理论教育 建筑构造技术演变:手工艺与工业化的结合

建筑构造技术演变:手工艺与工业化的结合

时间:2023-10-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:柯布西耶的设想在当时无疑是超前的、先进的。即使柯布西耶自己,在“多米诺”的结构原则提出之后,也花了近15年的时间才得以完整地使用它。当我们回顾柯布西耶从1914—1930年间15年的住宅方案以及建造实践,我们不得不惊讶于在“多米诺”原型的基础上,建筑师通过工业化生产技术形成如此丰富的建筑形式。事实上,在柯布西耶大部分的住宅实验中,结构部分都是在现场通过模板和现浇工艺完成的。

建筑构造技术演变:手工艺与工业化的结合

19世纪后半叶,工业化革命和资本主义的迅速发展刺激了现代城市化运动,人口的扩张、新的交通方式、建筑的集中化使得现代城市产生了日益激进的变革,而这个变革也和建筑工业技术革新的发展和应用密不可分。在城市化过程中产生的商业建筑和工业建筑从根本上颠覆了传统建筑的结构模式和建造模式[4]。虽然19世纪末钢筋混凝土钢结构技术的发展在“芝加哥学派”的高层商业住宅实践中得到了充分施展,但真正道出“标准框架”和“批量生产”实质的确是1914年由柯布西耶提出的被寇蒂斯形容为工业化的“原始棚屋”(primitive hut)的“多米诺”标准结构原型。

1914年,柯布西耶提出了多米诺(masion domino)标准结构(图5-5),一种既可以独立又能相互联系组合的自由框架系统,这也成为建筑构造系统走向开放的起点。虽然,“芝加哥学派”在更早的商业建筑中已经展示了标准框架结构的力量与形式,但并未像柯布西耶这样将其作为一个纯粹的“原型”重点强调。作为针对战后快速重建需求所提出的设想,这个概念不仅为现代主义早期自由、离散的空间组织奠定了基础,还提出了工厂化的批量生产模式,进一步促进了建筑工业化发展的进程。

多米诺框架系统使得空间不再受固有的“墙体”限定,并且可以实现骨架结构的标准化生产。“多米诺”骨架的构想“完全独立于住宅的功能平面:它只承载楼板和楼梯。它由标准构件组装而成,彼此可以相互联系,住宅的组合于是具有了丰富的多样性。同时,钢筋混凝土的浇筑不需要模板……技术公司将骨架销售到全国各地,其组织与定位取决于规划建筑师,或更简便地,由顾客来决定。”[5]部品通用化的理念在“多米诺”构造系统中已经有所体现,在柯布西耶的理想中,结构骨架是可以标准化生产的通用部件,而其他的如窗户、分隔墙体、家具等也可以根据需求批量生产。

柯布西耶的“多米诺”原型为建筑的开放系统展示了一个理想的愿景:如果将一个建筑的各组成部分拆成零部件,分别作为通用的产品在市场出售,那么即使没有建筑师,客户也可以自由地选择产品并由承包商建造,这就是部品通用化的最终理想。柯布西耶的设想在当时无疑是超前的、先进的。他对标准框架结构便于空间灵活组织和多元产品的批量化生产制造前景的判断在多年以后被证明是基本正确的,只不过这个过程并非一帆风顺。即使柯布西耶自己,在“多米诺”的结构原则提出之后,也花了近15年的时间才得以完整地使用它。在这个过程中,柯布西耶进行了大量的住宅实验。

当我们回顾柯布西耶从1914—1930年间15年的住宅方案以及建造实践,我们不得不惊讶于在“多米诺”原型的基础上,建筑师通过工业化生产技术形成如此丰富的建筑形式。柯布西耶在一系列工业化住宅设计中展示了通过模数控制来实现空间、产品多样组合的方法,并且这种多样性的演绎并不影响建造的经济性。由此可见,虽然柯布西耶提倡通过部品通用化实现产品大批量的工厂生产,而同时他也意识到了“定制”对于建筑的重要意义,这一点从传统的手工业时代到机器生产的工业化时代始终都是成立的(图5-6)。

图5-5 柯布西耶的“多米诺标准结构原型”为建筑产品场外预制和批量生产的发展奠定了基础

资料来源:[瑞士]W博奥席耶,O斯通诺霍.勒·柯布西耶全集(第1卷)[M].牛燕芳,程超,译.北京:中国建筑工业出版社,2005:18

图5-6 柯布西耶“批量定制”的工业化住宅实验

资料来源:[瑞士]W博奥席耶,O斯通诺霍.勒·柯布西耶全集(第1卷)[M].牛燕芳,程超,译.北京:中国建筑工业出版社,2005:44,51,59

不过在早期工厂生产技术相对简单的时期,柯布西耶的实验距离理想化的工厂批量生产还有一定的距离,尤其是定制产品的复杂性在机器加工技术条件不能满足的情况下,加入手工的方法是不可避免的(图5-7)。首先,结构骨架的标准化预制并非柯布西耶想象得那样简单,因为结构是建筑构造系统中最重要的部分,结构的设计不仅需要考虑场地环境、建筑的高度和跨度乃至空间组合等多方面复杂的因素,还关系到预制技术本身的成熟度。因此,从理论上来说,在工厂生产一种在大范围内通用的建筑标准框架结构是非常困难的,即使以目前的技术水平,这个目标依然未能实现。事实上,在柯布西耶大部分的住宅实验中,结构部分都是在现场通过模板和现浇工艺完成的。那么对于比较简单的窗户等零部件的工厂批量化生产实现起来是否要容易很多呢?

