课程回顾｜“帽子戏法”——建筑学系三年级构造课下

专题

先锋建筑

2021-1-6 17:30

课程介绍

任课教师：张海翱副教授

课题介绍

《建筑构造》是一门研究建筑物各组成部分构造原理和方法的课程，其主要任务是根据建筑物的使用功能和艺术造型，提出经济的构造方案，作为建筑设计中综合解决技术问题及进行施工图设计的依据。

近日，建筑学系构造课的全体学生完成了《建筑构造（2）——帽子设计》的教学任务，共交付12组设计方案与实体模型。该门课程鼓励学生以小小的帽子作为载体探索建筑形态结构的可能性，结合案例分析与大设计课选取一个节点进行研究，选取制作材料，用一个线索串联起来，可以是向大师致敬，可以是节点的突破。本次课程邀请到2位知名的实践建筑师为同学言传身教：上海都设建筑设计有限公司执行董事、总建筑师凌克戈与江苏中锐华东建筑设计研究院有限公司董事长荣朝晖莅临指导，通过实体模型的构造与真人佩戴展示过程加深帽子的视觉冲击力，增加学习的深入性和趣味性，提升教学和自学的质量。

学生作品展示

IDEA HAT

小组成员：

刘心玫，严亦禹，赵玳瑶，徐唯钰

设计说明：

If Design Equals A ? - Hat

我们的设计灵感来源于科洛尼亚古埃尔教堂，高迪在设计时用绳子悬挂重物，得到的下垂线作为建筑的结构形态，实现了从手工形态模拟实验到大尺度建筑物构造的转变，创造了充满想象力的内部空间与外在形态。

那么，这样的一种手工造型的方式能否运用到其他尺度的设计上呢？在大二的车站亭课程设计中（IDEA车站亭设计小组成员：许可、徐唯钰、刘心玫），我们设计了四种基本尺寸的圆环状构件，经过平面铺设、初步绑扎、定点悬挂、调整定型四个步骤，通过环状构件之间的相互挤压形成“unexpected”的亭子形态。

接下来，我们试将车站亭的形态获取思路延续到帽子的构造上，即用小尺度的圆环构件形成未知的帽子形态。在对整体效果有初步设想之后，选择了红色透明亚克力、白色尼龙扎带以及填充的镂空相切圆布料作为材料，并对每一个单元的尺寸和形态及相互之间的连接方式进行了确定。在单体的设计上，设置了四种基本尺寸，通过内部波浪线的形态增加与扎带之间的摩擦力。结构间的部分具有可选择性，在这个帽子的制作中，我们也对镂空与填充的位置和比例进行了设计与调整。最终形成符合人头骨尺度的有机形态。

风

小组成员：

卢湘粤，左艳霞

设计说明：

材料：来源于设计课建筑的屋顶材料——穿孔铝板，用铁丝网代替。用白乳胶赋予其穿孔铝板不规律穿孔的质感。

形态：帽檐代表风的秩序。帽檐由四片组成，两两通过金属环扣连接自然形成肋。帽顶代表风的自由。由金属网面非对称地卷成筒状结构，筒状结构再弯曲形成圆环，在形成结构的基础上，自由出挑，构成螺旋的造型。

呼吸的帽子

小组成员：

左亚汐，闫家豪

设计说明：

我们的帽子命名为“呼吸的帽子”既是对我们大设计“呼吸”这一概念的回应，也强调了整个帽子在不同状态下可动的主要设计。

我们主要选择了卡拉特拉瓦的阿尔克伊公共大厅的屋顶栅格作为我们的案例参考。卡拉特拉瓦总是将仿生学作为灵感，将机械动力作为实现的手段，建造出富有标志性的、灵动的建筑。阿尔克伊公共大厅也同样具有他鲜明的个人特征。在地面栅格的处理上，每一条栅格的轴承位置有微妙的区别，利用传动结构，栅格被折起时则会产生类似鱼骨与山脊的曲线。通过栅格舒展与折起，对下部空间也形成了不同的影响。这与我们大设计中，通过板片开合与角度变化，从而调整通风和遮阳的构造设计不谋而合。

参考这一单体结构与他的其他实验模型，我们试验并设计出一个可动的结构单体：通过滑轨，小三角结构的进行舒张，从而带动大三角结构上下伸展。其中，我们将吸管穿孔作为活动组件，牙签作为轴，轻质木杆作为主要形体，实现手工制作。十个结构单体互相连接，最终形成半圈可以开合的帽子。

