生命的机能——论现代建筑的“生命空间”，本文主要内容关键词为：生命论文,机能论文,现代建筑论文,空间论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
［中图分类号］J59－05 ［文献标识码］A ［文章编号］1008－9675（2009）04－0084－06
一、生命的空间
勒·柯布西耶、赖特等现代主义建筑师在进行新建筑的探索中，高度重视建筑同自然之物及有机生物的联系。柯布西耶认为，世界万物都受“宇宙法则”所支配，自然界或宇宙间存在着一条“轴线”，一切客体或一切现象顺应它排列。他说：“这条轴线引导我们去推测宇宙中一切行动的统一性，去承认一个太初的惟一的意志。物理规律都是由这条轴线引起来的，如果我们承认（并热爱）科学和它的成果，那就是说，它们使我们承认它们是被这个元始意志决定的。如果说数学计算的结果使我们感到满足和和谐，这是因为它们来源于这条轴线。如果，根据计算，飞机的外形像一条鱼，像自然物体，这是因为它重新找到了轴线。如果独木舟、乐器、涡轮机，这些实验和计算的成果，在我们看来都像‘有机的’现象，这就是说，像某种生命的载体，那是因为它们排列在轴线上”。[1]柯布认为建筑是一种“生物体”，具有生物学意义，建筑师应当学习自然，遵从统一的“宇宙法则”。
赖特提出“有机建筑”理论，认为建筑应当是“活”的，与一切有机生物体相类似。他说：“现代的活的建筑观念首先就是‘有机’，‘有机’是我们赋予这新建筑的词汇。”“我们可以在所有自然生物固有的过程中演绎出规律，用作好的房屋的基本原理。”[2]赖特从泛神论的自然观出发认识和思考建筑，以活的生命之物所固有的整体性指导设计，遵循自然的“内在原理”。
探索与创造有机的具有生物体特征的“生命的空间”，是20世纪上半叶现代建筑运动的主线。柯布西耶的萨伏伊别墅、朗香教堂、哈佛大学视觉艺术中心，赖特的流水别墅、西塔里埃森、古根海姆博物馆，奈尔维与维泰洛齐设计的罗马小体育宫，阿尔托的赫尔辛基文化中心，尼迈耶的圣·弗朗西斯教堂，小沙里宁的环球航空公司候机楼等现代主义建筑都体现着有机生物的意象。
上世纪60、70年代，社会开始步入信息时代或后现代，生态建筑的理论探索与实践不断发展，复杂理论、智能理论、混沌理论、系统论等兴起，建筑同自然的关系及其有机生物体的特征受到学者与建筑师、设计师的普遍关注，与自然和生命之物的联系日趋紧密，探索与创造“生命的空间”成为当代学术研究与设计创作的突出特征。
以新陈代谢理论为基础，日本建筑师黑川纪章提出的“生命时代建筑”的观点。他认为现代主义时期的“机器时代”正向信息时代或后现代的“生命时代”转移，“生命时代的建筑将在分形几何学的基础上发展”，因为“分形几何学是生命本身的原则”，其具有复杂性、模糊性、不确定性、历时性、共时性、变生、共生及新陈代谢等生物特征。黑川纪章经常采用“生命系统”、“生物学”等词语论述建筑。[3]
从复杂理论的认识立场出发，查尔斯·詹克斯提出“宇源建筑”（Cosmogenic Architecture）理论，主要论点包括：建筑应尽量接近自然并使用自然语汇；建筑反映宇宙源生力量的本质（自组织、衍生等现象）；建筑反映系统的组织层次、多价性、复杂性与混沌特征；建筑应建立自下而上的参与性系统以保持最大程度的差异性；建筑应借助现代科学发现宇宙规律等。”[4]詹克斯的“宇源建筑”理论将建筑置于复杂的宇宙与自然生命系统中加以认识。