(www.daowen.com)

图5-7 柯布西耶实现了结构与围护体的分离,可以自由选择产品组合,但大部分的建造依然依靠现场的手工作业

资料来源:Edward R Ford.The Details of Modern Architecture[M].Cambridge,Mass:MIT Press,1990:244,245,248,249

从当下的建筑制造业发展水平来看,答案是肯定的。但在20世纪初,批量生产特制的零部件并不容易,尤其是建筑师对这些构件有着诸多复杂功能设计的时候。柯布西耶在对建筑功能与形式有着重要意义的部件——窗的设计中投入了的热情是超乎寻常的。在1925年的《呼吁工业家》一文中,他这样写道:“我们现在能够以一种新的尺度生产一种新型的可以无限组合的窗。”[6]对于柯布西耶而言,窗户作为采光和获得视野的功能是首要的,但不是唯一的。本顿(Benton)对库克住宅(villa Cook)的水平窗(图5-8)这样评价道:“事实上,它远非标准的滑动式推拉窗,它们有四种类型:固定式、滑动式、平开式和中悬式。”[7]由于构造复杂,这些看起来像是批量生产的窗户事实上只能手工制作,而柯布西耶显然也意识到了这点,“我做了很多这样的‘带型窗’,我注意到这些窗台还不够简洁,这些过梁也过于昂贵……由此,窗户成了房屋中最贵的部件。不仅是窗框,窗洞也必须现场加工处理,更增加了成本”[8]。为此,柯布西耶付出了很多努力来改进窗户,降低其复杂性,提高生产的简易性[9]

图5-8 柯布西耶复杂的定制窗户不能完全实现工业化批量生产,必须与现场手工作业结合

资料来源:Edward R Ford.The Details of Modern Architecture[M].Cambridge,Mass:MIT Press,1990:238,240

当然,在现代主义发展初期,意识到工业化批量生产与建筑特殊需求定制之间矛盾的并不只有柯布西耶一人。在包豪斯学校(Bauhaus School)的教学实践中,格罗皮乌斯开始探索手工与工业化结合的可能性,为了缩小两者之间的差距,格罗皮乌斯坚持在教学中加入不间断的手工艺训练,他认为“手工艺的训练是为了给大量的生产设计做准备。从简单的工具和制作开始,学生可以慢慢掌握更复杂的机器使用方法和解决复杂的问题,同时在这个过程中,学生可以从始至终接触到完整的生产过程”[10]在包豪斯之后,格罗皮乌斯又继续将之前教学的精髓延伸至德国南部乌尔姆(UIM)艺术大学教育中,在那里鼓励学生们研究适合大规模生产的产品设计样品[11](图5-9)。

不过尽管现在代主义初期,诸多建筑师围绕标准化、大规模生产进行了大量工业化建筑实验,在第二次世界大战后开始的城市大规模的重建工程中,这些实验却几乎没有一个影响了商业市场。“最终占领市场的集合住宅所涉及的相对原始、粗笨的技术,与曾经激励格罗皮乌斯和其他现代主义幻想家的复杂的工业化制造方法完全不着边际”[12]

开放系统的发展出现了什么问题?为什么建筑师们手工艺与工业化生产技术结合的实验不能推广应用?在克里斯·亚伯看来,格罗皮乌斯(包括勒·柯布西耶等)关于手工与工业化结合的折中方法的积极意义在于他们看到了从简单到复杂的生产工具手工制作和工业化生产的衡量尺度是相同的。但另一方面,他们并未注意到手工与工业化之间的一些重要区别,不仅在产品的生产尺度上,在设计师对大规模生产过程的人为控制程度上,以及在最终产品可能实现的个性化程度上,两者都有着很大的差异。这种差异在小规模的实验到大规模的生产实践转变中被迅速放大,这个时候建筑师必须面临一个选择:是适应机器生产的批量制造方式,还是继续传统的手工建造方式。对于开放系统的倡导者来说,选择前者是自然而然的,因为工厂化的生产效率带来的经济效益是显而易见的,同时,部品通用化还可以保证整个建筑产业中一种严格的统一性。

图5-9 乌尔姆艺术大学的“Z”形结构样品测试

资料来源:Chris Abel.Architecture and Identity-Responses to Cultural and Technological Change[M].2nd ed.New York:Architectural Press,2000:38

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