2022 结构工程卓越大奖
结构设计：
Atelier One设计事务所
申报大类：
Planet/Process
结构工程卓越大奖是用于颁发给结构工程设计里最为杰出的实例的。它是从各类建筑的获奖项目当中挑选出来的。
项目概况
业主：巴厘岛绿色学校
位置：印度尼西亚巴厘岛
总承包商：PT Bamboo Pure
建筑设计：IBUKU建筑事务所
竹艺工匠大师：Jorg Stamm
照明设计：Nimmersatt工作室
测试协调：James Wolf
评审委员会评语
Arc 体育馆是一个了不起的项目。它把当地的建筑材料、基础研究以及具有极强创造性的结构工程技术整合在了一起。从而打造出了一个具有纯粹愉悦感的作品。这个项目不仅展示了我们在重要工程中要如何考虑如此壮观地采用天然建筑材料。还通过研究，铺开了一条通往坚定不移使用天然材料的道路。这是对工艺、技术的完美展示，也是通往净零能耗的驱动力。
项目介绍
这个巴厘岛绿色学校的体育馆采用了竹材料，利用了其独特的强度和韧性，这是对竹结构应用的一次极为壮观的展示。鞍形壳体的跨度达到了 19 米宽和 14 米高的拱形结构。因为竹子具有易变的材料属性，并且其形式具有开创性，所以进行了大量的试验，以证明设计的可靠性。
在印度尼西亚的巴厘岛，有一所巴厘岛绿色学校。这所学校是由移居到巴厘岛的加拿大珠宝商 John Hardy 创立的。2006 年，他和妻子一起观看了纪录片《不愿面对的真相》。在观看过程中，他感受到了全球变暖对后代可能产生难以更改的影响。他有 4 个孩子，于是他和妻子 Cynthia Hardy 停下了正在从事的珠宝业工作。之后，他们开始筹备这所学校，并在 2008 年迎来了第一批学生。成立 10 多年了，巴厘岛绿色学校让孩子于自然中学习。从学龄前儿童到小学、初中、高中，为不同年龄层设定的课程都融入了环境教育。比如学龄前阶段强调体验，就经常带着孩子走出校园，前往社区附近的艺术中心、农场参加活动，或者在校内学习“弄脏双手”，在稻田里玩泥巴、摔跤，还尝试种植水稻、烹饪等。高中阶段着重独立决策，有特别的“绿石”计划。此计划让学生通过实际行动改善环境钢结构体育馆，在这过程中培养学生批判性思考的能力，让学生相信自己能成为做出改变的人。创办人 John Hardy 相信，为使孩子们在自然中成长，养成关心周遭的习惯，学校在环境营造上花费了很大心力。他们自己种植作物来准备餐食，还雇请当地妇女用传统方式生火做饭。他们运用太阳能，在河边建造水涡发电设备以提供电能。他们以当地火山岩堆砌道路，这样能避免沥青等化学材料污染环境。甚至在如厕方面，他们用堆肥马桶取代冲水马桶，以此减少水资源浪费。无论是课程还是建筑设计，这里确实是一座“没有围墙的学校”。
这样的学校，其建筑并非传统的混凝土大楼。在将近 10 公顷（10 万㎡）的校园里，多个教室是采用环保、可持续的竹建筑建造的。多功能活动空间也是用竹建筑来构建的。连接学校东西边的跨河桥梁同样是采用竹建筑建造的。这些竹建筑由巴厘岛建筑团队 IBUKU 设计，并且聘请当地匠人以传统工法进行搭造。施工过程几乎全是手工操作，还顺应原本的自然地形对地基与建筑构造进行了调整。近期，IBUKU 建筑事务所为校园打造了美丽的新体育馆——The Arc，它是当地迄今最大的竹拱结构，对竹建筑的可能性发起了挑战。IBUKU 建筑事务所的这种环保理念也延伸至周围，绿色住宅、环保餐厅、绿色工厂等开始出现，从而形成了一个可持续性的社区。
事实上，IBUKU 建筑事务所的创办人是 Elora Hardy。Elora Hardy 是巴厘岛绿色学校的创办人 John Hardy 的女儿。她 14 岁时从印度尼西亚移居到美国，之后在纽约成为一名备受瞩目的服装设计师。然而，她后来果断地决定回到巴厘岛，创立了 IBUKU 建筑事务所，决心开发家乡丰富的竹资源。IBU 代表“母亲”，KU 代表“我的”，将它们合起来的 IBUKU 意思是我们共同的母亲“地球”。Elora Hardy 认为，以巴厘岛传统建材即能快速生长的竹子当作原料，这样做有诸多好处。其一，能替代逐渐匮乏的木材资源；其二，竹子具有与钢筋同等的抗拉韧性；其三，竹子经过硼溶液处理后就不会受昆虫蛀蚀；其四，在外层定期用耐候涂料进行维护，如此一来，竹子即可成为耐久材料。
