表皮作为方法——从四维分解到四维连续

《建筑师》总第110期

刘涤宇

　

建筑表皮是建筑内外空间之间的交界处，是无法用平面投影方式准确表达的二维连续界面。现代主义运动之前，由于建筑技术的限制，建筑表皮往往作为承重结构而存在，且其形态与内部空间结构关系密切，独立性较弱，但以形式美学为核心的古典建筑理论却使建筑表皮具有自足的完形特征。现代主义运动一方面将表皮从建筑的承重结构中摆脱出来，赋予表皮独立的意义，但由于体块、空间等建筑要素和评价体系的引入，使表皮失去了自足的完形特征。今天现代主义方法的延续和教条的破除一方面不再把建筑表皮固定在附属性的角色，另一方面，建筑表皮仍然具有明显的非自足性特征，其“被体块的准线和导线分划，所以它显示出这体块的特性”，[1]并且，表皮的构成方式直接导致了建筑空间的品质和特征。

建筑表皮的构成方式直接来自于表皮满足其特定功能要求的方式。建筑表皮的主要功能体现在建筑的内部空间与建筑外部空间的关系上，可以概括为两个方面：围护和交流。建筑表皮既需要在一定程度上与外部空间相分隔、隔绝外部空间对建筑使用的不利性因素的功能要求，后者则是对外部空间开放和交换能量的功能要求。

建筑表皮用不同的方式满足围护和交流两种基本的功能形成建筑表皮自身的特点，同时也是造就建筑体块和建筑空间组合形态鲜明个性的重要手段。所以，可以把表皮作为形成建筑体块及空间组合形态的方法而存在。这是探讨建筑表皮的一个有趣的视角，也是本文探讨的基本内容。

表皮作为方法的一个典型实例是四维分解法。

“四维分解法”这个词汇来自于意大利建筑学家布鲁诺·赛维的《现代建筑语言》一书，指最早在赖特的建筑作品和思想中体现，并由20世纪20年代荷兰风格派建筑师提倡的一种设计方法。其基本做法是将包含建筑表皮在内的建筑围护构件分解为不同方向的壁板，然后通过壁板的不同组合方式重新构筑建筑的各种要素。“一旦各平面被分解成各自独立的，它们就向上或向下扩大了原有盒子的范围，突破了一向用来隔断内外空间的界限…”[2]（图1）密斯·凡·德·罗在其以巴塞罗那世界博览会德国馆（图2）为代表的早期设计作品中多次应用这种方法，并最终将这种方法推向成熟。四维分解法对现代主义运动产生了深远的影响，所以布鲁诺·赛维将四维分解法总结为现代建筑语言的七个基本原则之一。

图1：里特维尔德，施罗德住宅，乌德勒支，荷兰

图2：密斯·凡·德·罗，1929年巴塞罗那世界博览会德国馆，巴塞罗那，西班牙

四维分解法从建筑表皮的意义上说，有两个重大的突破。首先，这种方法改变了传统建筑形态中承担与外界交流功能的构件在建筑表皮中的从属性，使建筑表皮的围护和交流两种基本功能的承担者获得平等的构型地位。

传统的建筑表皮系统基本构成原则是墙上开窗。在这种表皮系统中，承担围护作用（常常兼结构作用）的墙体构成建筑表皮的主体，而承担交流作用的窗则嵌于墙体上并附属于墙体，建筑表皮功能要求的满足是靠窗的大小和位置来实现。而四维分解法则将承担围护功能和交流功能的界面分解开来，通过重新组合使交流和围护两种功能可以各司其职，在这里，承担交流功能的界面在建筑表皮形态构成中与承担围护作用的界面拥有了平等的地位。不同的界面形态通过透过程度的不同和在建筑表皮构成中所处的位置不同共同承担建筑表皮的基本功能。

其次，四维分解法使建筑的顶面和建筑形态意义上的底面与建筑的四壁在建筑形态上获得相似的重要性，使从建筑形态的角度上，建筑表皮的连续性意义得以拓展，建筑形态的几何学意义也得以加强。

然而，作为方法的四维分解法，将对建筑表皮的特定处理方式作为手段，而其最大的成就则在于空间。流动空间是四维分解法对现代主义运动的最突出的贡献。“盒子一旦被分解，其板面就不再是一个有限空间的组成部分，而构成流水般的、融合的、连续动感的空间。随着时间因素的加入（也许你愿意称之为第四维），动感空间取代了古典主义的静态空间。”[3]

