隔断外部空间与住宅内部，从而获得具有良好私密性的生活空间。当外部的巨大窗帘打开时，住宅空间成为一个开阔的大阳台，内部空间与外部城市空间之间的屏障被彻底打通。在日常使用中，居住者可以通过控制巨大窗帘的开合程度调整室内空间的私密性，以及与外部空间的流通程度。这种灵活的使用方式也充分发挥了纺织物柔软，并且易于变形的材料特性。

随着艺术家们和工程师们的不断探索，纺织技术不论是在新材料还是新形式上都有许多突破，但是KLASSEN[2]认为，一些三维编织成型的纺织物更多的被视为其他静态材料的替代品，如很多设计师使用纺织品只是作为一种装饰品或者附加的点缀，而不是作为一种稳定的或硬质的空间元素。这些纺织物替换成其他静态材料也可以起到同等的功能，并不一定必须是纤维纺织品。她对这种经典的做法表示质疑，认为纺织物拥有独特的属性和空间体验，可以被制作成不可替代的空间结构。在纺织物技术不断更新的时代，新的材料给予纺织物在空间塑造中更多的可能性。设计师在建筑物中使用纺织物时，不能被传统的装饰逻辑限制思维，应该多去开发纺织品与编织技艺的新能力。

1.2 软建构主义

随着建筑材料的更新换代，纺织物的概念在建筑上得到了扩展[3]。在克拉森看来，纺织物是一系列混合的软性材料的代表，这些材料不仅包括柔性纺织品，还包括玻璃、金属、碳等非纺织品。这些柔性材料拥有良好的强度、轻盈性与灵活性，为纺织物在建筑中的其他表现形式打下基础。

在戈特弗里德·森佩尔的工艺技术系统中，“编织”这一工艺概念包含材料与程序这两方面。材料技术的进步让编织材料渐渐脱离纤维的束缚，同时编织程序与编织思维也逐渐从平面织机中抽离出来，成为一种全新的建筑设计策略[4]。

拉尔斯·斯伯伊布里克引入“纺织构造”的概念，通过变化波动的表面将纺织物和编织的思维用于建筑设计与结构构造。材料可以被交换，技术与流程同样可以被交换，材料与程序在交换中拥有新的顺序。因此，通过一系列的编织、打结等技艺，纺织物可以被转化成结构柔性材料，还可以被转化成拥有结构强度的建筑系统。他的建筑事务所在2005 年的博物馆设计中便应用了这一设计战略，如纺织物一般的交错重复的网架结构，构成建筑支撑结构的主体，原本柔软的纺织物转化成具有支撑强度的金属与玻璃结构，经纬线结构转化成为棋盘状的网格结构[5]。在这种编织思维的影响下，整个建筑物外壳呈现出一种流动舒展但结构性强的形态。

斯伯伊布里克的“软建构主义”让纺织物的构成逻辑脱离纤维与织机的物质限制，以一种更加广阔的思维方式介入建筑设计。纺织物不仅仅作为一种单纯的围合结构或者不参与空间构成的装饰品进入建筑空间，而是以一种拥有足够物理强度的单元形式成为建筑结构的主体。同时，材料与程序的解放也给三维化编织带来更多的可能性，建筑中运用的编织思维可以尝试从更具有结构性的三维逻辑角度切入设计[6]。

1.3 编织元素的隐喻

纺织品从手工艺走向建筑学的过程，不仅逐渐失去物质层面上关于纤维材料与织机工具的限制，还成为一种形式上的隐喻。这种建筑的纺织隐喻来自于纺织物的工艺实践，它让人们的活动和感受与传统工艺的特性产生联系。在建筑物外观上，这种隐喻的应用主要体现在类似于传统纺织工艺的构造与镂空、重复、线性元素等美学特征方面[7]。

欧洲和地中海文明博物馆如图1所示，它由玻璃与钢材建造，外围覆盖一层由纤维混凝土制作的薄镂空结构。这种结构镂空且重复，由细小的线性结构组成宽大的平坦表面，让人联想到编织的交错操作。整个屋顶和墙壁就像由蕾丝编织而成，在引起人们对纺织工艺的联想与想象的同时，也暗示了地中海的传统文化。

图1 欧洲和地中海文明博物馆（来源：Lisa Ricciotti 摄）

2 建筑结构内部的编织元素

2.1 进入三维结构的编织元素

在建筑实践中，无论使用柔性纺织物，还是使用编织思维的建筑实践，“纺织物”与编织元素大多出现在建筑的围合结构上。这些结构有的只是起到了单纯的空间隔断的作用，有的则作为建筑的主要力学结构使用。但它们在建筑空间中的意象仍然与帐篷中的纺织物相似，即从建筑的最外围包裹着空间，起到了分割建筑内外空间的作用。

