建筑概论学习课件

建筑——科学与艺术

Architecture—ScienceandArt

秦佑国清华大学建筑学院

第一页，共一百零六页。中文“建筑”对应于英文：architecture

building

construction

牛津字典：architectureartandscienceofbuilding；designorstyleofbuilding.

建造房子的艺术与科学，房子的设计或风格

第二页，共一百零六页。“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。第三页，共一百零六页。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。

第四页，共一百零六页。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”。

第五页，共一百零六页。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。

第六页，共一百零六页。

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）。

第七页，共一百零六页。

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。第八页，共一百零六页。

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。第九页，共一百零六页。

清华大学建筑学院建构教学第十页，共一百零六页。

清华大学建筑学院建构教学第十一页，共一百零六页。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。第十二页，共一百零六页。

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，消防系统第十三页，共一百零六页。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；第十四页，共一百零六页。

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

第十五页，共一百零六页。

建筑设计第十六页，共一百零六页。

建筑设计的工程图第十七页，共一百零六页。

城市规划与设计第十八页，共一百零六页。兴城市总体规划（2006-2020）19第十九页，共一百零六页。景观规划与设计第二十页，共一百零六页。自然遗产保护第二十一页，共一百零六页。

建筑历史与理论第二十二页，共一百零六页。文化遗产保护第二十三页，共一百零六页。建筑技术科学

建筑日照模拟

城市夜景照明厅堂音质设计第二十四页，共一百零六页。计算机辅助建筑设计CAAD第二十五页，共一百零六页。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。

第二十六页，共一百零六页。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。第二十七页，共一百零六页。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”

第二十八页，共一百零六页。美国科罗拉多河谷的印第安人的居住遗址第二十九页，共一百零六页。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。

第三十页，共一百零六页。非洲土著的乡村聚落第三十一页，共一百零六页。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。第三十二页，共一百零六页。

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。

第三十三页，共一百零六页。第三十四页，共一百零六页。第三十五页，共一百零六页。现代建筑功能日趋复杂第三十六页，共一百零六页。英国某医院病房楼顶层的设备机房第三十七页，共一百零六页。现代办公楼走廊顶棚上的管线第三十八页，共一百零六页。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。第三十九页，共一百零六页。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。

第四十页，共一百零六页。建筑要考虑人的行为第四十一页，共一百零六页。第四十二页，共一百零六页。第四十三页，共一百零六页。第四十四页，共一百零六页。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？第四十五页，共一百零六页。旧城改造：拆迁问题第四十六页，共一百零六页。

“居者有其屋”是建筑师的职业理想第四十七页，共一百零六页。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

人居环境概论》系列讲座之六——城市与建筑物理环境第四十八页，共一百零六页。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。

第四十九页，共一百零六页。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。

第五十页，共一百零六页。

建筑结构是建筑的“骨骼”，是建筑空间“围蔽”体的支撑系统。

第五十一页，共一百零六页。

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。第五十二页，共一百零六页。英国传统木结构TheBarleyBarn13世纪WestminsterHall第五十三页，共一百零六页。中国传统木结构第五十四页，共一百零六页。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第五十五页，共一百零六页。钢框架结构19世纪末芝加哥第五十六页，共一百零六页。

纽约世界贸易大厦

1962~1976年

第五十七页，共一百零六页。

斯图加特机场候机楼1991年第五十八页，共一百零六页。钢筋混凝土框架结构第五十九页，共一百零六页。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

第六十页，共一百零六页。第六十一页，共一百零六页。

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，楼板总是水平的第六十二页，共一百零六页。

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76

m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第六十三页，共一百零六页。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

第六十四页，共一百零六页。环境、生态、资源、能源也是建筑学关注的问题第六十五页，共一百零六页。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。第六十六页，共一百零六页。台北的热岛现象

北京的热岛现象第六十七页，共一百零六页。被动式太阳能建筑PassiveSolarBuilding第六十八页，共一百零六页。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。第六十九页，共一百零六页。建筑防震与抗震2008年5月12日四川汶川发生8级地震第七十页，共一百零六页。日本阪神地震第七十一页，共一百零六页。建筑防洪第七十二页，共一百零六页。

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。”

第七十三页，共一百零六页。

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。

第七十四页，共一百零六页。

建筑反映了自然条件和气候状况。

第七十五页，共一百零六页。

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。

第七十六页，共一百零六页。

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

第七十七页，共一百零六页。建筑反映了社会生活和风俗习惯。第七十八页，共一百零六页。

建筑反映了技术发展

第七十九页，共一百零六页。

Art与Technology

art（艺术）

theworkofman,humanskill,人工之物,技艺,技巧;

thecreationorexpressionofwhatisbeautiful,

美的创造和表达;

oneofthehumanities,traditionallyincluding

history,

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。

第八十页，共一百零六页。

“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，艺术包含了技能和技艺的涵义。

第八十一页，共一百零六页。所以，在西方古代就有的“Architectureisanart”（建筑是一门艺术）这句话，并不是我们今天的理解，指房子（或设计）的美观和形式有创意等。要知道，在希腊、罗马和哥特建筑早已存在的年代，art一词还没有美学的含义，指的还是“技艺、技巧和人工之物”。这些建筑被称为伟大的艺术，是因为它们是匠人们精湛的技艺和技巧（Hi-skill）的产物（注：Hi-skill是秦佑国杜撰的一个词）。正是中世纪的工匠们几十年上百年，前仆后继地精雕细刻，才使得哥特大教堂成为人类文明史上永垂不朽的艺术瑰宝。当然，那个时代并不是没有审美，但不是用art一词指代的。第八十二页，共一百零六页。

