崔曉玉, 黃云峰

(安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院， 安徽淮南 232001)

淺論圣地亞哥·卡拉特拉瓦建筑結(jié)構(gòu)的美學(xué)邏輯

崔曉玉, 黃云峰

(安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院， 安徽淮南 232001)

在很長一段時間里，設(shè)計師主“外”、結(jié)構(gòu)師主“內(nèi)”，結(jié)構(gòu)是為實(shí)現(xiàn)設(shè)計而服務(wù)的并沒有任何美學(xué)價值的觀點(diǎn)一直占據(jù)主流。但從圣地亞哥·卡拉特拉瓦的作品中，能感受到結(jié)構(gòu)是美的一種直接的表達(dá)形式。文章從結(jié)構(gòu)提取、結(jié)構(gòu)設(shè)計、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和結(jié)構(gòu)之美四個方面闡述結(jié)構(gòu)不單單是解決技術(shù)問題的結(jié)果，更是一種表現(xiàn)美的方式。

結(jié)構(gòu)提??； 結(jié)構(gòu)設(shè)計； 結(jié)構(gòu)優(yōu)化； 結(jié)構(gòu)之美； 圣地亞哥·卡拉特拉瓦

在中國古代，房子外形的設(shè)計和建筑構(gòu)造都是由熟練的“匠人”完成的。但隨著科技的進(jìn)步，“匠人們”逐漸有了越來越細(xì)的分工和越來越明確的崗位定義。這種現(xiàn)象帶來的究竟是越來越好的建筑還是越來越無新意的流水施工？我想從圣地亞哥·卡拉特拉瓦這個身兼建筑師和結(jié)構(gòu)師的大家的作品中，談一談結(jié)構(gòu)對于建筑美學(xué)的重要性。

建筑是功能要求的物質(zhì)空間與社會文化的形象載體的結(jié)合，由人工建造的具有能“容納”人類在其間生活所需空間的圍蔽物[1]。力的傳遞方式和結(jié)構(gòu)體系的選擇對建筑外形的設(shè)計起著決定性的作用，不同的結(jié)構(gòu)傳力方式、結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)材料造就不同的建筑風(fēng)格和建筑外形。凡是經(jīng)久流傳的建筑必有其獨(dú)特的創(chuàng)新力和強(qiáng)烈的表現(xiàn)力。失去結(jié)構(gòu)意義的形式美對于建筑來說是沒有生命力的[2]。

1 結(jié)構(gòu)提取

Mies Van der Rohe密斯·凡德羅說過：“當(dāng)清晰的結(jié)構(gòu)得到精確地表現(xiàn)時，它就升華為建筑藝術(shù)”[1]。縱觀卡氏的作品，總能被他的想象力和對結(jié)構(gòu)的理解力所震撼?？ㄊ显谟^察人體及其他生物骨骼和植物后，他總能從中提取結(jié)構(gòu)形式并將其轉(zhuǎn)化成為最適合的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式；他總以最不可思議的想象力表現(xiàn)出力的傳遞、結(jié)構(gòu)的力量。卡拉特拉瓦設(shè)計的建筑形式并不是直接模仿生物體的樣式，而是用理性的幾何眼光去觀察自然，發(fā)展雕塑般的空間和具有動感的建筑新形式[3]。

建筑設(shè)計的創(chuàng)新是由結(jié)構(gòu)技術(shù)的進(jìn)步帶來的?？ㄊ系湫偷拿缹W(xué)結(jié)構(gòu)體系包括:

(1)賈克姆倉庫中的箱梁系統(tǒng)(圖1)。在這種系統(tǒng)中他將斷面呈V字形的箱梁的上弦設(shè)計成拱狀以承受壓力，下弦為直線形，兩側(cè)用壓形鋼板加強(qiáng)形成一個三維的箱梁巧妙地解決了結(jié)構(gòu)體系的問題[4]。

圖1 賈克姆倉庫中的箱梁系統(tǒng)