里扎尔·穆斯里敏将“编织”一词定义为一个将物体交错后形成结构上相互依存图案的系统。在这个系统中，物体可以依照各种材料属性进行参数化设计，结构可以依照不同的载荷需要重新配置，图案可以依照给出的材料属性和结构特点生成合理的几何形态[8]。若沿着里扎尔·穆斯里敏的定义继续延伸，则可将“编织”思维从外围结构转移到建筑物内部结构，“纺织物”便可以以一种更加抽象的、结构化的形式进入建筑建造。

当编织元素结合结构柱时，原本实心的、厚重的传统柱子形态被彻底打破，从而得到一种如纺织物般轻盈、通透的新型建筑构件。三维打印制作的镂空混凝土柱如图2 所示。虽然进行编织的材料从纤维材料替换成混凝土，但是其结构依然是一种交错构成的形式，在形态构成上保留镂空、交错、重复的纺织物特征。在这个柱子中，纺织物进一步脱离了平面要素，不再是包裹帐篷的布料，而是支撑建筑的内部框架，从平面的“墙体”形态转变成为圆柱状的三维“立柱”形态。

图2 复杂的三维打印混凝土柱（来源：Lisa Ricciotti 摄）

仙台媒体中心也存在这种编织镂空柱。这种柱子彻底成为一种室内结构，虽然巨大通透的玻璃能够向街道暴露这些纺织柱的形态，但是它们仍然被表皮结构包裹在建筑内，属于一种内部的建筑元素。这种镂空、交错的网格结构消解了传统柱子臃肿的实心体量，以一种新的形体去构造柱子，既引入了纺织物重复性、线性、轻盈的特点，更保留了柱子的结构性，仍然是一种编织技艺的体现。纺织结构在建筑中获得更高结构性的同时，其本身平面与包裹的性质则在不断消解。

在以上2 种柱状结构中，纺织思维影响了力学结构。纺织物从一张包裹的布料，变成一个卷起来的棍，原本连续平面的元素在不断消减，但从织机中诞生的经纬线结构与网格特征仍然被保留下来。这些结构比起纺织物更像是“树”，建筑物中的编织元素从线性结构交织成平面结构，又从平面卷曲变成线状结构，在这个过程中完成从平面向三维的转变。

2.2 编织程序的转译与参数化设计

里扎尔·穆斯里敏对编织的参数化定义，为编织思维在建筑内部立体结构的应用打下基础。依照他的定义继续向建筑内部发展，编织逻辑在建筑结构中的影响范围可以进一步扩大。

木编织结构是一种重要的大跨木结构，它使用连续木条和固定节点来构造各种规则形体与自由曲面[9]。在木编织结构中，线性的木棍按照一定规律进行排列，并在三维空间中互相连接，这种排列与变化符合编织的形式特征。陈威[10]在研究中称这种结构为“重构的编织”。与作为装饰、不承担结构功能的编织表皮不同，重构的编织模糊了结构之间的关系，用编织逻辑将空间结构、建筑表皮等各部分集合成一体。这种三维结构具有交错的形式和固定的图形，具体形态会因为不同的受力位置调整。

在BIM 技术的支持下，木拱结构的设计可以做到被进一步的参数化力学分析。依照里扎尔·穆斯里敏的定义，木拱结构也可被视为编织逻辑在建筑中的应用。

当纺织思维从建筑表面逐步向建筑内部支撑结构发展时，三维纺织物会逐渐脱离平面性向立体构成的整体构件转变，以获得更好的结构性。随着这种形态的转变，原本属于纤维纺织物的一些特征将逐渐在转化中被解构。编织的形态特征与变化规律将被抽象成一种思维方式，进一步重建建筑中的线性材料。理解纺织思维在建筑结构中的作用，有助于设计人员在数字设计中创造更多可能。

3 结语

随着建筑技术与编织技术的发展，编织逻辑对建筑设计的影响从物质上的在建筑空间中加入纺织品，发展成抽象意义上的在结构方面运用编织的程序化思维；从缺少实际功能的装饰物到能承担力学作用的结构部件。在这个过程中，编织思维在建筑中的体现从二维平面逐渐变成三维立体，工艺程序的象征性在这个过程中越来越抽象化。建筑师能够从更加程序化的视角解读建筑设计，更好地理解BIM 技术与参数化设计在建筑设计中的运用与融合。随着材料技术的不断创新，在编织思维的指导下，建筑师将使用参数化设计制作出更加具有创造性的新结构。