结构工程师，既是建筑师最大的“敌人”也是最得力的“朋友”，在错综复杂的关系中“相爱相杀”。结构是如何实现建筑表达的？结构设计和建筑设计如何取得平衡？结构师与建筑师的合作模式是怎么样的？带着这些疑问，line+特邀栾栌构造设计事务所创始人陆洋，为我们带来首场来自结构工程师的LINK分享。

 

 PART.1 

结构与建筑的相爱相杀

 

01. 斯图加特建筑结构的发展小叙

 

陆洋就读的斯图加特大学是德国历史最悠久的理工大学之一，位于德国南部的一座小城市。斯图加特大学在建筑和结构学教育上有一套独特的教学理念Stuttgart Schule（斯图学派），意为建筑和结构相互配合，相当于是在建筑结构专业分工前的“工匠”角色。”

 

△斯图加特大学建筑与结构学院合作系列项目

Frei Otto是斯图加特大学建筑结构发展的重要人物，1964年受聘为学校教授，在建筑学系中组建并主持“轻型结构研究所”（IL），Wemer Sobek在2001年将IL改组为具有建筑和结构双重专业属性的“轻型建筑和概念设计研究院”（ILEK）。Bodo Rasch, Jorg Schlaich等多位设计大师都曾在斯图加特大学任教。

 

△Frei Otto 德国著名建筑师、工程师 2015年普利兹克奖得主

△Frei Otto代表作品蒙特利尔世界博览会德国馆 首次尝试将曲面屋顶的结构材料由钢索张拉膜向金属索网进行转变

 

02. 钢结构实践

 

硕士毕业后，陆洋就职于德国Schlaich Bergermann Partner（SBP）结构事务所，是世界上轻结构设计经验最丰富的结构事务所之一。

 

在SBP工作期间，他的主要工作和研究方向是大跨度钢结构、轻结构及数字化结构找形、结构优化等，不仅参与负责了英超托特纳姆热刺队主体育场、俄罗斯世界杯体育场、荷兰鹿特丹费耶诺德主场体育场等一系列大跨度索膜结构的设计工作，也接触了大量的复杂结构设计案例。

 

△ 英超托特纳姆热刺主体育场

 新建的俄罗斯伏尔加格勒竞技场是2018俄罗斯世界杯主体育场，外结构是钢结构大跨回廊，围绕中间的索环结构看台。因为建筑师GMP对建筑立面的坚持，结构设计巧妙地在外立面上运用斜拉网状的格栅，屋顶外沿采用由箱形梁构成的刚性环状结构。

 

 

“在海尔布隆科学博物馆中，建筑和结构是相互磨合、调整、互相促成的结果。”博物馆的建筑形态是不规则五边形的叠加，建筑设计在外立面规划了一条博物馆的公共交通动线，楼梯围绕建筑外侧盘旋而上，各层平面也根据楼梯的位置逐级不规则旋转上升。

△海尔布隆科学博物馆生成分析

从外观上看，动线配合玻璃幕墙营造通透感，这就要求在整个动线范围内，结构设计必须避免任何斜撑杆件的出现。由于各楼层旋转角度不同，结构设计在上下层交叉点设置立柱来传递力，同时调整建筑桁架结构的角度，使竖向构件上下能够对位，尽可能地减少结构对建筑表达的影响。

 

03. 传统木结构

 

因为对传统木结构不能割舍，在结束德国十年的求学工作后，陆洋赴日本山田宪明构造设计事务所工作，对传统木结构、现代木结构以及地震展开研究学习。虽然建筑材料截然不同，但陆洋也慢慢发现，“任何材质都是被完整地包含在结构体系之中，虽然变化繁多，但其机理和设计思路是相通的。”在对古建进行复原和修缮的项目中，陆洋体会到了另一种震撼和责任。

大洲城天守阁是通过传统技术对古建进行1:1复原，在保证建筑结构安全性的同时，对其大规模木结构的传统设计方法进行开发。

 

而本山寺五重塔修缮则是在保留原有的木塔外观，在内部以新旧结合的钢木系统加固结构。

 

 

茂木町文化交流馆的改造是在结构力学和视觉表现上直接表现出新旧并存。为了充分使用原有建筑的木结构，除了柱脚和登梁严重腐朽，在设计中采用了全新的木材以衔接修复的方式展现，其余的木材均复原再利用。

 

 

 

04. 现代木结构

 

