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建筑——科学与艺术Architecture—ScienceandArt秦佑国清华大学建筑学院中文“建筑”对应于英文：architecturebuildingconstruction牛津字典：architectureartandscienceofbuilding；designorstyleofbuilding.建造房子的艺术与科学，房子的设计或风格“建筑学”还是“建筑术”？正因为architecture包含了art和science，所以早年就这个词译成中文是“建筑术”还是“建筑学”，发生过争议。有意思的是“艺术”、“美术”、还有“技术”都是“术”，倒是architecture成了学，叫“建筑学”，不见了术。要说建筑有学问，但艺术、美术、技术也有学问，不是有“艺术学”、“美术学”、还有“技术学”吗？怎么不可以先有个“建筑术”，再有个研究“建筑术”学问的“建筑术学”？也许四个字的名词，中文念起来拗口，还是“建筑学”吧。我1999年归纳总结，提出了“清华建筑教育思想”（十条），其中三条是：建筑学——科学与艺术的结合；建筑教育——理工与人文的结合；建筑教学——基本功训练(skilltraining)与建筑理解(architecturelearning)结合；也就是说architecture是既有“术”也有“学”，建筑教育培养建筑师要“术”“学”并举。我在讲课时提到建筑师具有“匠人”特征（术）和“完人”（学）特征。梁思成先生把自己的散文集题名《拙匠随笔》，“拙”是自谦，而大家称他是“哲匠”。但总是有个“匠”字。然而，“哲”字就表示有学问了，美国把研究学问的博士叫做PhD，Ph就是“哲（学）”。两千年前，古罗马的维特鲁威在《建筑十书》中要求：“建筑师必须擅长文笔，熟悉绘图，精通几何学，深悉历史，勤听哲学，理解音乐，对于医学亦非无知，通晓法律学家的论述，具有天文学的知识”。至于建筑学学生的“术”的训练，在中国建筑教育界长期以来都主要是指美术，指画画：素描、水彩、钢笔画、草图、渲染图等。这是由于中国建筑教育的源头是巴黎美术学院派的BeauxArts体系（经由美国宾夕法尼亚大学）。1921~1931年间在美国宾夕法尼亚大学建筑与艺术学院留学的中国学生先后有13人，包括杨廷宝、梁思成、林徽因、童寯、陈植、王华彬、哈雄文等。期间宾大建筑教育是BeauxArts体系，系主任聘请的是来自巴黎美术学院的PaulCret。而此期间，欧洲现代主义Modernism建筑已经开始。这些人回国后把学院派带到中国，形成中国建筑和建筑教育的主流。在中国美术界也有类似的情况，徐悲鸿等人到法国留学时，欧洲现代艺术已经很是流行了，但他们带回来的还是学院派的绘画。欧洲建筑院系在包豪斯的影响下，“术”的训练从BeauxArts的绘画和渲染中跳脱出来，以“建构tectonic”的名称，要学生动手“建造”。近年来逐渐在中国各大学的建筑学专业教学中推行，如清华大学、南京大学、东南大学、同济大学等。这是一个十分可喜的变化和改进。清华大学建筑学院建构教学清华大学建筑学院建构教学建筑的构成因素•满足人类在其间活动的空间几何特征：形状、尺寸、方位、位置及相互关系等；•形成人类审美感觉的艺术特性；•建筑的社会经济属性：国民经济、投资、人口、土地、资源、能源、环境、生态、城市、产业、交通、政策、法规、管理、文物保护、文化传统等。围蔽建筑空间的物质实体：建筑材料，建筑结构，围护结构（墙、屋面、门窗），建筑装修和装饰；满足人类生理要求的健康、舒适、安全的环境：建筑气候环境，建筑物理(热、声、光）环境，室内空气质量，建筑防火和防灾，建筑卫生和防疫，建筑绿化环境；（生产性建筑有工艺对建筑环境的要求）建筑功能保障的设备系统：运输系统（电梯、自动扶梯、自动步道），卫生设备，能源供给系统（供电、供燃气等），供水系统，排污系统，广播、通讯和信息系统，保安监控系统。