我国著名建筑学者、建筑师吴良镛提出“广义建筑学”理论，借助于复杂科学的方法论研究建筑，将建筑置于“复杂巨系统”中认识，自然系统是该复杂体系中的基本的构成框架。他将“宇源建筑”理论、“生命时代建筑”理论作为当代新建筑研究的重要内容及“广义建筑学”论点的基本素材或支撑。[5]雅克·赫尔佐格（鸟巢的设计者）认为文化、人造物与自然生命体之间具有一致性，他说：“对我们所思考的联系自然、社会、人工和文化之间的东西来说，连贯性（一致性）是个不错的词。在我们的工程中，我们试图增强和发展这样的连贯性。这种方法可以被视为对汇编自然和文化信息的密码的寻找过程。”他将自己的建筑作品当作一种人工的自然，“就像一个生物体而不是一座建筑”。[6]让·努维尔说：“当您看到自然在动物界和植物界的创造时，您也许注意到这种创造的非凡境界。我只是自然界的一个偶然，生产我所生产的，我除了将自然的疆土扩展以外，没有做任何事情。在这种意义上我的作品可以被比作自然的片断。它也许是一种人造的自然，但自然本身也在生产着各种不可思议的东西。我不知道用‘有机’这个词是否恰当，因为这是个在建筑领域被赋予太多内涵的词。但对我来说，在某些建筑和某些自然现象之间存在某种相通之处。”[7]
二、生命的机能
现当代“生命的空间”的研究与探索具体地展开于建筑的形式、功能、结构技术、生态环保等综合层面，发掘建筑空间的生物体的活性特征及生命的“机能”是“生命的空间”研究探索的重要方面。建筑学者、设计师从自然与生命的哲学观审视、观照建筑，将建筑置于大的自然及宇宙系统中加以认识，使其遵从统一的“宇宙法则”，基于生物学原理与生命体的逻辑思考与构建建筑的各种功能与关系，使建筑具有“呼吸”、“循环”、“生长”等各种生物体的机能，并与自然与环境相共生。以下是一些代表性的例子：
呼吸
现代建筑运动的开拓者柯布西耶将建筑视之为“遵循数学计算”的生物体及有机的“器官”或“器官”组合，具有诸多生物体的特征与机能，遵循“呼吸法则”、“循环法则”、“视觉法则”等自然法则，具有“心”、“肺”、“动脉”、“淋巴”等“器官”的机能。柯布认为生命的基础是呼吸，因而，在新建筑的探索过程中，他着力探讨构建具有生物学特征与意义的建筑的呼吸系统。在上世纪20年代的莫斯科中央局大厦的设计中，柯布探讨“精确呼吸的房屋”。柯布认为人的呼吸温度不变、湿度恒定，因而，建筑空间也应当保持恒定的温度和湿度。为此他在建筑内部设置了一个“生产精确空气的工厂”。在这里生产出18℃的空气，湿度根据季节的需要而变化。运用一个鼓风机把生产出来的空气通过通风管道送进建筑内部的各个空间（吸气），同时使用另一台鼓风机抽取等量的空气，将废气排放出去（呼气），以此方式保持室内的空气流通及恒定、舒适的温度与湿度，使室内空气有条不紊地循环。
在上世纪60年代哈佛大学视觉艺术中心等建筑物的设计中，柯布西耶通过设置“波动的玻璃墙面”构建建筑的“呼吸”机能。他设计了由楼板直抵顶棚的宽27－43cm的竖向缝窗口，其构成“通风机”，纵贯的活动百叶可以随意调节，利用建筑受光与背光立面之间单位体积空气重力的差异（这种差异源于太阳方位造成的两个立面的温差），促进自然的空气流动。与之相配合，在盛夏高温时段还可以通过安置在楼板或顶棚上的风扇来制造强气流，促进室内空气流通（图1）。在这里，柯布赋予建筑“相应的生物学与适宜的形式”。
图1 波动的玻璃墙面
