新疆大学 830047
摘要：本文以建筑形态创新为研究对象，引入结构技术对建筑形态创新所产生影响的视角，并以卡拉特拉瓦的经典建筑为例提出了其建筑作品在结构形态构成上的三大特点，即：诗意动态的设计思维---非物质性结构；理性的仿生演绎——生命结构；科学的力学分析---优化结构。
关键词：卡氏建筑、仿生建筑、仿生结构。
刘先觉先生曾经预言：“未来的城市将是仿生和生态的城市。”仿生是人类在改造世界的过程中学习到的重要生存手段。
纵观卡氏的作品，总能被他的想象力和对结构的理解力所震撼。卡氏在观察人体及其他生物骨骼和植物后，他总能从中提取结构形式并将其转化成为最适合的钢筋混凝土结构形式；他总以最不可思议的想象力表现出力的传递、结构的力量。卡拉特拉瓦设计的建筑形式并不是直接模仿生物体的样式，而是用理性的几何眼光去观察自然，发展雕塑般的空间和具有动感的建筑新形式。
1、诗意、动态的设计思想——非物质性结构
卡拉特拉瓦的建筑作品中所体现出的结构非物质性，并非是说可以没有或者忽略其必要的物质依托与相应的形式载体，而是设计者着重强调了构成建筑结构形态的精神属性和智慧形态。卡氏建筑的结构非物质性，注重的是知识、情感和技能。卡拉特拉瓦是一位对物体的动感着迷的建筑师，他信奉“运动就是美”并欣赏古典建筑主义雕塑中人们运动的姿态。他认为“运动存在于日常生活中”，生活中可见的单纯动作都可作为建筑运动的基础。他断言：“建筑绝不是静止的，相反应该说建筑是运动的物体。”动态、变异和时间组成了卡拉特拉瓦建筑构思的基本观点。他认为结构设计从结构设计到建筑体到构件，应该能够活动以适应各种外部条件的变化，即使其中的一点受到破坏，也会像有机体一样再次找到平衡点。
1.1“感情移入”思想
“感情移入”思潮提倡认识自然，并把某些类似于人类对自然的感情带入生活，承认创作者的突出地位。卡拉特拉瓦的作品中那些丰富多彩的建筑结构造型总是充满了对地中海深情的回忆。我们从卡拉特拉瓦2004雅典奥运会体育馆设计方案中，可以清楚地看到这一点，这个被称为“奥林匹克梦想”的体育馆建筑的设计灵感来自于中世纪的拜占庭建筑。两只半透明玻璃钢制穹顶横跨球场上空，半透明玻璃悬于座位区之上，可以让日光进入又可以阻隔热气，蓝白色的基调源于爱琴岛的阳光，卡拉特拉瓦希望这个有钢、混凝土、看得见风景而且带着雅典之光的建筑能给人留下难忘的映象。
1.2动态设计：动态仿生
在《圣地亚哥?卡拉特拉瓦“活的结构”》一文中对卡拉特拉瓦“活的结构”的描述 他是把结构当成活的有机体来理解的，它的兴趣在于这种动态概念的结构。
以密尔沃基艺术博物馆为例：密尔沃基美术馆的整个造型像一只巨大的海鸥，静谧地停歇在像大海一样却风平浪静的密执安湖的湖畔。无论是屋顶的“翅膀”造型的桅杆结构，还是建筑内部如同鸟类肋骨形状、富有韵律之美的柱子和桁架结构，都能让人一目了然地看出这些都是由鸟类的骨骼结构所衍生出来的。这种结构不但有着一种自然之美，更加增强了建筑的韵律感和节奏感，更体现了一种对自然的敬畏和对生命的尊重。
美术馆屋顶的百叶角度是可以随着阳光的角度改变而改变的，正如鸟儿的翅膀在一天当中不断地舒展和收缩，形成了一种飞翔的姿态，让建筑真正地动了起来。
2.理性的仿生演绎——生命结构
卡氏在观察人体及其他生物骨骼和植物后，他总能从中提取结构形式并将其转化成为最适合的钢筋混凝土结构形式；他总以最不可思议的想象力表现出力的传递、结构的力量。卡拉特拉瓦解释说“在自然界中你可以找到一些法则，它们能够应用到建筑设计上，这些法则包括生命有机体如何改变自己的形状、生长和移动。
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2.1生命结构一 ---蔓生的植物