建筑环境保障的设备系统：采暖系统，通风系统，空调系统，照明系统，消防系统建筑工程的专业配置•建筑专业——建筑师：建筑场地（总图）设计、建筑设计（建筑平面和空间的几何特性、艺术特性）、建筑构造设计、建筑装修和装饰设计、建筑环境特性的要求和设计保障等—适用、美观；•结构专业——结构工程师：建筑结构（包括地基、基础）设计与施工—牢固、耐久；•设备专业——设备工程师：功能与环境保障设备系统的设计、施工和运行—适用；建筑学（一级学科）建筑设计及其理论architecturaldesign城市规划与设计urbanplanninganddesign景观规划与设计landscapearchitecture建筑历史与理论architecturalhistoryandtheory建筑技术科学buildingscienceandtechnology建筑设计建筑设计的工程图城市规划与设计兴城市总体规划（2006-2020）19景观规划与设计自然遗产保护建筑历史与理论文化遗产保护建筑技术科学建筑日照模拟城市夜景照明厅堂音质设计计算机辅助建筑设计CAAD建筑方针《建筑十书》一本2000多年来的建筑经典古罗马维特鲁威著（公元前一世纪）建筑三原则：坚固、适用、美观文革前党“的建筑方针”：适用、经济、在可能条件下注意美观2007年1月五部委联合颁发文件《关于加强大型公共建筑工程建设管理的若干意见》,重申上述方针。作为“遮蔽所”的建筑•建筑的本原是人类为了抵御自然气候的严酷而建造的“遮蔽所（Shelter），使室内的微气候（MicroClimate）适合人类的生存。同时也有防卫的功能。西方书籍中描绘中的原始棚屋西安半坡遗址棚屋复原图巢居与穴居——《韩非子》载：“上古之世,人民少而禽兽众，人民不胜禽兽虫蛇，有圣人作，构木为巢，以避群害。”《礼记》载：“昔者先王未有宫室，冬则居营窟，夏则居缯巢”美国科罗拉多河谷的印第安人的居住遗址建筑功能满足人们生活居住、社会交往和生产活动对建筑空间与环境的使用要求。非洲土著的乡村聚落一个单元式住宅的平面图，它表示了住户各个房间的大小和相互的关系，反映了居住的功能需求。满足同样的功能，建筑可以有不同的形式：人对建筑要求的“将就”性，建筑满足人功能要求的“宽裕”性。现代建筑功能日趋复杂英国某医院病房楼顶层的设备机房现代办公楼走廊顶棚上的管线建筑是为人使用的，人在建筑空间中活动，所以建筑设计必须了解和考虑人的生理和心理特征。首先是“人体测量学”，了解人体和其活动时的基本尺寸（统计）：平均尺寸、变化范围、最大尺寸、最小尺寸。楼梯设计：踏步尺寸（高度和宽度）通常考虑平均尺寸，净空高度（不能碰头）考虑最大尺寸，栏杆空挡考虑最小尺寸。其次是人的视觉、听觉、热舒适等感觉的生理特征和阈值；还有人的运动和生理节律。一个故事：中世纪城堡中楼梯踏步有一步尺寸是不一样的——跘敌踏步。人的听觉范围1）最高和最低的可听极限：20～20000Hz2）最小与最大的可听极限：0～120dB韦伯定率：感觉的变化程度不是与刺激量成比例，而是与刺激量的对数成比例。从1支蜡烛增至2支蜡烛，人感到的亮度变化比从2支蜡烛增至3支蜡烛为大，而与从2支蜡烛增至4支蜡烛所感到的亮度变化相近。建筑要考虑人的行为社会学问题：在城市化的进程中，如何避免大面积贫民窟的产生？旧城改造：拆迁问题“居者有其屋”是建筑师的职业理想穷人的建筑师：哈桑·法西1980年首届阿卡汉建筑奖终身成就奖1983年国际建筑师协会(UIA)金质奖章建筑材料与建筑结构人类的建筑活动是物质活动，盖房子需要使用建筑材料：传统建筑和乡土建筑常用的建筑材料有：石材、木材、草、土、沙子、石灰、砖瓦、油漆等。现代建筑除了继续使用传统建筑材料外，大量使用水泥、钢材、玻璃、铝合金等金属材料、石膏等无机矿物材料和塑料等有机合成材料。•建筑结构是建筑的“骨骼”，是建筑空间“围蔽”体的支撑系统。•建筑结构的作用是把建筑受到的荷载（重力、风力、地震力、设备动力）最终传到地基去。•建筑结构是结构材料的力学性能的应用,不同材料的建筑结构具有不同的形式特点,对建筑形式和风格具有很大的影响。