西班牙建筑結構筆記
——現(xiàn)代建筑結構的均質性與異質性

路璐

LU Lu

純真建筑工作室

此外，“結構”并不是一個而是兩個隱喻，每一個借自不同的領域：第一個來自博物學，這賦予了它在19世紀的含義；第二個來自語言學，這提供了它在20世紀的含義。

阿德里安?福蒂《詞語與建筑物——現(xiàn)代建筑的詞匯》

1 均質結構

在馬德里市區(qū)南部有一座建于20世紀60年代的教堂，從地鐵三號線Almendrales站出來就看到它高聳的十字架，看上去是一座由紅磚砌筑而成的建筑，外墻上間隔相同距離布置的墻垛暗示了它模塊化的平面構成。一進入教堂就感到似乎比室外還要明亮，身體被矩陣排布的纖細圓柱包圍，頭頂上不斷重復的梯錐形天窗覆蓋了整個內部空間，原來是均勻的天光讓人覺得室內更明亮。稍稍在里面多坐一些時間，就會發(fā)現(xiàn)：隨著天光的微妙變化，這些細柱間的空間仿佛在緩緩地升騰，離開地面，唯獨留下外圍的磚墻，如廢墟一般。弗恩西斯拉圣母教區(qū)中心教堂（Centro Parroquial Nuestra Se?ora de la Fuencisla en Almendrales）是建筑師何塞?瑪麗亞?加西亞?德帕萊德斯（José María García de Paredes）在1961年設計的作品，于1964年建成（圖1，2）。

如此均質而輕盈的空間，是如何形成的？首先，依循4.5m×4.5m方格網布置的鋼柱在空間中蔓延開來，支撐著模塊化的輕薄采光天頂，這些高5m而截面直徑只有0.127m的圓柱只應對豎直方向上的重力；同時，限定這一內部空間的圍護磚墻與柱網軸線相交的位置，在其外部都有短肢剪力墻支撐，加之墻體自身呈折線形，磚墻充分吸收了水平方向上的力。柱叢和磚墻這一輕一重兩套結構系統(tǒng)，形成了獨特的空間張力。一座建筑中的結構構件可能由不同的材料筑造，它們應對著場地上具有不同特征的力，形成一個力學關系的場。通過分析和梳理這些復雜的力學關系，用某種針對性的材料構件去應對具備某一特征的力，從而在這個力場中建立起更清晰、更純粹、更獨立的多個均質結構系統(tǒng)，塑造出均質的空間。物的分化，系統(tǒng)的純化，這無疑是現(xiàn)代性的特征（圖3）。

那么，均質的結構（Homogeneous Structure）就是現(xiàn)代建筑的追求嗎？一方面，基于現(xiàn)代生活的需求，現(xiàn)代人需要新技術去實現(xiàn)服務于新功能的空間，也就是現(xiàn)代公共生活的大跨空間，早期的鋼筋混凝土殼體結構以及后來的空間網架鋼結構實現(xiàn)了這些空間；另一方面，基于現(xiàn)代生產的需求，現(xiàn)代人需要新方法去提高效率實現(xiàn)大規(guī)模的建造活動，標準化、預制化的建筑構件和模數(shù)化的空間構成應運而生。追求理性、功能、標準和效率的現(xiàn)代建筑通過新技術建造起前所未有的結構，這些結構又最好地詮釋了現(xiàn)代建筑。但是，現(xiàn)代建筑無法控制新技術。盡管技術的發(fā)展受制于社會生產關系，但是其在整個20世紀的進化過程中卻逐漸獲得了自身的邏輯，即均質化——生產均質的結構。這是一個最初由建造技術驅動，逐漸沉淀為文化并塑造審美的過程。21世紀，均質的結構通過去物質化，已經開始在空間中隱去……