当代建筑师以新的有机建筑、生态建筑、智能建筑的理论为支撑，运用信息化的新的技术手段，不断发展建筑的“呼吸”机能。托马斯·赫尔佐格长期致力于“会呼吸”的自然通风的建筑研究，力求使建筑能更有效地适应气候变化，节省能源并且更加智能化。他设计德国博览会汉诺威公司办公楼设置双层玻璃立面或“表皮”，两层表皮之间形成的走廊类似一个大容量的通风管道，根据压力不同，外层立面上的自动控制百叶会将外部空气引入，接着，这些空气通过可开启的内皮的窗户进入办公室内部。内皮的窗下墙排布较小的风管，在窗户关闭时也能导入空气，根据需要，自然通风与机械通风综合进行（图2）。楼内人们排出的废气通过楼板下的中央管道系统逐层收集，然后经过连续的竖向通风井一直被提升到大楼顶部，继而排出——高楼产生的强大上拉力和楼顶的强风形成强有力的抽吸效应。该建筑“呼吸”的温度能够调节，在夏季，由于内外两层表皮之间形成空气大量流动，太阳的热辐射甚至未能进入办公室即被直接排出。在冬季，双层表皮具有良好的保温效应，人们呼出的废气排出大楼前，会通过一个位于排风管井顶部的旋转热交换单元回收热能，此热能被用于预热从室外吸入的新鲜空气。
图2 汉诺威公司办公楼
诺曼·福斯特设计的伦敦市政厅也通过新技术手段使之具有“呼吸”的机能（图3）。建筑呈一个不规则的卵形，一侧内倾形成自身的阴影，以减弱日光的热辐射，新鲜空气通过旁边的装置吸入建筑内部，并通过风道上升的吸引力将其输送至内部的各个空间，排出的废气被抽向地下的装置，排到外面。内倾部分设置的可开启的窗户也起着空气交换的作用。楼顶的光生伏打电池板（Photovoltaic Panels）利用太阳能提供建筑换气泵的能源。建筑内部人们呼出的废气的热能也被储存和利用。
图3 伦敦市政厅
循环
上世纪初柯布西耶即致力于建筑空间“循环”机能的探索构建。他认为作为有机体，建筑应当具有“血管”、“淋巴”及“动脉”、“静脉”系统，肌体的“循环”机能通畅。柯布的“循环”理念包括空气流通、交通等多方面与多系统的“循环”，空间交通、流动的“循环”是重要方面。柯布认为建筑空间的交通系统应当组织有序，流动自如，畅通无阻，如同人体中有机运行的“动脉”和“静脉”系统。30年代设计的苏维埃宫表现着空间的“循环”特征。该建筑是一个包括大厅、办公室、图书馆、餐厅等空间的巨大的综合体。柯布构建了一个有机循环的空间网络，建筑外部形体与城市环境相结合，行人、汽车及有轨电车交通彼此分离，互不干扰；建筑的各个空间或“器官”相互关联，多样化的通道使之构成有机连通与流动的综合的有机体；空间内部设置了多重连续斜面坡道，人们不需要上楼梯，可以便利地“流动”到各个“器官”之中（图4）。该建筑是“遵循数学计算的生物器官”，表达了“宇宙统一的法则”，其“遵循重力法则，遵循材料强度法则，遵循声学法则，遵循视觉法则，遵循循环法则……”[8]
图4 苏维埃宫（模型）
库哈斯运用新的手段延续与发展了柯布的理念。图苏大学图书馆方案构建出具有高度“循环”机制的空间流动网络，空间与通道多样化、不规则和不确定，四通八达，空间“肌体”内的流动极为畅通——其形式也是“分形”的，相似人体中的“动脉”与“静脉”的分布形态（图5）。在法国国家图书馆的设计方案中，库哈斯运用电梯系统构建空间的“循环”系统。藏书室、阅览室、会议中心等内部房间犹如机体内的“器官”不规则地分布于空间之中，9部电梯犹如“动脉”与“静脉”在内部空间中有机地进行“循环”与“输送”（图6）。
图5 图苏大学图书馆（模型）
图6 法国国家图书馆（模型）
实验建筑师格雷科·林恩进行的克莱堡住宅改造项目构建了一种新的建筑内部和体表的“循环”机制。他设计了穿插交错的交通体系，构成多样化的组合。该系统外挂在原有建筑外表皮之上，使建筑内外空间获得通畅的交通、流动的网格，如同人的皮肤与内部器官的“循环”联通的关系（图7）。
图7 克莱堡住宅改造项目
生长