需要“skill”的人工之物,通常就是艺术(品),而不管是不是“美观”,它并不取决于观看者的审美观点和欣赏与否。

第八十三页，共一百零六页。古代，建筑师和匠人(常常是分不开的)以精湛的手工技艺（Hi-skill）使经典建筑具有不朽的艺术价值。第八十四页，共一百零六页。第八十五页，共一百零六页。

2万工匠用了22年时间建成的泰姬•玛哈尔是人类历史的文化和艺术瑰宝。第八十六页，共一百零六页。第八十七页，共一百零六页。木结构的中国传统建筑的艺术性，主要取决于建造的技艺和工艺。第八十八页，共一百零六页。

世界各地的乡土建筑是由工匠以传统的技艺建造的，同样具有艺术魅力第八十九页，共一百零六页。第九十页，共一百零六页。

第九十一页，共一百零六页。

到了20世纪，现代艺术越来越演变成“有意味的形式significantform”，强调创意，以至于轻视和忽略“技艺、技巧”的长期而艰辛的训练。当把一个现成的小便斗放到美术馆展台上，标上一个“泉”字，就大功告成的艺术，就只剩下“创意”和搬动小便斗的劳动，没有一点“技艺和技巧”了。我不否认杜尚的创意和对现代艺术发展的开创性作用，但这与“Architectureisanart”的art相去太远了！建筑不是纯艺术，审美（现在可能加上审丑）不是它唯一的目的。巨大的物质实体的建造和被赋予的功能要求，使建筑不能成为只是一个“惊人的创意”而别无其他。第九十二页，共一百零六页。technology（技术）

systematictreatmentofanart系统化了的一种art

；

mechanicalorindustrialarts机械的或工业的arts，（工艺,工艺学）;

theapplicationofscientificknowledgetopracticalpurposesinparticularfield在具体的领域中应用科学知识于实际的目的（技术）。

第九十三页，共一百零六页。

在古典的意义上，

technology指的是对技艺（arts）做有系统研究的描述，或者描述某一种特殊技艺。其最接近的词源为希腊文tekhnologia、拉丁文technologia，意指有系统的处理。其词根为希腊文tekhe-，指一种技艺或工艺。这是上述第一条释义。

在18世纪初期，technology基本的定义就是“对于技艺的描述，尤其是对机械的（theMechanical1706年）”描述，即上述第二条释义。

technology专指“实用技艺”（practicalarts）主要是在19世纪中叶，即演变成与知识和科学有关联的上述第三条释义。

第九十四页，共一百零六页。当我们理解了technology的前两条含意，尤其是第二条含意，再看看蓬皮杜中心的立面结构和构造，就知道“Hi-tech”不是中文译文“高技(派)”望文生义的什么高（新）技术，而是Hi的机械或工业的“arts”（Hi-mechanicalorindustrialarts），“Hi-tech”应该译为“高工艺”才准确。

第九十五页，共一百零六页。

所以，“技术technology”是和“艺术art”紧密关联的，原本是“systematictreatmentofanart系统化了的art”，逐渐演变为“mechanicalorindustrialarts机械或工业工艺”，后来和科学science发生关联：“theapplicationofscientificknowledge科学知识的实际应用”。在“技术technology”含意演变的过程中，“艺术art”也在演变，逐渐有了美学的涵义。但在此之前，建筑已经存在了几千年了。如果我们不能了解architecture、art和technology三个词的古典含义及其相互关系，我们不能真正理解建筑史！

第九十六页，共一百零六页。

中国建筑学人需要深入准确地理解

建筑、艺术和技术

（architecture、artandtechnology）

的含义和关系!

奈尔维说过：“只有对复杂的建筑问题持肤浅的观点，才会把这个整体分划为互相分离的技术方面和艺术方面。建筑是而且必须是一个技术与艺术的综合体，而并非是技术加艺术。”第九十七页，共一百零六页。第九十八页，共一百零六页。气质与修养

今天，我们已经不把大学教育仅仅看成是知识传授和专业教育，而是讲“素质”教育：高素质、全面素质、综合素质等；讲“能力”教育：创新能力、研究能力、组织和交往能力等。

但我觉得大学教育光讲“素质”和“能力”教育还不够，不仅要讲“素质”，还要讲“气质”（人格的外在表现）；不仅要讲“能力”，还要讲“修养”（人文修养、艺术修养、科学修养、道德修养）。只讲素质、能力还是有些功利的目的，是为了将来“做事”，而气质和修养是“为人”。我们当然希望学生将来能成为“学术大师、治国英才、兴业之士”，能做大事；学生将来能否做“大事”，不仅与大学教育有关，还和他未来的经历和机遇有关。但是，如果做不成“大事”，甚至“一事无成”，他还是不是一个“落魄的君子”呢?第九十九页，共一百零六页。

其实“为人”的教育是将来“做事”的基础，精英教育更应如此。在英美国家，气质和修养教育在中学就予以重视，尤其是像英国的伊顿公学等名校和美国东海岸新英格兰的私立寄宿学校，还有美国“常春藤”大学，在其精英教育中，更是把气质和修养教育放在十分重要的地位清华校长梅贻琦在“大学一解”说：西洋之大学教育……其本源所在，实为希腊之人生哲学；而希腊人生哲学之精髓，无他，即“一己之修明”是已。

他又说：《大学》一书开章明义之数语即曰：“大学之道，在明明德，在新民，在止于至善”。他谈到“明明德”时指出：“学子自身之修养为中国教育思想中最基本之部分。”第一百页，共一百零六页。

波士顿Welle