1 弗恩西斯拉圣母教區(qū)中心教堂內部明亮的空間

2 弗恩西斯拉圣母教區(qū)中心教堂外圍磚墻

3 弗恩西斯拉圣母教區(qū)中心教堂總平面圖

4 畢爾巴鄂銀行大樓

5 畢爾巴鄂銀行大樓標準層開闊的視野

6 畢爾巴鄂銀行大樓剖面圖

7 薩蘇埃拉賽馬場

8 薩蘇埃拉賽馬場看臺剖面圖

2 異質結構

在馬德里的商貿中心區(qū)，有一棟散發(fā)著典雅氣質的高層辦公樓，通體呈現(xiàn)黑咖啡般的深褐色，圓弧轉角使正方體量顯得不那么鋒利，逐層升起的遮陽板讓人覺得這座巨塔十分輕盈。底層大廳的內飾采用了木紋的膠合板，按照木紋圖案對稱排布，讓人想到鋪裝石材的手法。當上升到標準層，在粗壯的混凝土大梁下可以獲得開闊的視野，優(yōu)雅不在，卻能感受到在空中的自由。但是這“粗野”的大梁在28個標準層里只出現(xiàn)了5次，其實在立面上我們也可以發(fā)現(xiàn)遮陽板自下而上布置的節(jié)奏呈現(xiàn)出ABBBBABBBB……。這座畢爾巴鄂銀行大樓（Torre del Banco de Bilbao）建造于1978—1981年，建筑師弗朗西斯科?哈維爾?薩恩斯?德奧伊薩（Francisco Javier Sáenz de Oíza）在1971年舉辦的項目競賽中獲得第一名（圖4，5）。

這優(yōu)雅的節(jié)奏是如何獲得的呢？高層建筑所需要應對的垂直方向的重力自上而下遞增，水平方向的風力自下而上遞增，其結構構件的形態(tài)和質量的分布呈現(xiàn)為均勻的變化，完美的理性結構體系再現(xiàn)，這也許是那些施工中的高層建筑結構攝影作品震撼我們的原因。而與此不同的是，在這棟107m高的塔樓里，6組巨大的后張預應力鋼筋混凝土梁臂在豎直方向上將其分為6段，每組梁臂再托舉起上部的四層鋼結構（在競賽階段并沒有決定是托舉上部的四層還是吊拉下部的四層），梁臂和鋼架在形態(tài)和質量上形成了強烈的對比，這樣一套異質結構形成了整個塔樓在豎直方向上的節(jié)奏。在上面一組梁臂與下面一組四層鋼結構之間，形成了一層尺度驚人的無柱空間，讓人覺得有巨大的重量高懸卻不可見（圖6）。

那么，異質的結構（Heterogeneous Structure）違背了現(xiàn)代建筑的追求嗎？現(xiàn)代建筑的發(fā)展與鋼筋混凝土技術的應用息息相關，混凝土是均質的和塑性的，但是其內部的鋼筋則不然。愛德華多?托羅哈（Eduardo Torroja）在1934設計了位于馬德里市區(qū)西北部的薩蘇埃拉賽馬場（Hipódromo de la Zarzuela）的結構方案，這里的懸臂雙曲拋物面混凝土薄殼屋蓋展現(xiàn)了極致的理性主義，在當時數(shù)學上還無法準確計算的情況下，這一結構通過1:1的建造試驗來完成。通過試錯來確定數(shù)值的區(qū)間，它看上去非常合理卻并不精確，可以說是一種對合理的再現(xiàn)，從整個看臺的剖面圖上，我們能夠看到這一結構體系所表達出的平衡（圖7，8）。一種全新的空間，在這獨特的結構形式之下產生了。1962—1963年，菲利克斯?坎德拉（Felix Candela）作為顧問指導托羅哈之子何塞?安東尼奧?托羅哈（José Antonio Torroja），設計了位于馬德里的瓜達盧佩圣母教堂（Iglesia de Nuestra Se?ora de Guadalupe）的結構方案。這里的雙曲拋物面混凝土薄殼屋面塑造了震撼人心的空間，置身于其智性而神秘的氛圍中，仿佛回到了中世紀，不曾現(xiàn)代過（圖9，10）。這或許就是20世紀混凝土薄殼曲終前的高潮了，從20世紀60年代開始，由于其復雜的支模建造耗時耗力，就被高效又經濟的空間網架鋼結構取代了。也就是在這一時期，面對現(xiàn)代建筑的危機，源于現(xiàn)代理性的異質結構實現(xiàn)了感性的表達，并開始帶領現(xiàn)代建筑走得更遠。