里斯本的新门户---东方火车站（Orient Station），根据卡拉特拉瓦的想法是希望在水泥陆桥上造出一小片树林，他藉由大自然所引发的灵感创造出另外一种建筑的可能性。卡氏把这个车站的设计扩展为一个城市规划的命题。他把车站站台建在距地面11m的桥梁结构上，让原本与铁路垂直的一条大道从铁路下面通过并与整个车站建筑群有机地连接起来。车站坐落于并列平行的双拱桥结构上，玻璃和钢形成的伞形结构，互相协调，组成一个78m x 238m相互交织的屋顶系统，覆盖着八条高架铁路轨道，被当地人称之为“山边的白桦树林”。
2.2生命结构二 ---活力之眼
1991年，通过设计竞赛，卡拉特拉瓦获得了在他的家乡瓦伦西亚建造一个科学博物馆和天文馆建筑群的机会，球形的天文馆被覆盖在一个跨度为90m的巨大混凝土透明的弧形拱顶下，主顶梁的两边是平行的弓形结构，玻璃天窗底下是类似骨架的钢铁冀肋，冀肋通过充空气的压杆来控制，可以像眼帘- -样自由开合：在罩的一侧，一个巨大的门上下开启与闭合，露出里面的球形天文馆，就像是一张一合的眼帘.当这种运动反射在前面的浅水池中时，眼睛的联想就更为强烈了。
2.3生命结构三 ---扭转之脊
卡拉特拉瓦的第一座摩天楼，被称作“扭转大厦”（Turning Torso），这是一栋位于瑞典马尔默的极具创新性的54层高楼，楼梯的扭曲达到90度。这栋楼的设计，灵感来自于人体的脊柱。这座大楼高度为186m，共54层，分成九个独立的立体单元。每个单元有五层，九个独立单元以中心为轴，逐渐扭转，每层楼面都有各自的特色，楼层越高，大楼的主体核心越小，居住面积相应增大，而外部不变。整个大楼以90°盘旋而上，像人体的躯干一样自由扭转，极富动感。
3.科学的力学分析---优化结构
稹文彦说：“能够把握细部是建筑师成熟的标志”。卡氏无疑是其中的佼佼者，他总能把建筑的功能以优化的方式发挥到极致。优化就是让一个系统通过最小的代价取得最大的效益，其最终的目的就是要寻找临界点附近的一个狭小的最优区域。而优化的方式就是对细节的精准把握。卡氏对细节的把握绝不仅仅表现在结构的优化上，也表现在充分利用建筑空间和追求美学价值上。卡氏把优化后的构件用清晰可辨的结构系统结合在一起并通过他大胆独特的想象力使之淋漓尽致地表现出来，形成自己独特的建筑设计。典型的卡氏美学结构体系包括箱梁系统、人体支撑和倾斜拱等等。因此卡氏的建筑结构往往更多地体现出一种美学价值，一种设计观念。
4.结语
综上所述，我们进行的建筑创作活动就是利用掌握的物质技术手段，在科学规律和美学法则的支配下，通过对空间的限定和组织，创造一种内部与外部的适居环境，以满足人们物质与双重需要。卡拉特拉瓦正是用自己独特的建筑语言完美的诠释建筑结构中所体现出的物质与精神的关系，结构与形态的关系。诚然，并非所有人都能具有卡拉特拉瓦那种超人的天赋和对艺术的感悟力，但是我们每个从事建筑设计的工作者，都有条件通过自己的努力更自觉地以科学态度和人文精神去关注建筑结构技术的应用，使建筑设计作品更具魅力和创造力。
参考文献
[1]李伟论文《结构的意义——对卡拉特拉瓦建筑结构形态的解析》。
[2]崔晓玉，黄云峰 论文《浅论圣地亚哥?卡拉特拉瓦建筑结构的美学逻辑》。
[3]图片来源：如许浅言的博客。
[4]杨洲，建筑师手记 系列二十《动感和诗意的新哥特风格 ——圣地亚哥?卡拉特拉瓦建筑》。
[5]崔晓玉，黄云峰 《浅论圣地亚哥?卡拉特拉瓦建筑结构的美学逻辑》。
[6]王汉军，《班门》MOOK第三期《铁之温》。
[7]刘翔宇，《对于“卡氏”优化的结构设计观的探索》。
论文作者:刘静
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年10期
论文发表时间:2019/9/16
标签：卡拉论文; 结构论文; 建筑论文; 拉瓦论文; 建筑结构论文; 形态论文; 物质性论文; 《建筑学研究前沿》2019年10期论文;