用竹子设计建筑，唤醒了巴厘岛沉寂的传统工艺。他们雇用当地匠人，形塑出了 IBUKU 建筑事务所特别的设计过程。IBUKU 团队先以竹模型创作出建筑样貌，其构造像实际建筑一样坚固，然后进入电脑进行结构测试，最后匠人们按照模型建造。这些工匠大多是世代传承的木雕、石雕师傅。IBUKU 建筑事务所从首个项目巴厘岛绿色学校起，就一直与这些匠人团队保持合作到现在。他们的技术极为精湛，即便在建造 4 层楼高的绿色住宅 Green Village 时，从头到尾都未使用起重机，仅凭借双手就把 8100m 长的竹子塑造成了令人赞叹的建筑以及内部精致的家具。IBUKU 建筑事务所在巴厘岛建造了众多竹建筑，数量达 60 多座。其中有 9 座是定制化绿色住宅 Green Village。还包含巧克力工厂以及友善生态度假村 Bambu Indah 等。IBUKU 建筑事务所位于印度尼西亚巴厘岛的总部办公室也是一栋竹建筑，为 3 层，采用螺旋形结构且用麻竹建造，整体没有封闭的墙。这栋看似简陋的“蜗牛屋”其实拥有良好的通风和防雨效果。
IBUKU 建筑事务所努力开创崭新的设计语言，使人们能够依据自己制定的规则来打造属于自己的设计，实现属于自己的建筑之旅。在 The Arc 体育馆里钢结构体育馆，建筑师运用全新的设计语言构建了一种前所未有的架构。这个项目不只是由竹子搭建起来的建筑，它还是轻型架构的未来范例。在该项目里，IBUKU 建筑事务所与竹艺工匠大师 Jorg Stamm 以及结构事务所 Atelier One 展开合作。他们为巴厘岛绿色学校设计的体育场 The Arc，展现了竹建筑那充满延展性的美感。远远望去时，它就好像一块柔软的竹编，正缓缓地落到地面上。Arc 体育场运用了大自然最卓越的“设计策略”之一，即凭借最小的结构去营造大空间。在人类的胸腔结构方面，承受压力的肋骨是通过由肌肉与皮肤所构成的张拉弹性层而固定在特定位置的。IBUKU 团队以这为创作灵感，用一系列交织的竹拱构建出骨架，其高度为 14m，跨度为 19m，是一条美丽的曲线，而中间是由马鞍面网格结构（Anticlastic Gridshells）相互连接的。
拱形结构在承受压力时，能够借助马鞍面网格结构固定在原位。这种网格结构看似轻轻地处于高不可攀的轻质拱形结构之间并“挂”于拱形架构之上，然而实际上它是用于支撑拱形结构的。这样能减轻拱形结构的压力，以最少的结构形态塑造出开阔的空间，既给学生们遮挡了阳光，又能在运动时减少空间压力，在实际受力和视觉效果方面给这个空间带来了奇妙的想法、亲密的氛围和独特的美感。IBUKU 建筑事务所为精准呈现 The Arc 体育馆的轻巧，花费了数月进行研究与微调。负责此案的建筑师 Rowland Sauls 称：“The Arc 体育馆的结构概念独一无二。它展现出一个建筑师运用前所未有的设计理念所具备的勇敢与乐观精神，并且作为设计者，也有足够的创造力和毅力去研究、探索使这个项目成功所需的答案。”巴厘岛绿色学校的 The Arc 体育馆代表着有机建筑的新的时代。它有着 19m 跨度的拱形结构，这个拱形结构与马鞍面网格结构相互连接。我们还与 Jorg Stamm 和 Atelier One 进行了合作，一起打造了这个非凡校园新社区的健康空间和体育馆。IBUKU 设计总监 Elora Hardy 补充说道。Atelier One 公司作为结构设计合作方，其总监 Neil Thomas 指出：网格结构壳凭借自身的形状刚度构成了屋顶的表皮。它凭借双曲抛物面结构为整栋建筑赋予了抗屈曲的能力。这两个系统共同构建了一个特别且高效的结构。这种结构使得整体架构在负载作用下能够弯曲。它利用了结构的形态，将荷载进行了重新分配，从而减轻了拱形结构需要承受的局部力。
Arc 体育馆的设计对传统几何编排进行了突破，使建筑的整体机构达到了平衡状态，这表明项目所需的结构材料数量大幅减少。此设计为校园造就了内部空间超大、结构超轻薄且没有分散视线的拱形结构的建筑。建筑师与工程师夜以继日地研习了数月，进行了探究，还精心雕琢了新细部。最终呈现的建筑，其设计细节无比精美，同时也见证了 IBUKU 建筑事务所在拓宽建筑和设计领域界限方面所做的探索。
摄影：Tommaso Riva。
