建筑真的會有機嗎？

陳婧

1994年，來自15個國家的科學(xué)家在美國聚會，提出“運用新材料和新技術(shù)，與生物界相仿、能感知建筑內(nèi)部的狀態(tài)和外部環(huán)境并做出反應(yīng)和判斷的建筑物”，便是“生命建筑”。難以想象，和地球上的每個生物一樣，這些新穎的建筑具有生命體的相關(guān)屬性。

作為一種生物，你可以看到這些生命建筑具有“肌肉”，例如美國南加州大學(xué)實驗室的建筑設(shè)計師用能自動收縮和舒張的智能材料，讓建筑物的機理像肌肉纖維一樣產(chǎn)生形狀和張力變化，從而根據(jù)受到的振動，改變梁的剛性和自動振動頻率，減少振幅，可以大大延長框架結(jié)構(gòu)的壽命。

它們也有“感覺神經(jīng)”，來自美國的建筑設(shè)計師彼得·富爾把光纖直接埋在建筑材料中作為建筑物的神經(jīng)，光纖是光纖傳感器的一部分，通過感知光信號的相對變化特征，從而輸出建筑物變形和振動的情況；如果建筑物因此產(chǎn)生裂縫，就能通過神經(jīng)傳導(dǎo)機制，發(fā)出預(yù)防的信號。

除此之外，生命建筑還有進(jìn)行調(diào)節(jié)控制的“大腦”，建筑師為控制建筑物設(shè)計了一種計算機程序，模擬真實的神經(jīng)細(xì)胞，能讓建筑在突發(fā)事故中具有判斷能力，或是由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理，送往遠(yuǎn)端的中央處理器處理。日本竹中建筑公司在市中心建了一棟六層大樓，在強烈地震模擬實驗中安然無恙。因為樓的頂層安裝了一個大滑塊，重達(dá)9噸的滑塊會根據(jù)計算機的指令朝反方向移動。

換另一個“微觀”的角度去解讀這種生物，它由典型的生命細(xì)胞組成——分別包括了細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞液和細(xì)胞壁。生命細(xì)胞體作為建筑生態(tài)系統(tǒng)的最小單位，在與環(huán)境發(fā)生關(guān)系時從外界納入物質(zhì)與能量，包括了太陽能、風(fēng)能和熱能。每個建筑生命細(xì)胞與外界環(huán)境之間有分割也有聯(lián)系，因此“生命建筑”也被稱作“細(xì)胞結(jié)構(gòu)建筑”。

倡導(dǎo)有機建筑的美國建筑大師賴特認(rèn)為，“只有當(dāng)一切都是局部對整體如同整體對局部一樣時，我們才可以說有機體是一個活的東西，這種在任何動植物中可以發(fā)現(xiàn)的關(guān)系是有機生命的根本?！痹诠I(yè)社會里，那些水泥澆鑄而千篇一律、毫無個性、號稱“標(biāo)準(zhǔn)化”的“方盒子”，讓建筑物失去了魅力。而另一些形態(tài)各異的“怪家伙”，也因為與周圍的環(huán)境格格不入，而失去了生長的土壤。作為生命體，它是從大地中、它所處的社會和自然環(huán)境中生長出來的。

日本建筑設(shè)計大師伊藤忠雄坦言：“如果建筑不能如同生命，與所在的環(huán)境進(jìn)行對話，就會落入對周圍環(huán)境沒有任何意義的形態(tài)游戲的窠臼?！?讓“方盒子”和“怪家伙”成為有生命的符號，是建筑大師反思現(xiàn)代建筑的設(shè)計源泉，其理念已經(jīng)為更多的建筑設(shè)計師們所認(rèn)同。美國設(shè)計理論家維克多·巴巴納克也在專著中指出，“設(shè)計的最大價值不是創(chuàng)造商業(yè)利潤，也不是包裝和風(fēng)格方面的競爭，而是一種適當(dāng)?shù)纳鐣兏镞^程中的動力元素?！鄙ㄖ闶侨绱?。

在日本，以丹下健三為代表的新陳代謝派將“生命周期”引入了建筑現(xiàn)象，認(rèn)為建筑與生命體一樣，處于不斷成長變化的過程中。從設(shè)計、建造、使用直到拆除，建筑也表現(xiàn)出生命體那般出生、成長、成熟到衰亡的過程。這便意味著建筑不應(yīng)在建成之后就固定下來，而是繼續(xù)成長變化，具有良好的易變性。在迪拜建造的GEOtube大樓，以金屬鋼為結(jié)構(gòu)，通過管線引入海水噴灑其上，使得海水析出的鹽分慢慢凝結(jié)在上面，逐漸生長形成建筑物的表皮，讓大樓表面產(chǎn)生一個水晶般的透明外殼。而聯(lián)合國維也納總部，也被設(shè)計師西薩·佩里設(shè)計成為“開放端式”的生命建筑，留出足夠的空間，在水平和垂直兩個方向生長變化，力求創(chuàng)造一首“永不結(jié)束的樂章”。