“现代木构也有很多可玩的，不拘泥于榫卯、钢木混合、木混凝土混合等形式，更多的是木构对建筑的表现，而不是对形式和材料的追求。”

 

Main Dining Erretegia是建造在可眺望整个濑户内海的高地上的餐厅，为了尽可能在室内无遮挡地享受美景，支撑屋顶的下部构件单元为两根44毫米方形界面钢柱，而木屋面以45毫米的极小截面木材构成非常纤细的桁架结构，并使用榫卯连接，使得整个结构体系更加均质一体。

Hillside Terrace若叶台是只有100平方米的住宅活动中心，10米无柱空间对传统木构而言是超跨度的，而现代的张弦梁结构可以巧妙地将传统木结构技术与现代结构体系相融合，满足结构和空间的需求。

 

 

竹林亭台楼阁位于阳朔刘三姐园区，紧邻漓江，无尽的绿植环绕。设计以原竹作为主要结构材料，采用传统竹加工方法，“竹屋”外立面采用手工竹编技法，让建筑浑然一体，结构完全消失在建筑之中；“手工竹艺长廊”以钢结构空间网架为主体结构，如竹子般粗细的结构柱隐藏在其中，使得柱棚漂浮在错落的竹丛中。

 

△竹屋

 

△手工竹艺长廊

 

05. 建筑与结构的合作

 

“我在上学时受到的教育是，结构是呈现建筑、实现建筑的，而不是替代建筑的，在我们的知识领域中尽力实现它，而不是扼杀建筑设计中的创造性，通过每个建筑方案中的设计点和难点，不断提高结构工程师的自我水平。”

 

△结构与建筑、室内、景观的合作项目

 在格调松间儿童活动区项目中，设计要求结构能够融入曲线柔和的装置造型中，不能有多余的要素影响活动空间。结构团队使用60毫米的伞状立柱，通过结构自身的变形和应力关系，下垂形成网状结构，并在网壳边缘设置环形钢板梁来承重。

 

“在这个项目中结构和装置做到了融合，这也是我们作为结构工程师所希望的，结构所呈现出的建筑表达是完整的，而不一定非要强调结构的技术性。”

 

 

 

 PART.2 

跨界对谈

 

范久江/浦欣成/申屠团兵/陆洋/李保忠

主持人：朱培栋

（从左至右）

朱培栋：陆洋老师刚才非常系统地介绍了在德国的求学和工作经历，以及在日本的一些木构研究，中间发生的转折非常突变，从高聚光度的超大尺度钢结构项目转向传统自然的回归东方的小尺度木构，我很好奇为什么会有这样的变化？另外我们也看到，早期大尺度体育馆项目的结构含量非常高，但是您回国后的实践和研究更多的是聚焦在非常细节的结构上，我也想知道您职业转变背后的思考是什么？

 

朱培栋/Zhu Peidong

line+ 联合创始人&主持建筑师

 陆洋： 对传统结构的研究和传承是我个人一直希望能做的事，可能是中国结构工程师骨子里的信念，当时也是机缘巧合能去到山田宪明老师的事务所学习工作。其实我觉得从结构工程师的角度来看，项目无论规模大小都是一样需要花时间和精力，没有本质区别，结构知识、计算软件都是一样的，只是有时候画一百米，有时候画二十米。

 

为什么想回国呢，因为国内的私人结构事务所非常少，但是我之前的经历告诉我，这是符合市场未来需求的。国内有很多小型建筑事务所，他们有很好的设计理念，但是没有对应的结构支持，我希望能够帮助他们一起成长，这是我莫名其妙产生的一个想法，又莫名其妙地在坚持着，也是我乐此不疲又累成“狗”的原因吧。

 

陆洋/Lu Yang

栾栌构造设计事务所创始人

 

朱培栋：今天的跨界对谈有三位结构大咖，那么你们在与建筑师一起实现空间意图的碰撞中，是以满足设计理念为核心？还是以结构自身的合理性、经济性作为联系？我们都知道申屠老师与王澍、西扎、隈研吾等大师都有过合作，当遇到他们提出的诉求未必合理时，您会怎么回应？

 

申屠团兵：建筑艺术追求的是综合性，包括建筑学自身的要求，以及结构机电的配合。我个人的经验是，首先是建筑，结构能不能满足设计方案，其次是追求两者的平衡，最后是结构给建筑的“重建”意见，按照这三个步骤能够解决大部分的问题。

