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The Arts of structural in human historic science and aesthetic

lava结构工程师的工程美学思考Ⅰ

· LABORATORY 实验室

 

引言


迥异于这个世界上的大多数科学工作,结构工程这个工作并不是人类社会与生俱来的。原始时代的低矮搭建其实是无限试错的结果,直至公元前约2600年前古埃及诞生世界上第一个需要结构工程师参与的工程——金字塔。虽然文献已经漫漶在历史中,但左赛尔金字塔和红色金字塔这样的超级结构能够谨慎而严密的被搭建起来,并在地球上屹立五千年不倒,这充分说明了这些工程是由工程师深度参与的,即便这些人并不知道自己是以工程师的身份参与进来的,但他们的工作和我们今天的努力并无二致。

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左塞尔金字塔↑


形式和表达

 

就科学史严格地说,结构工程的工作是诞生在人类社会高速发展的过程当中的。更准确的溯源是,结构工程应当是从关注空间美学和政治制度的建筑学当中分离出来的,在历经了数学和哲学的大发展之后,最终形成了独特的门庭。与结构工程相似的很多工作,比如电气工程,机械工程和飞机工程等等,都需要大量的工程计算,也都需要基于图纸和具体实施的团队进行沟通,需要对物质和材的基础性能进行研究并找到一条基础理论指导下的实践道路。

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“母体”@张锦斌

但,结构工程与大多数科学工程有一个迥然不同的地方,由于他来自建筑学的分野,那么这个专业在本质上,需要解决功能与形式的问题。于结构工程而言,功能就是强度、安全性、变形以及在灾难时刻的表现,这些内容是结构工程的核心,那么形式是什么?形式就是美的表达。
这就是lava对我们所从事的工作的第一个问答,这也使得我们建立了独特的认知,是我们与其他工程师的不同之处。

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“母体”@张锦斌

lava理解的结构并不是单纯的根据结构空间的需要而进行简单的力学分析,并赋予相应的材料的结果。lava理解的结构首先需要解决“存在”的问题。“存在”就是一段材料,在空间中的呈现,这必然涉及到基础的美学问题,颜色、形态、介质、光学和声学的影响、触摸、温度和刚度等等,这些美学问题进而会产生一系列的感受。

一个建筑物是不是温暖?是不是崇高?是不是容易接纳?是不是严肃而整齐?

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“母体”@张锦斌

我们所关注的就是这些与人的感受有关的内容,这样说起来,我们的工作似乎和建筑师重叠了许多,但这是一段似是而非的话,建筑师关注的是一段感受的直观部分,而结构工程师提供的是这段感受中客观的部分。事实上,更直接的佐证是建筑师解决直观感受的手段往往都需要工程师深度的参与。

过往和现在

 

历史上,所有伟大的建筑学的进步都是伴随这种结构工程的飞跃,客观审美的飞跃才能带来主观感受的跃进。在混凝土时代到来之前,最重要的结构工程工作是研究柱子以什么样的方式来承载神殿的门楣,雅典的神殿建筑师能够做到的极限,就是在柱式和空间布置上辗转腾挪,巨大的工程代价带来的是庄严和肃穆的审美。

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帕特农神庙↑

伴随着数学的进步和混凝土的发明,穹顶的时代到来了,万神殿以其高大的穹顶,并在其中安置神性的光辉,结构带来的建筑之美开始更直接的影响建筑参与者的体验。

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万神殿↑


待到钢结构的发展以及现代数学的建立,密斯和他的伙伴们,一起把超级城市和摩天大楼的肌理紧紧联系起来。到今天的时代,坐拥超级算力和现代美术的结构工程学,已经可以把人类想象中的所有物理形态,转化为能量、材料以及空间的、甚至是思维世界中的建筑了,膜、超级金属、空间结构、不可展结构、胶合木、索、甚至是温度和气流,都可以构成建筑结构。

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“母体”@张锦斌

说完结构的历史,再来认真观察美术史的发展,人类艺术由原始美术中阿尔塔米拉的狩猎图景走向古典时期的雕塑和图画,进而在黑暗的中世纪沉沦了近千年,终于在文艺复兴中迎来了神俗与共的时刻,印象派和抽象派接棒之后更有力把这段感受变成了人类对自己的思考,直至现代美术,超脱的甩掉了古板的外壳,以人类能想象到的任何方式表达美,反对非美。
由混沌到理性,由对世界的认识转向对人类自身的认知,美学的发展和结构工程的发展为何如此相似?


工程美学

 

之所以审美的世界和结构的世界出现了轨迹上的高度重叠,根本原因是因为我们都属于文明本身。lava作为一个成立于美国并扎根中国结构设计事务所,我们对我们的工作有着深刻的反思,结构工程远远不是完成一段材料和计算的叠加,结构工程要完成的是美学背景下人类建造历史的赓续,是其作为文明史一员的不朽使命。

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“母体”@张锦斌

结构工程一定是美学和数学双轮驱动的结果,美学的感性和伦理意义,数学的理性和客观逻辑,共同建立了我们的设计世界,结构要解决的当然是显而易见的数学和材料问题,但更深的层面上,通过人性的观察和照拂,通过社会的参与,通过对人的理,通过对前沿科学的应用,结构工程要把这些美学和数学甚至是哲学边界的问题融合好。结构退而求其次,可以仅仅只是一段工作时光,一个社会的分野,但lava的雄心是去做好这个融合,不是做数学美学的交集,而是试图建立一种新逻辑,基于美学的结构工程学。

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“母体”@张锦斌

 

首先,是真实朴素。美学之中,要义第一是真实,第二则是朴素,无论是表达技术,还是释放情感,在工程学上,lava都力求以直白的表达实现美学的要义,不作假,不伪善,无论是技术,还是理解,无论是设计,还是沟通。数学能解决的问题,务必求真以数学解决,数学不能解决的问题,则求朴素,以最合理的方式解决,做试验,做样品,做分析,做判断。

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“母体”@张锦斌

其次,是见微知著。数学和美学都存在着关于微小和巨大的讨论,微小的dx构成了微积分的宏观世界,二进制的计算完成了计算机程序的全部基础,一片皴法就是一个山水门派,几颗旋转的星构成了梵高眼中宇宙洪荒的全部。一切美学和工程技术,都不存在无法企及的阳春白雪,一切的大,都是源于微。lava的结构认知就是从细节出发,从一个典型单元甚至一个尺寸参数,迅速提升视野,到星垂平野,到大江奔涌,马上就看到一栋大厦,一片城市,喧嚣的日常,和宁静的月夜。工程学不是1+1,而是1和1,这里有无穷的未知,要敬畏,要深刻。

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“母体”@张锦斌

最后,是勇往直前。

结语

lava当然知道自己是很小的一个原子,在这个日益骄纵,日趋焦虑的世界里,lava作为一个小小的结构事务所,能做的不会太多,但这不意味着我们对美的理性探索就不够轰轰烈烈,我们依然坚持着这种审时度势之后的从容,希望以我们的奋进,让更多人被带动起来,参与进来,成为这个世界审美的一份子,当然,是得站在结构日常这些钢骨气膜砖瓦灰砾之上的。

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“母体”张锦斌

 

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