光旒

小组成员：

李昕宇，金飞灵

设计说明：

“光旒”的灵感来自于建筑立面的一种遮阳构造——纵横遮阳板，通过调整纵横板的间距和夹角应对各向的强光。其遮光的特性使设计者联想到古代统治者礼冠上悬于面前的构造——冕旒。据说旒是为了“蔽明”，通过遮蔽光线与视野象征“不以察察为明”，不因察究细小的瑕疵而忽视大局。

因此，设计小组决定参考冕旒的样式设计帽子。帽子以纯净的PVC板为主要材料，通过较厚的板材搭建核心筒结构，悬臂梁悬挑至肩膀的距离。由统治者“坐北朝南”的方位思想，设计者将人的正前方视为南侧，通过模拟遮光需求设计了各个方向的纵横遮光板，以细小丝线将横向板悬挂于结构下，横板下悬挂硫酸纸制成的半透明竖向板，可随行动摇曳变化，从而完成了“冕旒敝光”意义由古至今的演变重构。

最终成果“光旒”在戴帽人周围形成了一个随坐立趋行产生光影与视野转变的独特空间，超出寻常“帽子”的范畴，而赋予其建筑的空间与构造的元素。其独特的遮阳构造与悬挂结构甚至存在着向建筑设计转化的潜能。

CO-RAIN

小组成员：

曙努克·萨尼，吴媛媛

设计说明：

烟雨中匆忙而过

不经意，细雨绵绵浸润额间

回首还是来时的路

留下的是想与你书写故事的

微凉小雨

CO-RAIN（collect rain）意为收集雨水，结合设计课集水屋顶和蓄水保温隔热水墙的设计，延续六边形的几何逻辑，生成汇水帽。结构上，采用刚性木骨架支撑，结构中嵌入集水层的体系；通过节点的控制，实现冬暖夏凉及集水二次利用的功能。在夏季，可将顶上三片半透明可开启的三角叶解下来，实现头顶的通风凉爽，其余三片不透明三角片保证了一定的遮阳；下雨时，将三角叶用设计的六边形纽扣扣住，防止渗水，帽舌和帽身交接沿口有引水槽和引水孔洞，能够分别将落下的雨水集入帽子外圈六边檐和围绕头部设计的一圈柔性集水塑料膜中，头部水袋能直接带走额头上的热量，起到良好的导热性；帽檐和集水塑料膜都有实现放水的控制节点，收集的水可进行二次利用。

错动·节奏

小组成员：

周茉，左艳霞，胡啸

设计说明：

我们小组的帽子选用的材料是纸，将纸裁成长条状，用编织的手法将纸条连接为一个整体。帽子是一体化的，利用了纸张的抗拉性能，纸张互相拉结形成一个自承重的体系，没有任何其他的附加节点。灵感来源于隈研吾在意大利展览上的一个装置，隈研吾对纸张的利用达到了一个极致，并且很纯粹。我们也想做一个完全只由纸张做成的，纯粹的帽子，以此向大师致敬。

筑帽

小组成员：

周紫媛，吴家兴

设计说明：

两个建筑生要在两天里闵行区学校内做出一顶帽子︰在剩下的建材翻寻之下，思考了帽子要成为什么︰「防水、防风、排水。」倾听了细言中说成为这样功能的声音后，就在专教中我的位置上寻找发出此言的材料。唔~「坚固、实用、美观」、「防水、防风、排水」…雪弗板不是！灰纸板不是！…椴木，是你了！

椴木，你要成为什么？椴木说︰「我要榫卯。防水你看一下我形成的房子！」唔~对，坡！适合的尺度、榫卯、卡接、坡…好的，在450x450的尺度下我要让你成为帽子，但你怎么防风防水呢了？被卷的牛皮纸说︰「我不可以吗？」

唔~对，木板制成木条，榫卯、粘接成构架…防风…外卖小哥下雨送餐时打的伞~檐前短后长…Gut!再加个牛皮纸塔上的顶…唔…放到头上要点搞呢(怎么呢？)…对…淞江…方塔园…何陋轩！屋顶随土基的排布、周边边界(噪声)、排水，强调屋顶及其下的通透的空间！唔…按照平均头的尺寸生成土基从而生成坡屋顶，前1:3后1:6、节点太多了，涂黑、铁丝绑扎成为拉杆、在节点上粘牛皮纸，完成！轻盈、防水、排水、防风…，何陋轩真给我们带来很多启发…就这样，这两位建筑生轻松地就做出这个帽子了。

透与光

小组成员：

段珂，雷天琦，卲珲春

设计说明：

我们在设计帽子的时候，选择的是从材料出发，材料的选择则是和我们的大作业的设计有关。在我们的大作业当中，西立面的设计中有一层绿植覆盖层作为防止西晒的措施，悬挂绿植的结构则是钢筋铁丝网，所以我们选择了铁丝网作为材料。

