原文刊载于《印象·西南院》第45期


对于未来建筑的憧憬,我们每个人心里都有向往的样子。有的人希望它能面朝大海,春暖花开,是一个和自然非常贴近的居住空间和场所,有的人希望在城市里有一个非常现代化的居所,能够享受城市带给我们的各种方便和福利。而互动建筑,正是未来建筑发展的方向之一。
随着近几十年计算机科学的迅猛发展,信息技术已经深入到我们生活的各个方面,同时对我们的建筑设计以及建筑建造也产生了深远的影响。微软总裁世界首富比尔.盖茨,在建造他的私人住宅这个项目中就运用了大量的信息技术。这栋耗时七年建设、耗资6300万美元的未来屋,在人和建筑之间架起了桥梁。高科技感应系统帮助客人监测室内的气候和灯光:当客人来访时会拿到一个可与房屋内传感器进行交互的小设备,只要输入自己喜欢的温度和照明,在房屋内走动时内环境就会自动变化。隐藏在壁纸后的扬声器,意味着你走到哪个房间都可以听到喜欢的音乐。


那么互动建筑除了具有这些科技成分之外它还有哪些特征呢?它和我们一般传统意义上设计和建造的建筑有哪些不同呢?

简单的说互动建筑是指能够和人及其周边环境产生相互作用的建筑,是具有适应性和可变性的建筑,能根据使用者的需求和环境状况发生实时或延时改变,同时这种变化也会影响使用者对于建筑的感知、认知和使用。

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△ 图一


1987年建成的巴黎阿拉伯世界文化中心(图一、图二),由法国著名建筑设计师让·努维尔设计。建筑最有表现力的地方是南立面的处理——立面上有上百个完全一样的被称为照相感光的金属窗格。因为每一个方格窗按图案方式安排了大大小小的孔。而每一个孔洞如同照相机的光圈,孔径会随外界的光线强弱发生变化进而调控室内采光。整个立面变得活跃,象征着万花筒般神秘的阿拉伯世界。阿拉伯世界文化中心像一个精密的科学产品,巨大的长方形金属盒子立面像打磨锻造的金属板,具有强烈的阿拉伯风情。这个建筑达到了技术和艺术的完美统一。


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△ 图二

互动建筑和参数化设计以及数控建造是走的不一样的道路,互动建筑能够把信息技术集成到建筑中,从而达到人和建筑的对话,并产生共鸣。参数化注重的是设计效率,创造曲线形式,但不直接对建筑环境本身产生影响,还是走的形式表现的路子。其代表作阿塞拜疆文化艺术中心(图三)和北京望京soho(图四),体现了参数化设计建筑作品的明显特征。数控建造3d打印是快速成型技术的一种,以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或者塑料,通过逐层打印的方式来构造物体,和建筑设计本质还有很大一段距离,但已经广泛运用在医疗、汽车、航天等行业。

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△ 图三


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△ 图四
                  


二十世纪初柯布西耶倡导建筑要向汽车学习。他十分欣赏汽车飞机对于技术和空间的高度集成,认为住宅是供人居住的机器。一个世纪之后建筑和汽车在技术集成和工业化制造方面的差距却越来越大,在建筑行业内为数不多实现自动化普及应用的领域,往往源于设计之外的因素。例如感应门和感应水龙头,这种非接触设计的出现,是基于公共卫生的需要;自动防火喷淋系统和闭路监控系统是基于安全的需要;智能冰箱、网络摄像头、app控制的灯具的出现是家电行业自身的变革需要。然而,所有这些应用基本都属于建筑设计后期甚至在使用时才增加的附加功能。值得注意的是,可让建筑变得更智能和互动的技术都已存在,只是目前并没有与建筑产生很好的结合。固然,建筑相比造车是一个更大的系统工程,对新技术的响应会有一定的滞后性。但是,除了技术因素以外,建筑师对建筑设计固有的观念和建筑师的培养体系,也会妨碍新科技的融入。


在信息化和智能时代,建筑不仅要提供空间,当然也不仅仅是柯布西耶所谓的机械美学机器,而应是一个与人互动的居住服务提供者?;痪浠八?,建筑应该是嵌入式的,建筑中要嵌入大量微型传感器并连成网络、收集数据。建筑要感知情境,要知道一个行为是在什么场合中发生。建筑要提供个性化服务,要学习人们的行为模式,知道人们的偏好,要为人们提供有用的信息。建筑要具备自适应能力,要根据人们有意无意的行为做出应对。建筑要具有预判能力,要根据人们过往的行为,提前准备下一步的服务。路易斯·沙利文曾经说过形式追随功能,在新时代的功能定位下也应产生相匹配的新建筑形式,而不是形式与技术之间的割裂。
那么互动建筑的设计施工流程和我们传统的建筑有什么不一样呢?我们通过下面这张表格来说明。


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VR技术的飞速发展,也为我们建筑的互动提供了更多的可能。通过穿戴设备的使用,人们可以进入到虚拟的建筑当中,和建筑发生更多的联系。甚至某些建筑院校,已把VR技术引入到建筑设计课程当中。指导老师通过VR技术进入学生设计的设计作品当中,三维的实地的感受设计的空间、尺度、光影变化、材质色彩以及其他的各个方面。通过实际的感受,来为学生作品打分。


建筑的互动分为表皮、媒体、结构、空间等等的互动。表皮的互动,我们在前面的案例里边儿已经介绍了。媒体的互动,已经出现在我们很多重要的城市公共空间,比如城市广场、商业中心。通过媒体和人的深入交融、互动,丰富了建筑的表情,大大激活了城市的活力。而结构和空间的互动,从更深的层次探讨了建筑和人的关系。嵌入在建筑各个角落的大量的微型传感器,连成网络,收集数据,可以随着人体的移动感知不同的情境,建筑具有预判能力,会根据人们过往的行为,提前准备下一步的服务。


总体而言,互动建筑研究是一个新兴的跨学科研究。结合了人机互动、工业设计、空间设计、环境感知技术等多种数字技术模式。二十一世纪之后,由于普及运算的基本模式发生了重大改变,互动设计逐步从通过键盘和屏幕互动,走向与人体互动,诸如移动、呼吸、手势感应为基础的新型模式。这种模式通过各种电子感应元件来取代键盘和鼠标,让人机互动模式呈现出更强的多样性和更大的可能性。

建筑师的角色,将不再仅仅是设计房子或规划城市,而是触发建筑和城市让他们发生进化。总之在可见的未来,无所不在的内嵌电子元件和微处理器将控制各种人造物。这将从根本上改变现有的设计和生产方式,也引领着互动建筑的到来。


文 / 设计九院副总建筑师 陈伟


栏目编辑 / 群团工作部 王璐瑶



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