探索人類在極端環境中的生存之道!Buckminster Fuller+生物圈2號+Eames夫婦,皮爾斯與生物圈二號/Peter Jon Pearce

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彼得·約翰·皮爾斯(Peter Jon Pearce)是一位產品設計師和發明家,之前,他在美國加州馬布里研發了一個淨零能耗的概念住宅。1958年,彼得·約翰·皮爾斯拿到伊利諾伊州的IIT學院的產品設計師學位後,他為Eames 夫婦(Charles and Ray Eames)工作,隨後在1961年創辦了自己的公司。

Peter Jon Pearce
Peter Jon Pearce

 

位於美國亞利桑那州,建設當中的生物圈:擁有700萬立方英呎的密閉空間,這是有史以來最大的封閉生態系統。(Courtesy CDO Venture LLP/University of Arizona Biosphere 2)
他還曾與巴克敏斯特·富勒(Buckminster Fuller合作,但他最出名的是作為美國亞利桑那州生物圈2號的結構和保護層的設計師。這個有著700萬立方英呎的密閉空間,是有史以來最大的封閉生態系統。
90年代初,有一群人試圖在這個巨大的、密封的、自給自足的氣泡中長期生活和種植食物——由此獲得的教訓對未來的火星殖民者來說並不是個好兆頭

Biosphere 2 (1991), Arizona. The Wilderness Biome is shown on the upper left side, Habitat and the Agricultural Biome are in the centre and the lung domes on the right. (Courtesy Peter Jon Pearce)

 

“The Biosphere created our fame and also our demise.” (Courtesy CDO Venture LLP/University of Arizona Biosphere 2)

Diagram showing the different functions of Biosphere 2. (Courtesy CDO Venture LLP/University of Arizona Biosphere 2)

從和伊姆斯夫婦一起設計椅子的產品設計師轉到和巴克明斯特·富勒一起研究復雜的幾何圖形,彼得·約翰·皮爾斯非常投入地研究晶體學和空間幾何學。盡管在高中和大學的時候,他從未上過任何化學或生物課程,但自行研究了這些材料。
 
在查爾斯家見到康拉德·瓦克斯曼(Konrad Wachsmann)後,彼得·約翰·皮爾斯開始注意到他寫的一本叫做《建築的轉折點》(The Turning Point of Building的書,這本書在1958年左右用德語出版,後來翻譯成英語,由萊因霍爾德出版。彼得·約翰·皮爾斯買了一本,從頭到尾讀了一遍。然後他又繼續研究了富勒和康拉德的作品,尤其是富勒。

彼得·約翰·皮爾斯在晶體學、形態學、生物形態、冶金學和其他領域都發表了論文後,他對富勒的一些論斷產生了某種懷疑,並越來越認識到他的思想的侷限性。

 

首先,彼得·約翰·皮爾斯認為他是一個偉大的隱喻性思想家。從真正的幾何實體的角度看,他覺得富勒的協同幾何學是有侷限性的。富勒把意義歸於物理宇宙中,這作為隱喻是可行的。
Buckminster Fuller in 1979 with its sphere of tensegrity, steering wheel prototype city. Credit: PBS
 
Buckminster Fuller raises his arms as he poses in front of a massive geodesic dome in Long Beach, California, on April 21, 1983. Fuller was widely known for popularizing the use of the domes. BOB RIHA JR/GETTY IMAGES
 
彼得·約翰·皮爾斯印象深刻是富勒的一些早期作品。1927至1928年,富勒提出了戴馬克松住宅 Dymaxion House(一個高效、可大規模生產的住宅)(Daymaxion由dynamic、maximum和tension三個詞拼接而成),這是一個掛在柱子上的六邊形結構,它就像個電纜塔。盡管作為一個結構設計或建築作品,它的價值令人質疑,但它提供了一個非常大膽的設想。住宅的外形應該是什麼樣的?拋開感性和傳統的包袱,Dymaxion House給了我們這些人更多的想像空間。
 
Dymaxion House Model, 1927
Dymaxion House © The Estate of R. Buckminster Fuller, via myipamm.net
另一件彼得·約翰·皮爾斯認為意義深遠的事,與測地線穹隆( geodesic dome)有關,但不是說測地線穹隆本身特別重要。重要的是,富勒證明了有一些結構原則是與規模無關的。他向我們展示了同樣的結構原理對微小的小穹頂和巨大的巨穹頂都是適用的。
 
可以看到其中一些相同的原則在微觀層面上也發揮著作用。它們是最小能量的模型,這是人們從研究自然結構中得出的範式。他沒有使用這個術語,但這就是彼得·約翰·皮爾斯所說的幾何強度。他表明了形狀是結構性能的主要決定因素。
加拿大蒙特婁生物圈:人類與環境和諧共處的伊甸園 / Buckminster Fuller
加拿大蒙特婁生物圈:人類與環境和諧共處的伊甸園 / Buckminster Fuller

 