在建筑的生命周期中，建筑物的再利用是一個重要環(huán)節(jié)。當(dāng)建筑物走向“衰亡”之后，傳統(tǒng)的拆除會大量產(chǎn)生建筑垃圾破壞環(huán)境，還需要為新建建筑制造鋼鐵、水泥，造成大量的資源浪費。而一旦建筑物符合生態(tài)原則，也是建筑物可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。以丹下健三設(shè)計的山梨文化館為例，除了建筑的“支撐骨架”——電梯、樓梯這些內(nèi)核被固定之外，其他功能體都可以根據(jù)需要增加，如抽屜一般插入或取出，滿足建筑本身成長和發(fā)展的需要。建筑物被拆除時，把這些抽屜取出來就可以了。今天在設(shè)計過程中如果能充分考慮到建筑物的衰亡，明天便能方便地進(jìn)行自然的循環(huán)，為回歸自然創(chuàng)造理想的環(huán)境。

新陳代謝是所有生命體的共同特征，貫穿于建筑的整個生命周期的始末。這一方面指建筑吸收外界太陽能、風(fēng)能和熱能，具有調(diào)節(jié)自身采光、通風(fēng)、溫度與濕度等方面的能力，為可再生性能源的利用提供機會；另一方面建筑又具有自我凈化能力，盡量減少自身污染物的排放，包括污水、廢氣、噪音等。建筑物的這項特征，也正在引起廣泛關(guān)注。

2009年在深圳落成、由Steven Holl設(shè)計事務(wù)所設(shè)計的萬科中心，就以“形式遵循功能”為理念。從能量采集角度來看，建筑物整體懸空，山風(fēng)、海風(fēng)自由穿行其間。它的表皮是“會呼吸”的輕質(zhì)碳纖維，每個方向的墻面都經(jīng)過計算，根據(jù)年度太陽能采集量，控制百葉的開關(guān)和角度，保證采光和溫度，相對同類建筑節(jié)能75%。

不過，在生物有機體需要不斷與外界進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息交換的同時，也需要抵御外界的不利因素，因而產(chǎn)生了很多依賴于表皮的功能，如保護(hù)、排泄、呼吸、溫度調(diào)節(jié)等。隨著新材料、新技術(shù)的迅速發(fā)展，玻璃幕墻、復(fù)合式玻璃幕墻乃至靈敏化智能材料的應(yīng)用，使得建筑表皮由“衣服”發(fā)展為“皮膚”?！氨砥ぁ辈辉偈莾?nèi)部與外部的嚴(yán)格分界線，而是一種多功能的界面。

2010年上海世博會的日本館的理念是“像生命體一樣會呼吸的環(huán)保建筑”。建筑表皮采用了發(fā)電膜材料，鋼筋的使用量消減至普通建筑物的60%。高透明度的薄膜內(nèi)含太陽能電池，具有高效透光、發(fā)電的功能，最大程度地發(fā)揮了自然的力量。當(dāng)然，這樣的建筑在日本并非首例，理查德·羅杰斯在東京Turbine Tower 設(shè)計中，建筑北立面抵御熱交換，南立面則通過技術(shù)裝置可以使其氣溫升高時自動關(guān)閉，氣溫降低時自動開敞，讓“表皮”智能地調(diào)節(jié)溫度。

生物體對外界刺激產(chǎn)生一定的反應(yīng)，被稱為“應(yīng)激”。植物的根能夠向地生長，是植物對重力的刺激反應(yīng)；生命體受到陽光刺激后會朝著太陽方向生長等，也是一種應(yīng)激。西班牙隆卡建筑事務(wù)所推出了一種旋轉(zhuǎn)式公寓住宅，由計算機操縱和控制，里面安裝了一種如同雷達(dá)的紅外線跟蹤器，天一亮，屋內(nèi)的馬達(dá)便會啟動。整座房子像向日葵般一直與太陽保持著最佳角度，以保證每個房間都得到充足的陽光和流通的空氣。太陽下山后，房屋又慢慢回復(fù)到原位。此外房屋還能儲存寶貴的光能，以便陰雨天和晚間使用。

這種應(yīng)激性尤其在房屋遭到損害時，會發(fā)揮傳統(tǒng)建筑所不具備的能力——美國伊利諾斯大學(xué)讓生命建筑做到自我修復(fù)：它的執(zhí)行元件是充有異丁烯酸甲醋粘結(jié)劑和硝酸鈣抗蝕劑的小管。當(dāng)生命建筑出現(xiàn)裂縫時，小管斷裂，管內(nèi)物質(zhì)流出，形成自愈的混凝土結(jié)構(gòu)，這完全像人體血液中的血小板，能夠填補創(chuàng)口，使肌體康復(fù)。而在近年，日本發(fā)展了智能化的質(zhì)量阻尼技術(shù)。地震發(fā)生時，生命建筑中的驅(qū)動器和控制系統(tǒng)會迅速改變設(shè)在建筑物內(nèi)的阻尼物的質(zhì)量，改變阻尼物的振動頻率，以此來抵消建筑物的振動。當(dāng)?shù)卣鹪斐山ㄖ锎蠓駝訒r，生命建筑就能在災(zāi)害發(fā)生時保護(hù)自己，生存下來。