建筑结构是建筑的“骨骼”，是建筑空间“围蔽”体的支撑系统。建筑结构是结构材料的力学性能的应用,不同材料的建筑结构具有不同的形式特点,对建筑形式和风格具有很大的影响。古埃及和古希腊用石材作梁柱结构罗马人发明了拱券技术，使石材可以建造大跨度结构。英国传统木结构TheBarleyBarn13世纪WestminsterHall中国传统木结构伦敦博览会水晶宫1851年工业革命后,钢结构的使用,极大地改变了建筑的形态和面貌。巴黎博览会机械馆（跨度108m），1889巴黎艾菲尔铁塔1889钢框架结构19世纪末芝加哥纽约世界贸易大厦1962~1976年斯图加特机场候机楼1991年钢筋混凝土框架结构混凝土的可塑性使得建筑的形式可以很随意。纽约肯尼迪机场美国环球航空公司候机楼1956～1962年建筑物的屋盖形状可以三维变化,丰富多彩,“奇形怪状”；墙体可以在平面上“曲折”,而在竖直方向通常是直立的；而楼层只能是水平的,人们需要在上面活动。“建筑是地球引力的艺术”——黑格尔故宫角楼——复杂的屋顶形状，而柱子和墙是直立的毕尔巴鄂美术馆——再复杂的外形，楼板总是水平的蒙特利尔博览会美国馆1967年富勒发明的张力杆件穹窿，直径76m建筑结构体系的形状及其“包络”空间对建筑体型起着决定性的作用。结构具有巨大的建筑表现力。耶鲁大学冰球馆罗马小体育宫伊利诺伊大学AssemblyHall巴黎拉德芳斯CNIT美国丹佛机场候机楼慕尼黑奥林匹克体育场环境、生态、资源、能源也是建筑学关注的问题城市热岛效应•建筑物吸收较多的太阳辐射热；•下垫层热容量较大；•城市空气污染覆盖层；•城市自身排热。台北的热岛现象北京的热岛现象被动式太阳能建筑PassiveSolarBuilding建筑防灾防火、防震、防风、防洪建筑防火1994年12月8日，克拉玛依友谊宫大火，烧死325名小学生和教师。2000年12月25日，洛阳东都娱乐城火灾，烧死309人。建筑防震与抗震2008年5月12日四川汶川发生8级地震日本阪神地震建筑防洪建筑是石头的史书建筑是人类文明的载体，建筑的发展标志着人类文明的进程。从古至今，在世界各地，建筑无不被视为代表人类文明的里程碑。雨果：“人类沒有任何一种思想不被建筑艺术写在石頭上。”梁思成：“建筑是一本石头的史书，它忠實地反映了一定社会之政治、经济、思想和文化。”建筑反映了自然条件和气候状况，反映了社会形态和政治制度，反映了宗教、文化和意识形态，反映了社会生活和风俗习惯，反映了经济和技术发展。因此，建筑形态一方面呈现出地域分布的差异性和国家民族的多样性，另一方面呈现出历史的发展性、传统的继承性和时代的特征性。建筑这样的时空特征使得建筑缤纷复杂、丰富多彩。建筑反映了自然条件和气候状况。建筑反映了社会形态和政治制度。同为奴隶制的古埃及、希腊和罗马，政治制度不同，建筑风格不同。建筑反映了民族、宗教和文化。右：伊斯兰清真寺印度教神庙左：巴黎圣母院日本神社建筑反映了社会生活和风俗习惯。建筑反映了技术发展Art与Technologyart（艺术）theworkofman,humanskill,人工之物,技艺,技巧;thecreationorexpressionofwhatisbeautiful,美的创造和表达;oneofthehumanities,traditionallyincludinghistory,philosophy,literature,languageandfineart;人文学科的一种，传统上包括历史、哲学、文学、语言和美术。“art艺术”一词具有美学的含义起源较晚。在西方，古典的意义上，对艺术一词的解释和现代对艺术界定的涵义是不同的。“art”的古拉丁语ars，类似希腊语中的“技艺”，从古希腊时代到十八世纪末，“艺术”一词是指制造者制做任何一件产品所需要掌握的技艺。无论是一幅画、一件衣服、一只木船，甚至一次演讲所使用的技巧，都可称之为艺术。其制成品称之为艺术品。因此，从历史的角度出发，艺术包含了技能和