(2)人形支撐及自然仿生結(jié)構(gòu)。蘇黎世斯達(dá)德霍芬車站的項(xiàng)目中(圖2)運(yùn)用了手掌的結(jié)構(gòu)，其主要的扶壁柱運(yùn)用了張開的手掌的造型，剖面地下空間的柱子采用的是倒置的手。這種結(jié)構(gòu)形式既能清晰地表達(dá)了力的傳遞過程也能清晰地表達(dá)力的傳遞形式。在法國里昂機(jī)場的鐵路車站設(shè)計中(圖3)，一個個人體支撐的柱體結(jié)構(gòu)構(gòu)件相互連接交錯共同支撐著車站巨大的敞廊。一個個混凝土的人形支撐在相互搭接的過程中，仿佛被賦予了生命，結(jié)構(gòu)直接帶來了的生命的感動。此外卡氏通過對自然界細(xì)致觀察中準(zhǔn)確提取到的結(jié)構(gòu)體系還有“脊椎”形狀的瑞典馬爾默市旋轉(zhuǎn)大廈；“展翅飛翔的鳥兒”造型的美國密爾沃基藝術(shù)博物館等等。

圖2 蘇黎世斯達(dá)德霍芬車站

圖3 法國里昂機(jī)場的鐵路車站設(shè)計

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

卡拉特拉瓦鐘情于結(jié)構(gòu)力的直接表達(dá)，他所采用的結(jié)構(gòu)形式往往決定了建筑物未來的造型。在巴仁馬特文化中心音樂廳的設(shè)計中(圖4)，卡氏以3根伸入梁中承受拉力的鋼索類箱梁結(jié)構(gòu)支撐整個屋架，形如巨大的弦樂器的結(jié)構(gòu)造就了輕盈剔透如弦樂器般的屋架。賽維亞科威特展館的可動屋頂結(jié)構(gòu)(圖5)由17根無需聯(lián)動的指狀構(gòu)件構(gòu)成，構(gòu)件在屋頂閉合時近似一榀榀曲線型折粱，開啟后則又成為獨(dú)立的器臂結(jié)構(gòu)[5]。結(jié)構(gòu)設(shè)計的可動性，使之看上去就如同人類靈活的手指。巴倫西亞科學(xué)城的天文館(圖6)的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，卡氏將天文館設(shè)計為球體并讓它籠罩在長110 m 、寬55.5 m的拱形混凝土蓋和透明的點(diǎn)式玻璃幕下，通過鋼鐵翼肋進(jìn)行開啟和閉合。這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計使天文館給人的印象就是像人類的眼睛，開啟和閉合的過程更像是眼簾的張開和閉合?？ㄊ线@些創(chuàng)造性的結(jié)構(gòu)設(shè)計不但充分地利用了力的傳遞和材料自身的性質(zhì)，而且充分地考慮了使用功能和對空間的營造。

圖4 巴仁馬特文化中心音樂廳的屋架

圖5 賽維亞科威特展館

圖6 巴倫西亞科學(xué)城的天文館

3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化

稹文彥說：“能夠把握細(xì)部是建筑師成熟的標(biāo)志”[1]?？ㄊ蠠o疑是其中的佼佼者，他總能把建筑的功能以優(yōu)化的方式發(fā)揮到極致。優(yōu)化就是讓一個系統(tǒng)通過最小的代價取得最大的效益，其最終的目的就是要尋找臨界點(diǎn)附近的一個狹小的最優(yōu)區(qū)域[4]。而優(yōu)化的方式就是對細(xì)節(jié)的精準(zhǔn)把握。擁有豐富學(xué)習(xí)經(jīng)歷和多重的身份的卡拉特拉瓦對細(xì)節(jié)的把握有著其他建筑師所不能比擬的敏銳和優(yōu)勢。為了使每個細(xì)部的功能達(dá)到最優(yōu)，卡氏通過反復(fù)試驗(yàn)和不斷計算來尋找這個空間和結(jié)構(gòu)上的臨界點(diǎn)。首先，卡氏將結(jié)構(gòu)的各組成部分的運(yùn)作分割開來，使各個構(gòu)件的功能和作用變得清晰；其次再根據(jù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中構(gòu)件傳力的特點(diǎn)來確定構(gòu)件的材料和形狀，以求能最大限度地發(fā)揮各種材料的特性[6]?？ㄊ蠈?xì)節(jié)的把握絕不僅僅表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的優(yōu)化上，也表現(xiàn)在充分利用建筑空間和追求美學(xué)價值上?？ㄊ系淖髌敷w現(xiàn)的是一種力量美、理性美，這種建筑越接近“臨界點(diǎn)”越具有震撼力。卡氏正是抓住這種特點(diǎn)，把這些優(yōu)化后的構(gòu)件用清晰可辨的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)合在一起并通過他大膽?yīng)毺氐南胂罅κ怪芾毂M致地表現(xiàn)出來，形成自己獨(dú)特的建筑設(shè)計。