很多建筑师、设计师探寻发掘建筑的生长机能。上世纪30年代，在当代艺术博物馆的方案中，柯布西耶遵循着“有机生命呈现出的秩序中生长的自然法则（柯布语）”。先建造中央展览大厅，以后，根据需要和资金情况，围绕中央展览大厅及方螺旋结构不断加建新的展厅，使建筑不断“生长”，采用标准的柱子、顶板与固定和可拆换的膜状隔板，使建筑便于不断构筑（图8）。柯布说：“博物馆可以随意扩展，其平面是螺旋形——真正和谐而规则的生长形”。
图8 当代艺术博物馆
赖特认为建筑与一切有机生命相类似，总是处在一个连续不断的生长及发展进化中。他的西塔里埃森设计即表现着这样的特点。此房屋以当地的石块砌筑，上覆木料和帆布，房屋的形态能够根据不断发展变化的新的需要而加以增减改变。
黑川纪章认为新陈代谢建筑理论建立在会生长的生物模型的基础上。在70年代设计建造的世界博览会宝美馆中，黑川设计了可供插入的框架体系，可以根据需要插入由工厂预制的不同功能的可供居住、生产用的座舱，在体系的末端还可以继续接受新的构建与新的单元，构成可以无限延伸发展的结构，能随着时间序列的递进与需要而发生各种变化。他设计的东京中银舱体楼也体现在“生长”的特点。中心筒是一个具有一部电梯和楼梯的竖向通道，围绕中心筒使用高强螺栓以悬挑方式固定类似容器的房间单元，这些单元可以根据使用者的愿望来增加减少或更换（图9）。
图9 中银舱体楼
西萨·佩里提出“开放端”（Open End）的创作理念，倡导建筑的生长性以适应未来的发展和变化。在柯姆萨特研究所的设计中，为适应科学研究未来发展的需要，佩里在水平方向留有“开放端”，使之形成一种未终结完成的状态，为复杂技术项目研究的未来发展提供余地。在维也纳联合国总部的设计方案中，佩里进一步发展了“开放端”，建筑可兼在水平与垂直两个方向上生长变化。
林恩主张建筑应当成为有机体一样地生长、呼吸的“生机勃勃的形式”（animate form），建筑师应制定个性化和可变异的方案，像生物学模型那样，构建生成建筑空间。林恩的“胚胎学空间”方案探讨建筑空间的“生长”机理。该“生长”的性质体现在两个层面：其一，参照生物学模型及生物肌体的生成程序，利用计算机技术及各种新的智能化手段“培育”出新的空间形体，过程同生物体胚胎的“培育”或“发育”过程相一致；其二，生成的建筑空间具有开放性，能够根据新的需要而继续“生长”和进行改变（图10）。
图10 胚胎学空间
孕育
一些学者与建筑师、设计师将建筑的空间设计与人类的母体及生命的孕育过程相联系，使之具有人类母体的诸多特征和机能。国内学者赵鑫珊认为人类的空间需求具有母体或“子宫”情结：人类，不管处于何阶层均来自母亲的子宫，无一例外。子宫即是人的元（原）卧室，受精卵着床于子宫内膜后，自母体吸取营养、排出废物，成长发育。子宫内是温馨的，是“孩子的宫殿”。他认为人的一生，时时都有回归子宫的倾向和冲动。例如在睡眠时人们都希望卧室是小的、温暖的、暗的、静的，卧室的一切包括床单、被子、窗帘等是阴柔、柔软的，甚至人的最舒适的睡眠姿势也同母体中的姿势相似……（图11），基于此，赵鑫珊提出建筑的空间设计应当遵循人类孕育的基本状态，即具有人类母体器官的特征。
图11 胎儿在子宫内的姿势
乌什达—芬蒂里合伙人事务所提出“建筑是居住的有机体”。其为一对青年夫妇设计的索芙特与哈里住宅形态上隐喻着女性及母体器官，并且具有相关的机能。该住宅的内外空间由各种卵形、圆弧形及各种膜状形态构成，这些形态相互粘接、缠绕，构成有机交合与循环流动的空间图像，暗示生命的孕育过程，表现着空间的“生命的摇篮”的意味。（图12）
图12 索芙特与哈里住宅
自调节
自然界的生物都具有自调节机能，趋利避害，适应外界气候与环境，进行自我保护。很多当代设计师也进行建筑自调节机能的探讨，并且与数字化的智能设计相联系。