流动空间与其说属于空间形态的范畴，不如说属于空间之间相互关系的范畴。流动空间的“流动”性从根本上来源于四维分解本身造成的空间之间关系的多样化。如果将密斯的巴塞罗那德国馆的空间区分为若干基本的空间单元的话，[4]我们会发现，每一个空间单元自身的特征主要来源于与周边空间单元间的相互渗透，也就是说，流动空间的基本空间单元不是自足的，而是通过与周边空间或空间单元的关系确定下来的。所以有研究者认为：“流动空间的本质在于空间与空间相互关系的模糊性。”[5]而空间之间相互关系本身的界定，尤其是与外部空间之间关系的界定，来自于建筑表皮。而流动空间也就成了表皮作为方法的典型事例——四维分解法的最重要的成果。

四维分解法的基本语言是壁板本身的“隔”与“透”，以及壁板之间关系的“连”和“断”。其所创造的流动空间打破了传统方盒子空间的封闭，而使空间有了延续和流动的可能性。而延续和流动的方向更多限定于平面方向，在三维方向，流动空间仍然没有打破传统建筑空间基本的“层”的概念。

布鲁诺·赛维认为巴塞罗那德国馆“由于所有的壁板都互成直角”，所以只不过是四维分解法的“一个开端”，“抛弃直角而沿着曲斜的壁板能获得更加丰富多彩的空间。”[6]但在之后的建筑师那里，四维分解法更多成为了一种手法而非方法。其留下的更进一步的可能性，有待于以后的建筑师进一步去探讨。

四维连续指的是将传统建筑设计中一般会明确区分的，建筑表皮的不同部分（一般指建筑的顶面、侧墙和建筑体块形态上的底面），用连续但并不封闭的处理方式使其各自成为对方自然延伸的一部分，由此形成建筑在建筑体块和建筑空间形态上具有相应的独特性的设计方法。

四维连续法从20世纪80年代至今，得到了比较广泛的展开和探索。在使用四维连续法的建筑实例中，雷姆·库哈斯的荷兰乌德勒支教育馆（图3）具有一定代表性。另外，MVRDV、B. V. Berkel等当代建筑师的作品中也不乏四维连续法的优秀实例。

图3：库哈斯：乌德勒支教育馆，乌德勒支，荷兰

这里需要把四维连续法和塑性建筑区分开来。后者的代表建筑师如弗兰克·盖里。后者的建筑作品虽然也将建筑的顶面、四壁以及建筑体块形态上的底面处理成连续的方式，但其形成的空间从根本上说仍然是传统封闭的盒子式空间在形状上的改变，虽然空间形状本身十分复杂，但空间之间的关系却仍然不脱传统形式。也可以说，这里所说的四维连续是经过四维分解之后的连续，而不是传统盒子的简单连续化处理。

之所以这么说，是因为四维连续法虽然并不是四维分解法的直接发展，但其继承了很多由四维分解法所开创，并在后来现代主义建筑发展中被普遍接纳的建筑观念。

四维连续使建筑的顶面和建筑体块形态上的底面与建筑的四壁在建筑形态上的重要性更加接近。在这个意义上可以理解为对四维分解在这个方面探讨的进一步发展和发挥。

更重要的是，建筑表皮的围护和交流两种基本功能的承担者构型地位的平等是四维分解法的成果，也是四维连续法得以成立的前提。这样，与四维分解法相似，四维连续法所形成的建筑空间，具有或多或少的开放性特征，正是这种开放性让四维连续法形成的建筑空间具有了自己的鲜明特征。

讨论四维连续的建筑表皮意义，我们可以暂时抛开建筑具体的使用功能和构造方法的特点，纯粹在抽象层面上以形态构筑的方式来探讨。四维连续可以理解为传统四壁连续的建筑表皮在空间维度上的反转，通俗地说，可以叫做“平面立面化”。

由于地心引力的存在，建筑在与地平面平行的方向有着足够的自由度和可塑性，因此形成丰富多彩的空间平面形状。但在第三个维度就有明显的局限性。顶面的形状虽然受限于结构形态，但总还有实现的可能性，而建筑形态上的底面不但受限于建筑技术，更受限于建筑的使用功能，对其自由形状实现的约束性就显得更加强烈了。所以，我们在日常生活中可以看到平面形状千变万化的建筑，而其第三个维度却受到明显的约束。

四维连续法试图对这种现象进行一些突破，而其突破所采用的方法就是“平面立面化”。并在此基础上进一步处理以实现建筑空间和时间的连续和交融。这样做从纯粹的形式逻辑上似乎很简单，但能够完美地与使用功能和建筑技术相结合，却需要建筑师作出更多的努力，花费更多的心血。

