材料决定建筑

杨明

华东建筑设计研究院有限公司建筑创作所所长/总建筑师、城市设计研

究部主任，国家一级注册建筑师、注册规划师，东南大学客座教授，

上海市建筑学会建筑设计专业委员会委员，具有17年建筑设计和城市

设计的职业经历。

专长和代表作品：近年来主要从事有关绿色建筑与城市的体系设计研

究，主持完成了世博会上海案例馆、武汉花山生态艺术展示中心等获

国家绿色三星标识的建筑单体以及虹桥商务区核心区、成都金融总部

商务区等已经开展实施的低碳城区项目，对国内绿色城市发展有着独

到的理解和清晰的认识。

Materials Helping To Achieve

Architecture

材料决定建筑

看到这个题目可能很多建筑师心里都在暗恨，如果材料真的能决定建筑，那么将置建筑师于何地？其实我本

人也是建筑师，之所以这么说，恰恰是因为建筑材料在建筑师的操作当中是相对容易被忽略的一件事情，我希望通

过跟大家一起回顾材料的发展来探讨材料与建筑的关系。

所有的客观事物构成了我们生存的空间，也给予我们各种感觉。孩子们搭积木、玩泥巴，实际上就是在运用材料，

因此材料本身对于建筑师而言都曾经是玩具。现在我想很多建筑师也仍然把建筑当成自己的玩具，只不过是非常成

人化的，而且是大家一起玩的玩具。但是我希望大家更关注一点，那就是材料还是我们的工具。当你掌握了一种强

大的材料工具的时候，你的建筑才能真正走向一个更广阔的空间。中国建筑和世界建筑之间的一个巨大区别就在于

我们目前对于材料的掌握和运用与国外是有一定差距的。

我有同学在美国做设计师，他说当他做一个项目的时候，为了桌子表面的一张木材贴皮，材料商可以从意大

利到美国来回飞20

趟，送20

个不同的样本让建筑师做选择。所以他们说在美国做建筑师是一件非常幸福的事情，

因为材料商的反馈和支持可以大大丰富建筑师自己的设计范围以及设计力量。但在中国很不幸，通常我们还要到工

地上去教工人怎样做。虽然这也是我们愿意做的事情，但是工具的低级会影响建筑最终的品质实现。

所以，当需要创造新的建筑形态的时候，你会发现新材料实际上是必须的条件。没有新材料的突破，建筑形

态的突破是非常有限的，而新思维则是决定建筑形态的一个充分条件。有了建筑师的各种创想才可能获得新的建筑

形态，但是如果没有材料的支持所有的形态变化都只会在一个基本的阶段上不断重复再重复。这就是为什么中国在

过去的五千年里所有的建筑都可以达到登峰造极的模块化做法，但是所有的内容又都是不变的，几千年延续着完全

一样的构造形式。

在历史上，石头和木材作为建材使用所持续的时间已经远远不止五千年。木头具有一定的柔韧性，石头具有

高强度，组合起来还有一个相对的易得性。大自然把它们就摆在我们眼前，出门砍一棵树、搬一块石头就可以得到

这样的一些建筑。

材料・建筑师的玩具和工具天坛・木制高大金字塔・石制高大

门捷列夫・1869维斯克利・1804

奔驰・1886

莫尼埃・1868

汇丰银行・1923维斯克利・1889林肯纪念堂・1922水晶宫・1851

但是，什么东西都会有它的宿命。1776年瓦特同志发明

了蒸汽机，随着工业革命的推进，钢材登上历史舞台，它的出

现实际上代表了整个技术观念和思想观念的一个根本性的变化。

门捷列夫在这方面干了一件非常了不起的事情，他让我们对于

一个表象的认识深化到了对于真正本质的认识，他告诉你人无

非就是某一些元素堆成的一种物质，所容纳你的空间也都是物

质而已。

1869

年，距离工业革命已经有将近一百年的时间了，法

国一位名叫莫尼埃的园艺师发明了钢筋混凝土，起因只是为了

做一个更坚实的花盆。这个花盆非常了不起，但是大家注意到

水泥的作用却是在十八世纪后期。从水泥到混凝土的出现再到

钢筋混凝土的实际应用，这中间有一个巨大的跨越。一个先进的想法从出现到它真正被应用，这之间的年代阻隔和

迟滞完全是人的思想造成的。

瓦特・蒸汽机・1776年

实际上，在混凝土出现以后150

年左右的时间，我们才真正断绝了和以石墙、木头作为整体社会建筑材料阶

段的关系。虽然现在的钢筋混凝土建筑同样在追求更高、更大的空间，人们也在研究如何让不同的材质变得更有趣、

帝国大厦・钢砼高大

朗香教堂・1953密尔沃基艺术馆・2001

米洛大桥・2004圣家族教堂・1884至今

更有延展性，但应该说对建筑材料的运用目前仍然处在这样的混凝土阶段。

可以看到，钢筋混凝土其实到目前为止在国内仍然停留在最平常的应用水平。为什么我刚才说我们这些建

筑师和国外一些建筑师或者说真正顶级的建筑大师有差距，就是在运用材料工艺上的不同决定了我们最终的成果

所展现出来的差距。柯布西耶已经把混凝土应用到了极致，卡拉特拉瓦也一样。世界上第一座钢筋混凝土建筑就

是一个花匠做的小桥，而现在的米诺大桥是世界上最高的桥，已经可以达到340 多米高。还有巴塞罗那的圣家

族大教堂，我觉得非常棒的一点是它的建造时间是从1884 年跨越到了现在，也就是说从真正的混凝土应用开始

这个建筑就已经出现。高迪是这个时代里的传奇人物，他的思