4 結(jié)構(gòu)之美

縱觀卡氏的作品，我們可以發(fā)現(xiàn)卡氏通常直接將結(jié)構(gòu)作為內(nèi)部空間的裝飾要素，通過毫不掩飾的建筑結(jié)構(gòu)來表現(xiàn)美即無需裝飾，結(jié)構(gòu)本身就是很好的裝飾?？ㄊ侠盟觳诺南胂罅蛯Y(jié)構(gòu)、機(jī)械的理性邏輯把握，運(yùn)用仿生和運(yùn)動理論把“冷冰冰”的鋼筋和混凝土森林變成一個貼合當(dāng)?shù)厝宋那閼?，與周圍自然環(huán)境相輔相成并具有鮮活生命力的藝術(shù)作品。

美國威斯康星州的密爾沃基的美術(shù)博物館擴(kuò)建工程(圖7)中，卡拉特拉瓦沿著林肯大道的方向新建了一座跨度長達(dá)73 m的白色混凝土拉索引橋，拉索支撐的橋在橋頭構(gòu)成了傳統(tǒng)的垂直塔門，使人們的視線瞬間被吸引。這個引橋的拉索結(jié)構(gòu)中的中脊，以47°傾角升起，與橋面構(gòu)成了空間關(guān)系上的平衡，中脊高達(dá)50 m與引橋的方向背道而馳，繃住了全部十條拉索，把橋面的荷載牢牢地固定在高挑的桅桿上，形如一只振翅的巨鳥，給人以強(qiáng)烈的視覺沖擊[7]。在密爾沃基美術(shù)館內(nèi)，卡氏以白色的混凝土拱作為基本構(gòu)件不斷重復(fù)使用，使展覽空間產(chǎn)生了簡潔整齊的形象，不斷反復(fù)重疊的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，造就了整齊劃一的嚴(yán)謹(jǐn)和干凈清爽的簡潔。卡氏設(shè)計的結(jié)構(gòu)不僅充分發(fā)揮了其作為承重構(gòu)造物的作用，而且還強(qiáng)調(diào)了其作為構(gòu)成建筑的結(jié)構(gòu)形態(tài)的人文情懷和美學(xué)表現(xiàn)。

圖7 密爾沃基的美術(shù)博物館

結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的是確保力的合理傳遞和空間構(gòu)造的穩(wěn)定, 建筑設(shè)計的目的在于創(chuàng)造出合理的使用空間和具有一定表現(xiàn)力的美學(xué)作品。在很長一段時間里，設(shè)計師主“外”、結(jié)構(gòu)師主“內(nèi)”，結(jié)構(gòu)是為實(shí)現(xiàn)設(shè)計而服務(wù)并沒有任何美學(xué)價值的觀點(diǎn)一直占據(jù)主流。而在卡拉特拉瓦那里，結(jié)構(gòu)不再單單是建造建筑師設(shè)計圖紙的工具，更是是一種無需隱蔽的表現(xiàn)力量、一種能創(chuàng)造并直接表達(dá)美的藝術(shù)。

[1] 秦佑國.建筑技術(shù)概論[J]. 建筑學(xué)報, 2002(7): 4-8.

[2] 張敏.建筑結(jié)構(gòu)的美學(xué)探討[J].甘肅科技,2005(10):184-185.

[3] 莊葳,劉松茯.技術(shù)的作用力——圣地亞哥·卡拉特拉瓦建筑形態(tài)解讀[J].華中建筑,2007,25(1):189-194.

[4] 方楠.卡拉特拉瓦與理性的表現(xiàn)主義[J].世界建筑,2001(11):20-22.

[5] 程云杉,戴航.路徑、層級、平衡與運(yùn)動——論卡拉特拉瓦的設(shè)計策略[J].新建筑,2010(3)：82-86.

[6] 黃靖雅,徐安琪.淺論圣地亞哥·卡拉特拉瓦理性主義建筑結(jié)構(gòu)的意義與美學(xué)邏輯[J].產(chǎn)業(yè)與技術(shù)論壇,2013(4):141-142.

[7] 圣地亞哥·卡拉特拉瓦:動感與詩意交融[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊,2013(7).

崔曉玉(1991～),女，碩士研究生，研究方向：結(jié)構(gòu)工程。

TU-859

A

[定稿日期]2015-07-02