四维连续对建筑的革命意义不及四维分解广泛而深刻。但其造成的建筑体块和空间组合形态仍然具有自己鲜明的特征。

空间在高度维度上的直接连续是四维连续法形成的空间的第一个重要特征。建筑大师勒·柯布西耶从萨伏伊别墅就开始探讨空间在高度维度上的连续性，后来他的作品——哈佛大学卡彭特艺术中心对这种可能性作了更进一步的探索。但勒·柯布西耶采用坡道的方法实现空间在高度维度上的连续，空间本身与其交通部分明确分开，使这种探索与四维分解法一样，没有从高度方向打破传统建筑空间基本的“层”的概念。赖特的古根海姆博物馆进了一步，将交通空间和功能空间结合，但其连续、匀质的空间特征与四维连续形成的空间有着明显的差别。

四维连续法能够充分自由的实现，其基本要求是空间底面的非水平面化。在满足空间的功能要求的前提下，非水平面化的基本手段有充分利用空间本身的方向性和功能性要求、空间功能的细分和家具的空间界面化等。[7]而这些手段造成的空间底面倾斜、连续曲面或自由曲面形态，使得建筑的功能空间本身在高度维度上的直接连续，且拥有非匀质的特征具有了充分的可能性。

四维分解创造了空间之间关系的多样可能性。而四维连续在进一步扩展了空间之间关系的可能性的同时，进一步将空间之间的关系与空间自身的形状密切关联。空间之间的关系不仅仅具有流动性，更具有一种塑性和延展性。我们

可以将这种空间特征称为延展空间。延展空间是对流动空间的更进一步发展。

MVRDV的猎宅(Villa Hunting)方案（图4）充分表达了由四维连续形成的延展空间的基本特征。MVRDV写道：“如何用最大限度的私密性和隔离性结合而形成巨大的室内空间？你能想象房屋所有的公共部分被包裹起来形成一个单一而壮丽的空间吗？私密性和隐匿性在这里可以通过处理包层（envelope）得以组织，将卧室与浴室外置于缺口中并统一包裹处理。”[8]在这个“单一而壮丽的空间”中，各子空间之间不是通过四维分解法的“隔而不绝”的方法，而是通过四维连续法的空间的不同形状和不同接触面的连续方法实现空间之间丰富的相互关系。与流动空间相比，延展空间的流动性不仅仅体现在空间之间的关系上，也同样体现在空间单元自身的形态上。

图4：MVRDV，猎宅，荷兰

四维连续法的可能性正在被当代建筑师们不断地探讨和开拓，延展空间本身也在这些探讨中不断地被发展。但地心引力的客观存在却决定了四维连续探讨具有难以超越的局限性。

FOA建筑工作室的虚拟住宅方案（图5）充分发展了四维连续的方法，试图达到数学上著名的“莫比乌斯带”所展示的有趣的空间界面特点。这里塑造的延展空间虽然将建筑空间在高度维度上的连续和延展表达得淋漓尽致，但地心引力让“莫比乌斯带”本身的正反界面的同一性无法在建筑空间体验中获得相应的表达。

图5：FOA，虚拟住宅方案

布鲁诺·赛维总结的现代建筑语言的七个基本原则中有一条“时空连续”。但由于此书编写时，四维连续法的探索还没有开始，所以这一章的内容比起其他章节，充实度和说服力都稍有欠缺。而四维连续法的探索本身，却足以印证并延伸赛维的观点，拓展建筑探索的领域。

如果说四维分解法是在探索一种建筑表达的全新而通用的方法的话，四维连续法则更像是一种挑战极限的探险活动。四维连续法也许没有四维分解法那么广泛的通用性，但其探索对拓展建筑的可能性具有深远的意义。

将建筑表皮的组合特征作为建筑设计的方法，并由此得出建筑空间和建筑形态的新的特点。这属于建筑表皮与建筑其他要素相联系的范畴，也是对建筑表皮进行研究的一个有趣的视角。

20世纪现代主义运动初期的四维分解和从20世纪末至今的四维连续是表皮作为方法的两个典型的实例。这两种方法的产生本身都具有自己特定的时代背景。四维分解法产生于工作模型代替水墨渲染成为建筑师主要工作方式的时代，而四维连续法则与信息技术的迅猛发展和数字化设计方式的充分运用密切相关。

我想，随着对建筑诸要素探索的不断深入，还将出现表皮作为方法的更多应用思路。这是有待于我们进一步探索和研究的。