在后续的材料研究中，我们发现铁丝网有一定的支撑能力，同时也由一定的塑性，在保持一定的强度的情况下，可以将铁丝弯折成一定的形式。我们在讨论的过程中，认为高帽子的形式比较有趣，所以我们选择阿静铁丝网环成了一个圆柱，但是铁丝网还有一定的弹性所以还是需要一定的固定措施。

固定的方式则是使用灰纸板，先将灰纸板制作成圆环状，两组圆环来控制铁丝网上下部位的移动，中间部位由于铁丝网本身的材料受限，所以我们需要再加一组圆环于中间位置来保持形态。帽子内部还加上一个圆形的铁丝网，来作为内衬适应不同的头型，同时起到一定的支撑作用。

彩虹吸管帽

小组成员：

王明祥，龚春宇

设计说明：

本次构造作业中的帽子设计，主要是考虑与专业设计课中的建筑设计相结合，希望在设计中能体现一种“隐形节点”（即将节点的粗糙性隐藏起来）的观念，以及希望运用到构造课上所讲到的节点设计与材料运用的知识，想选用一种单一可排列的制作形式，围合成一种特征纯粹而简洁的帽子，希望将某一种材料的特点运用到最大化。

而在本次帽子设计中我们小组最终聚焦于塑料吸管这一种材料，原因在于它的色彩的生动性以及节点处理的多变性。整个设计中我们全采用了塑料吸管作为单一的模型材料，没有采用其他任何的材料与胶水等，利用吸管自身的节点易弯折和伸缩的特性，主要利用穿插的手法，设计出了三种不同的节点连接方式，分别是帽子外围维护结构（下图左）的两根吸管首尾相接环绕排列在支撑结构一周的节点形式，和帽子顶端（下图中）的三根吸管两两穿插交汇于节点处形成一个六边形框架的形式，和帽子底部（下图右）的三根吸管在横向上两根吸管相互穿插，在纵向上由一根短吸管在穿入横向吸管固定后再对折插入相同颜色的长吸管中固定的节点形式。在形式上，帽子的结构和维护既在连接方式上有所区分，又在色彩搭配上按照红绿黄的颜色顺序做到相对统一。在最终成果中，我们用吸管制成的帽子挥了吸管特有的轻质和弹性使帽子戴上去足够舒适，又在单一的材料中使用不同的颜色使之不过于单调，体现出了一定的特色。

整体而言，帽子的设计达到了我们的初衷，不仅戴起来十分舒适，其中的每一处节点做到了很好的隐形效果，整体外观纯粹而简洁，在构造上体现了良好的连贯性和完整性；整个帽子的造型也彰显了色彩的生动性和青春的无限活力。最后的寄语，希望所有勤苦认真的建筑学子能够在忙碌的生活中找回属于自己的那一抹绚烂的彩虹。

可变

小组成员：

温世康，胡昂，王新豫

设计说明：

帽子的设计概念来源于我们的生态建筑设计-基于时间换空间的可变原理。通过围护和结构的脱离，使围护可变而不影响结构整体稳定性，进而实现帽子适应不同时间、不同环境的概念设计。结构部分采用木框架，符合人体工学，使人享受绝佳的佩戴体验；围护部分采用pvc骨架以及黑色柔性纤维丝，达到柔软以及遮光的作用。围护以及结构通过可变旋转节点相连接，二者之间具有强大的可塑性。

遮通

小组成员：

金明珠，林锦秋，金明雄

设计说明：

本次帽子设计需要跟设计课的生态建筑设计有所关联。因为我们将利用百叶来改善我们设计的通风，以及也有一定的遮阳效果。那么我们开始思想几个问题：怎么把帽子设计跟我们的设计有所关联？建筑与帽子到底有什么关联？

其实帽子与建筑有一个共同点就是提供给人们遮阳的需求只是在不同的规模和方式。但是方案还是未确定，所以我们继续参考下去：那通风，百叶呢又跟帽子有何关系？帽子到底是不是也需要通风？后来我们在分析下去，发现帽子、遮阳、和通风他们有一个特点就是方向。所以我将围绕着方向这个主题来设计一个对遮阳和通风不同方向要求用不同方向角度来带的帽子。

我把帽子设计成有不同层的体块组成的一个形式。有17片不一样的尺寸组合，之间有2cm的圆条连接。

遮阳：可以按照太阳的照射角度去满足高效率的遮阳要求。通风：在遮阳的另外一侧可以满足通风的要求。让人感到很舒适。视觉：不同方向提供给人们不同视觉效果，有一面甚至感觉不到帽子的存在。有一个慢慢消失的效果。