 

申屠团兵/Shentu Tuanbing

中国美术学院风景建筑设计研究总院 总工程师

 李保忠：这个问题我非常有感触。通常建筑师会问我们结构“这个东西行不行”，而不是“这个东西好不好”。陆老师在分享中提到德国和日本的经历非常好，欧洲有很多厉害的建筑师同时也是结构师，比如Frei Otto、Jörg Schlaich既是建筑学教授，同时在结构研究上很有建树，还有康策特、高迪、卡拉特拉瓦等，日本也有很好的建筑结构大师，这可能与他们的教育背景和工作方式有关系。在国内的话，这个领域仍然比较空缺。我们也非常感谢LINK可以邀请我们这些结构工程师从幕后坐到台前与建筑师们一同对话。

 

李保忠/Li Baozhong

gad杰地设计 副总工程师

 朱培栋：我想请台上的两位建筑师，从你们的角度来谈谈，在实现结构过程中最挑战和最煎熬的部分是什么？

 

范久江：在不同的设计机构中，建筑和结构师的合作其实有很大差异。在生产型的设计院中，因为要兼顾经济性、业主等多方利益，通常不会在结构上冒险，由建筑师做方案、结构师来配结构成为一种流水线的生产。但是我在独立执业中的感悟是，其实应该在最开始的空间塑造就引入结构理念，这个结构理念不仅仅是指力学的选择，还有从材料构造到尺度的综合性考量，这个时候建筑师和结构师的身份边界就会变得模糊，像是在分工前的大工匠，要同时考虑空间、建造、材料、结构等问题。建筑和结构在设计初期的讨论就像是切磋和博弈，这种脑力碰撞让人产生愉悦感，也会激发创造。

 

我还想问一个问题，若叶台项目里的张弦梁的预应力是用木销打进去的，特别诗意，在当代的工业体系下用一种古代的、和人的身体意志相关的一种操作，这种直接在人和物之间的联系挺东方的。同时我想到，瑞士建筑师Conzett的悬梯桥也是张弦梁，但是东西方差异非常明显，而且陆洋老师也同时有东西方的教育背景，从您的角度来看，这两者间有什么样的差别？

 

范久江/Fan Jiujiang

久舍营造工作室创始人、主持建筑师

 

陆洋：其实从项目的视觉呈现效果来说差别非常微小，主要体现的是建筑师的个人风格语言。本质上来说，结构是数学、结构力学和材料力学，不同的结构是结构力学和材料力学的不同组合，而结构形式的最大差异取决于建筑师的个性。

 

朱培栋：对建筑学教育中的结构内容，我的感受是，一是过时的，二是与实际脱节的，这对年轻的建筑师来说，可能就会造成有很好的空间构想，但没有好的结构支撑。好的建筑不只是表皮，应该是建筑表现力和结构表现力的精巧组合。我想到陆洋老师之前提到的“透明的结构”，建筑的透明性是在视觉表现上统一连贯，结构的透明性可能是结构在建筑的包裹下以某种的形式展示出来，让建筑和结构相互融合。那我们在高校的建筑学教育中，是不是有一种新的路径，可以让结构更加渗透入建筑，有一种更好的“透明”的状态？

 

浦欣成：我们也发现了结构在建筑学教学过程中存在着一个度的问题。在一般的设计作业中，学生们在设计过程中更关注于形式、空间、逻辑秩序等方面，结构问题比较容易被忽视；而在一个大跨空间的设计作业中，学生们又容易陷入形式主义，为追求一个炫酷的结构形式而不自觉地进行着过度设计。如何通过合理的手段以解决实际问题的方式进行简约、朴素而又不失创造性的设计，这在教学过程中其实是比较难以掌控的。所以建筑实践是非常重要的环节，通过实践学生们才能从更深的层次和更完整的角度去认知建筑和结构之间的关系。

 

另外，我们回到讲座“相爱相杀”这一主题，基于此，关于建筑师和结构师的关系，也许大体可以分为以下三种情况：其一是由于种种原因，结构师未能较好地实现建筑师所预设的形式和空间；其二是结构师通过精准的结构计算，恰当地实现了建筑师的设计意图；其三是结构师的工作超越了普通的结构计算，在结构设计层面发挥了更好的创造性，从而优化和提升了建筑设计。我们看到刚才的分享里有很多惊艳的结构形式，这些结构形式是属于第二种情况、也即结构师精准地实现了建筑设计原本所预设的结构方案，还是属于第三种情况、也即结构师介入以后为建筑创造出了更好的结构方案？

