[分享]另类结构形式的思考柔软的形式

受哥特建筑的启发，服装设计引入“省”（dart）的手段，裁去多余的面料形成浅锥形的外形以贴合身体。于是自中世纪起西方的服装设计开始讲究合身（fit），服装结构从平面的拼贴转变为三维的空间的构成，窄身的形式由此诞生。时至今日，说到哥特亚文化，极度修身的服装剪裁依然是其重要的形象表现手段。
 

服装发展到现代，开始更重视视觉上的表达，合身甚至成为可以被牺牲的部分。服装单品的形态越发自由，服装的结构也越复杂。
来自伦敦的服装设计师Aitor Throup曾担任G-Star的创意总监，帮助品牌从原本的3D剪裁上，进一步研究人体工程学，以及肌肉和关节在运动过程中的特性，进一步改良版型。Aitor Throup的骷髅包仅从外观上面料之间的拼接与缝合，便看得出其结构的复杂。
  


Carol Christian Poell设计的螺旋牛仔裤，裤腿由单片的面料螺旋缝合连接，极简设计的背后是无数次的打板试错和调整。
 
Spiral Trousers by Carol Christian Poell
在带有曲面的建筑设计上，如果曲面可以由平面材料弯曲加工而得到，那么在材料的生产上往往可以节省巨大的成本。这和服装的结构设计颇有相似之处。服装的面料通常可以当作是从平面来加工，立体剪裁的服装便需要将由平面纸样得到的裁片进行拼接缝合来形成立体的造型。
在造型相对不规则的建筑上，常常就需要对其制版。Zaha Hadid Architects在这方面有较丰富的案例，比如在2012年的威尼斯双年展上展出了一件名为 “Arum” 的装置作品，由曲线折叠加工建造，在建筑领域实践了一次打版。
 


曲线折叠最早的记录可追溯到1927年Bauhaus的学生作业中。其中比较有名的一类为按一系列嵌套的圆形折痕依次正反折叠后的纸模型会翘曲为双曲面。如今这种折叠的造型已经不鲜见与灯具及服装配饰的设计。
 

纸在由曲线进行折叠的过程中，折痕两边的面会发生拉伸与汇聚的趋势。已经有学者研究证明，在抽象的数学模型层面，图中Bauhaus类型的曲线折叠其实是无法折叠的，但是引入更多预先定义的折痕以后又是可以实现的，这暗示着折叠后对纸面的拉压需要由纸本身的弹性或进一步的细微褶皱而消化，即除了按圆形嵌套的折痕折叠外，纸本身依靠自己的微观变形折出了如图中形态。因此若由曲线折叠进行创作，那么必须借助合适的材料和尺度，使得这些问题不会凸显出来。
曲线折叠在爱好者手中也进一步发展出了更丰富的思路和造型。
 

此外，比如充气结构，若想对其造型进行设计调整，也是通过对外部膜材裁片的调整来实现的。
 


有一组有趣的对比是，在服装设计方面，一些先锋设计师引入木材质，通过实现薄木板之间灵活转动的关节，来实现可穿着性。比如Sruli Recht和Pauline Marcombe的作品。
  

而在建筑设计研究领域，Achim Menges近年实践的缝合木结构，以缝纫的方法将薄板材进行连接。因缝合节点较灵活，设计的整体总是需要使板材形成一定的结构厚度以实现刚度。比如他之前做的一个仿生木缝合装置，就是通过将板材卷起缝合为腔体单元，再将腔体互相缝合。
 



2019年，Zaha Hadid Architects与ETH的Block Research Group以及R-EX合作，制作建造了一个双曲面造型的织物模板混凝土薄壳装置KnitCandela。
 

该设计在获取造型后，通过开发的compas_knit算法，将三维几何拆片为平面，并生成适合纺织机生产的平面像素图信息，然后以此信息直接通过数控织机生产。对于面料生产而言，一般来说受限制的是幅宽，而长度可以被认为是无限的。
 

织物模板生产速度快，运输成本低。运抵目的地后，织物模板以一个临时搭建的框架支撑拉开，赋予模板临时刚度，并在双层模板内填充气球，使混凝土形成双向肋加强结构刚度。
同样的，如果可以编辑数控织机，那么就可以调整纱线材料或编织密度，进而对面料赋予定制的力学特性。比如ICD Stuttgart的Material Equilibria装置，就是通过研究编织方式，对张拉曲面在不同位置赋予不同的纱线密度，从而控制整个张拉膜的刚度分配和传力路径。
 

织物结构也可以通过对编织方式的调整，形成自由的形态而不局限于可展曲面。Janet Echelman的灯光节装置就是通过对传统手工编织渔网的手工艺学习和改进，而创作的。她的装置在设计时邀请顾问进行风模拟，可以在自然风环境中形成一个相对有控制过的，但是又并非完全静态的灵动造型。