努维尔认为自己的作品是“自然的片断”。他设计的阿拉伯世界研究所是建筑自调节机能的早期范例，南立面的玻璃幕墙满布照相机镜头般的可调节的光圈，由电脑根据太阳的运行状况控制光线射入，使室内保持稳定的光照。吉西·大卫设计的赫吉住宅利用“旋转罩”对光线和温度进行调节。这是由计算机控制的遮光天窗，它能随季节或一天当中时间的变化而自动转动。在冬季的白天，隔热旋转面板朝向北方，室内导入温暖的阳光，到了晚上，面板旋转到下方堵住联通室内的三角形通道，阻止热量散失。在夏季的白天，面板朝向南方挡住南面的阳光，接受北面光线，在满足照明的同时使室内获得的热量减到最少（图13）。
图13 赫吉住宅
圣地亚哥·卡拉塔瓦的密尔沃基艺术博物馆的调节系统仿佛大鸟的翅膀，由钢肋拱与遮阳百叶构建，能够根据不同时期气候的变化调节日光的摄入量。如果传感器探测到风的时速超过23.6英里，系统将自动关闭（图14）。卡拉塔瓦否认他的设计单纯地模仿自然形态及一般意义上的“仿生”，而是遵循“自然的法则”，基于对“自然界中生物的形态是产生其形状的物理力的痕迹”这一原理的认识。
图14 密尔沃基艺术博物馆
努维尔设计的巴黎广告公司总部也具有自调节机能。建筑能够感知外部天气状况而加以结构形态的改变。在阳光普照天气暖和的时光，屋顶巨大的玻璃翼面会自动打开；天气变坏时，玻璃翼面则自动关闭（图15）。
图15 巴黎广告公司总部剖面
表情
一些建筑师、设计师试图使建筑具有“表情”，能够对人的各种活动作出反应，并表现各种“感情”。实验建筑师、设计师与艺术家组合NOX致力于建筑与新媒体艺术结合的研究。构建“聪明”的建筑是他们实验探索的重要方面。所谓“聪明”的建筑指建筑具有自身的内部逻辑和感觉能力，能对参观者的行为活动做出反应，显现各种“表情”，与参观者进行互动交流。他们设计的荷兰水上展览馆（Fresh Htwo Oexpo）设置了复杂的传感触发式多媒体装置系统，各种传感器探测、感知参观者的存在及各种行为，并以多元集成系统的方式对参观者的状态进行反应，引发空间形态、图像与色彩相应性的“表情”变化。建筑空间与空间中的人积极相互动（图16）。
图16 水上展览馆
在交互式塔的设计中，NOX运用综合方式使建筑物对人的各种心理状况进行反应。它是一个由多种媒介组成的交互系统，包括一个实体建筑物（塔）、一份调查表和一个网站，3个部分彼此关联。调查表由鹿特丹的艺术家Q.S.塞拉芬编写，它记录着人们每天的情感，如厌恶、喜爱、快乐和恐怖。调查记录的结果在网站上以图表方式加以发布，这4种情感通过4种颜色表现：绿色、红色、蓝色和黄色；建筑物（塔）的灯光照明也是这几种颜色——这4种情感也体现于建筑物之上，这样，在当地就有了一个反映人们当天情绪变化的构筑物（图17）。
图17 不同光色中的交互式塔
结束语
现代建筑运动的开拓者柯布西耶、赖特上个世纪初即开始了“生命空间”的探索，提出建筑具有有机体、生物体的特征，建筑创作应当遵循“宇宙法则”，受自然规律所支配并构建生物体所具有的各种机能。
当代建筑师继承和发展了现代建筑运动关于“生命空间”的探索，进行形形色色的设计创作实验，以复杂科学、混沌学、系统论、生命哲学与生物学的观点和方法认识和思考建筑，将建筑置于大的宇宙与自然系统中加以观照，并以各种新技术手段探索构建建筑的各种生物性的“机能”。将“人造物”的建筑视为具有生命特征的“生物体”，使建筑内涵不断丰富，关系不断复杂，设计思考走向有机和开放，这些有益的探讨预示着未来建筑的发展走向。
收稿日期：2009－01－10