 

浦欣成/Pu Xincheng

浙江大学建筑工程学院建筑系副教授

 陆洋：在实际过程中，呈现建筑方案和优化方案是都存在的，根据建筑师的要求、结构方案的不同，甚至是预算、工期的不同，呈现和优化是交替着的。按照我自己的性格，我不会主动优化方案，我不想因为我的经验影响建筑师的个性。有些合作久了的建筑师也会主动优化方案后向我们咨询评估。但是也有一些项目，比如体育场，建筑师是比较希望得到结构建议的，我们会提供优化方案，建筑师再调整方案，最终呈现出的是一种兼容的表达。

 

朱培栋：申屠老师的事务所是欧本结构事务所，陆老师的是栾栌构造设计事务所，我理解的“构造”是建筑和结构的桥梁，通过结构构造来实现建筑。但现状是即使非常好的房子，构造也可能是粗糙的、不真实的。在你们合作过的建筑师里，他们是怎么对待构造的？

 

申屠团兵：不管是构造、营造，实际情况是很难做到“表里如合一”。倒过来说，从结构理性来看，实际应用要讲“天时地利”，不合时宜的材料不能用，还要讲“人和”，各单位之间的沟通和配合，最终实现建筑，成就建筑。

 

范久江：就我的个人经验而言，结构是常识，建筑也是常识，这些常识在专业化分工的过程中被蒙蔽了一部分，一个好的作品是需要结构工程师和建筑师非常紧密地、无私分享自己的经验和设计规范背后的常识，在常识中推进。

 

日本结构大师坪井善胜先生说过“结构的美在其合理性的近旁”(A structure's beauty can be found near its rationality.)。我所理解的“结构的合理性”是建筑和结构的整体表达，你们是怎么理解这句话的？结构工程师认为的美是什么？

 

陆洋：这句话的出处背景，更多是对当时结构表现主义的一丝批判，意思是说，结构合理的建筑，并不总是美的。我理解的是，结构的美永远都不可能产生或者是很难达到的。建筑有很强的表达力，是有故事性的、有独特韵味的，结构的美就是规规矩矩的。最终的建筑是面向公共的、在很多限制条件下共同合作产生的艺术品，在建筑表达范围内产生的都是结构的美。另一方面，随着结构的生产制造力越来越高，建筑就会越来越美，作为结构师，我觉得我们永远需要努力。

 

李保忠：如果只简单地用经济性来评判结构的好坏，以现在的人工智能等技术手段，很容易就能实现一个“好”的结构。这样的话，结构工程师的价值体现在哪里？结构工程师是不是仅仅作为一种工具？“好建筑”没有单一的评价标准，国内建筑学界一直对此有着大量深刻的探讨，但结构学界的讨论非常不足，往往还沉耽于高大难项目的自我表扬中。我想“好结构”也要多维度评价，结构工程师要体现自己的价值，也要在结构中融入设计美学的维度。

 

浦欣成：建筑师经常把结构推到绝境上，这个行为是不是也在推动整个结构行业的发展？

 

陆洋：没错，我觉得Zaha就是推动数字化建造的巨大动力。结构是由建筑推动的，材料是由结构推动的，整个行业环环相扣，最上游的建筑设计的职责不仅仅在于空间功能、美学价值，还伴随着推动行业的发展。

 

陈琪：我还蛮好奇的，您之前提到的“结构的透明性”，我们看到的这些项目，结构暴露会对建筑表达产生非常大的影响，在为了实现结构和建筑表达的一体，您和搭档的建筑师具体是如何配合工作的？

 

陆洋：不同的建筑师和项目，配合程度都会不一样。比如罗宇杰老师对木构有非常深入的研究，我们通常会先对他提出的结构方案进行验算合理性以及优化的可能性，反馈给建筑师并由他们做决定。还有的情况是，建筑师给到我们的是结构空白，并且提出他们的结构诉求，我们给出一个简单的结构框架，提供构件尺寸的选择，建筑师再优化建筑形态，然后我们再进行结构验算。也有建筑师会提出，“我们这里有根柱子，你能做多细就做多细”，这个就是比较具体的结构可发挥空间。也有的项目是在任何条件都不确定的情况下，更多的是在前期讨论中口头或者草图上的配合。