Buckminster Fuller
彼得·約翰·皮爾斯和公司Pearce Structures的大部分產品都可以被理解為kit-of-parts,基於裝配和勞工模式來制定項目構思和戰略。彼得·約翰·皮爾斯年輕時就曾試圖想辦法解決這個問題。我還探索設計可以由客戶組裝的家具。他提出這種想法比宜家還早。
通過一系列簡單的自動化生產,你生產出一些東西,就是一個零件包,然後發貨,由客戶組裝。這是一個處理裝配問題的方式,實質上沒有解決工廠背景下的勞動力問題。當規模達到一個臨界點,就是當你發現你沒辦法再這樣做了,你就會開始想辦法建立一種可以普遍性的結構。
這種結構的規則依據之一是人的尺度。一個結構部件的重量和尺寸必須有限制標准,以便一個人可以輕松地拿起它而不會使他的背部受到傷害。
 
 The airtight glazing of Biosphere 2, inspired by Buckminster Fuller… (Courtesy CDO Venture LLP/University of Arizona Biosphere 2)
…who “showed that shape is the primary determinant of structural performance”. (Courtesy CDO Venture LLP/University of Arizona Biosphere 2)
The different Biomes facilitate the flourishing of different life forms… (Courtesy CDO Venture LLP/University of Arizona Biosphere 2)

 

雖然彼得·約翰·皮爾斯和伊姆斯、富勒、瓦克斯曼的關系都很親近。在他為查爾斯工作時,他還不知道伊姆斯之家。Eames House也給他帶來了啟發。你可以看到它是怎麼被創造出來的,可以看到零件,還可以看到緊固件。
關於伊姆斯之家的神話,在某種程度上是確有其事,它是由現成的工業部件組成的–工字鋼、預制桁架、鐵制平開窗等等。說它真假參半是因為它真的在使用這些組件,但它們又確實必須被改造以契合這個概念。
 
彼得·約翰·皮爾斯的方法不同之處在於他所有的預制結構都涉及專門建造、專門設計的部件。換句話說,他的組件沒有一個是現成的。它們都是專門設計的。在這個意義上,它們是完全不同的裝配策略。
 
Eames House,courtesy of Eames Office
Eames House,courtesy of Eames Office
Eames House,courtesy of Eames Office
 
在拿到「生物圈2號」Biosphere 2)項目的時候,彼得·約翰·皮爾斯把他的員工召集起來:好消息是我們得到了這個項目,壞消息也是我們得到了這個項目。
 
爾斯首先做了一些與建築形狀和結構解決方案有關的可行性研究。客戶設想了一些特殊的配置,他們稱之為生物群落——荒野生物群落、農業生物群落,以及一個被他們稱為肺穹的穹頂。爾斯提出了一些完善和改進的建議,而且沒有改變他們的底層邏輯,最終整體的形狀是接近他們所設想的。
原本爾斯不打算做玻璃,只做結構系統的設計和製造。但客戶不斷地去找那些做大天窗和中庭的大公司,希望可以有一套防止雨水滲入的傳統的玻璃密封解決方案,但都以失敗告終。最後還是由皮爾斯設計解決並包下了這個玻璃工程。
彼得·約翰·皮爾斯還設計了一個叫做「生境」( Habitat)的單元,它是一個帶有圓頂的伊斯蘭風格的塔。頂部的小穹頂裡有一個圖書館。還搭建了穹頂和一個鋼包層系統。
皮爾斯建立了這個系統,但最後卻陷入了資金空缺的困境。五年後,因為這個原因退出了這項計畫。生物圈2號是偉大的。他給皮爾斯帶去了名聲,也帶去了消亡。

 …such as the Ocean Biome, complete with coral reef… (Courtesy CDO Venture LLP/University of Arizona Biosphere 2)

 

 …the Agricultural Biome, used to feed the inhabitants of the facility… (Courtesy CDO Venture LLP/University of Arizona Biosphere 2)

 

 …and Habitat, the “Islamic-looking” structure in the foreground, designed for humans and kitted out with a library in its tower. (Courtesy CDO Venture LLP/University of Arizona Biosphere 2)

 
皮爾斯生態屋(Pearce Ecohouse)一個淨零能耗的房子,由鋼、玻璃和鋁製成。空調是能源的最大消耗者,基於此,這個房子的設計是圍繞氣候管理天棚的概念展開的。使建築物變暖的是太陽輻射。這個想法是為了攔截太陽輻射,使其永遠不會觸達建築的圍護結構,諸如牆面和屋頂等表層。
 
建築圍牆在炎熱的月份處於陰涼處,在寒冷的月份處於陽光下。這是通過嵌套在外骨骼中的百葉窗方案來實現的,它支撐著一個帶有可操作窗戶的全玻璃外殼。
Dymaxion House中得到啟發,皮爾斯試圖拋開所有關於房屋應該是什麼的先入為主的概念,拋開所有感性層面的關注。這個設計是針對一個具體問題的解決方案,它融入了皮爾斯在過去五十年中所學到的一切。
 
Pearce Ecohouse rendering, Santa Monica Mountains, Los Angeles County. (© Peter Jon Pearce)
The kit-of-parts theory used to construct the Pearce Ecohouse is made visible in the render. (© Peter Jon Pearce)

 

皮爾斯生態屋的主要生活空間的內部效果圖 © Peter Jon Pearce
泡泡城堡(しゃぼん玉のお城) Curved Space (1993), 雕刻之森美術館 Hakone Open Air Sculpture Museum, Japan. (© Peter Jon Pearce)

 

 

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