想可以从那个时候一直延续到现在，并且仍然照耀着这个时

代。他可以把混凝土应用到让人忘记这是一个什么样的材质，

忘记了它的强度、塑性等问题，只是把它作为自己一个得心应

手的工具。就像在座很多人可以设计出不可想象的建筑形态一

样，而高迪的了不起之处在于他可以把他的思想用混凝土变成

现实。

因此说，在钢筋混凝土这个阶段，更高的强度和更高的可

塑性以及与之相应的工业化所带来的性价比，决定了我们整个

时代建筑的本质特色。之所以我们不谈建筑师而谈材料与建筑，

是因为在这个时代建筑师也会碰到宿命――计算机的革命。为

第一台个人电脑IBM5150・1981年

ZAHA

什么说这是我们的宿命，因为尽管我们还处在钢筋混凝土时代，但由于计算机的运算能力，使我们能够向无限的大

尺度和无限的小尺度进行探索。而无限的大尺度恰恰是人类所追求的一个极致目标――更高、更大；而无限的小尺

度恰恰是大尺度最根本的构建基石，它体现在材料的微观分子结构上，也就是说最终大家的建造成果都是建立在同

样的像素级尺度上。

我们所谓钢筋混凝土的宿命是由材料的变化带来的。目前的元素周期表中门捷列夫时期有63

个元素，现在被

承认的有118

个。除了两种元素在自然界具有微量的存在，从93

号元素之后所有的元素都是人工合成的，甚至它

们存在的时间短到万分之一秒，通过粒子对撞产生，然后迅速消失。所有这些都是在计算机所主导的技术力量的支

持下，我们通过新的工具才能达到的。

当然，现在流行的三维模型制作软件譬如犀牛（Rhino）就更不用说了，因为这类软件的产生对混凝土技术的

打击非常大。在建筑价值多元化的当下，建筑师不得不寻求更好的设计和表达方式。我觉得这已经开启了建筑材料

向一个新纪元演进的过程，借鉴历史来看

这个过程可能要持续半个世纪或者二三十年。

材料的这些变化和信息技术的发展带来的是更高的追求，但这些追求往往在现实生活中无法得到充分的满足，

技术的落后必将对其有所制约。在建筑师的宿命里，全世界最尴尬的估计就是ZAHA

了。作为一代风尚的带头人，

她所面临的所有的问题都是为了摆脱钢筋混凝土所带来的束缚。如果她有更好的办法的话，我觉得她也不会把心思

花在做椅子、做鞋或者做别的什么上面。目前她所做的比较大尺度的非混凝土材料的建筑只是一个实验性的智能厨

碳纳米管・1991年

英国馆・2010信息通信馆・2010

万科馆・2010瑞士馆・2010

房，3000元/m2

的试验材料如果作为普及建材我们还用不起，但是确实只有这样的材质才能真正实现这个时代建

筑师的一些更奇特的梦想，即从形态上回归自然的本源。整个工业革命可以说使人类做到了“人定胜天”，但现在

我们的思想更倾向于向往与自然有更多的融合，向自然学习，向生物学习。

所以我的观点是，在下一代的建筑材料里，高分子复合材料才是未来的发展趋势，虽然我不知道它能持续多

长时间。比如碳纳米管，它的强度是钢的100

倍，质量却只是钢的1/6，同时还有非常良好的导电性。因为是人工

合成的材料，所以造价也可以很低廉。它的本质其实就是碳、石墨，它的这些属性足以改变整个建材系统。目前更

多的是把它作为一些材料的添加剂使用，只是应用在一些特殊的地方。高分子复合材料的特点之一就是具有超高的

力学性能，比如人工合成蛛丝，又叫做生物钢。它的强度高，韧性大，还具有一定的热稳定性，在极高温度下才会

分解，因此在建筑方面，可用作结构材料和复合材料，代替混凝土中的钢筋，应用于桥梁、高层建筑和民用建筑等，

可以大大减轻建筑物自身的重量。

高分子复合材料的另一大特点就是具有超强的可塑性，这也是目前建筑材料所欠缺的地方。比如记忆金属在

一定的温度下可以变形，变形记忆之后，经过温度变化又会完全恢复原始性状。除此之外，高分子复合材料还可以

具有千变万化的色彩、超轻量的质量级别，只有具有这些特性的材料才能够在未来支持我们追求更高和更远的建造

目标。

当然，现在这一切都还只是梦想，还没照进现实，目前我们仍然处在混凝土的时代里。以2010

年的上海世博

会为例，虽然一些场馆都在材料的运用上花了不少心思，譬如英国馆表面的材质用的是聚碳酸酯的管子；我当时做

的信息通信馆为了表达表面的透明性和光感，饰面板材也用的是聚碳酸酯；万科馆用的是一种金属的麦秸复合材料；

瑞士馆号称用的是大豆纤维做的一种新材料，可以进行自身降解。但这些材料一旦出了世博园，在普通的建筑上是

不会看到的。并非是由于它们的价格都太贵了，而是因为防火规范的原因未被允许在中国应用，这其中甚至包括在

欧洲可以大量看到的像千思板这样的合成材料。

所以，材料的使用不只受到我们对工具掌握程度的制约，最大的障碍还在于我们思考的深度和广度不足，接

纳性也不足。我们说建筑是一个非常迟滞的思维拓展领域，要用建筑表达理想、表达生活其实是一件很笨拙的事情。

如果想要有真正新的建筑形态，就需要未来高新材料的决定性支持。面对新的建筑材料，如果头脑里没有新的创想、

新的认识，我们运用建筑材料工具的能力也将不会有任何新的长进。

注：文中所有图片均由报告人引自互联网。