3 均質結構與異質結構的調和？

20世紀60年代，在有機建筑的影響下仿生結構出現(xiàn)了，似乎調和了結構的均質與異質。1960年，米蓋爾?菲薩克（Miguel Fisac）設計了馬德里水文研究中心（Centro de Estudios Hidrográficos），第一次使用了預制“骨—梁”模塊，并于1963年建成投入使用?！肮恰骸钡撵`感來自脊椎動物的骨頭，因為建筑師需要中空剖面來減輕梁的自重。這座建筑中的“骨—梁”模塊長1m，自重350kg，用鋼索把它們穿在一起再后張預應力，構成了跨度為22m的梁，此梁在80m的長度上連續(xù)布置，形成了水文實驗的超大空間，異質的局部元素創(chuàng)造了均質的整體（圖11，12）。但是在費爾南多?伊蓋拉斯（Fernando Higueras）于1965年設計的西班牙文化遺產研究所總部（Sede del Instituto del Patrimonio Cultural de Espa?a）中，均質的局部元素則創(chuàng)造了異質的整體，它看上去像一頭深海生物（圖13，14）。在接下來的半個世紀里，結構的角色凸顯出來，開始表達更多：結構展示技術，結構象征符號，結構并置矛盾，結構回應場地，結構制造氣氛，結構再次模仿自然......

9 瓜達盧佩圣母教堂

10 瓜達盧佩圣母教堂平面圖

那么，均質結構和異質結構真的是被調和在現(xiàn)代建筑中的嗎？還是說它們本就都寫在現(xiàn)代建筑的基因里呢？

在2014年的威尼斯建筑雙年展上，來自AA建筑學院的團隊1：1復原了勒?柯布西耶于1914年設計的多米諾屋（Maison Dom-Ino），紀念其百年。盡管為了巡展而使用了便于拆卸運輸?shù)哪静闹谱?，但這一構筑物仍然散發(fā)著強大的能量，站在它面前久久無法離開，浮想聯(lián)翩，仿佛未來的所有疑問都能從這一片刻的思考中獲得啟發(fā)（圖15）。彼得?埃森曼曾經分析過多米諾屋的形式，如柱子到樓板邊緣的距離在長邊和短邊上是不同的，他想通過這些形式上的自我指涉證明一種建筑和人的新的關系，多米諾屋是與以往建筑的一種斷裂，代表著現(xiàn)代建筑。

11 馬德里水文研究中心的超大空間

12 馬德里水文研究中心的“骨—梁”

13 西班牙文化遺產研究所總部

14 西班牙文化遺產研究所總部內部空間

15 復原的多米諾屋

16 向日葵公寓的一層樓梯

17 向日葵公寓剖面圖

百年之后，多米諾已經被抽象為現(xiàn)代建筑的原型，但是我們不妨給它做一個力學分析，透視這一結構。多米諾屋的主體是三片樓板和六根柱子，板柱結構中如果等距布置柱網，那么將獲得極其均質且可無限延伸的結構體系，接下來的百年里我們在生產中也是這么應用的。但是不難發(fā)現(xiàn)，在它的一條短邊上有一部雙跑樓梯，三片樓板在這條短邊上都做伸出以連接樓梯，所以樓板在這一角所承受的力矩就會增加；同時，在每層的六根柱子中都有一根被樓梯間的休息平臺打斷，所以這根柱子在垂直方向上的力矩分布就與其他柱子不同。為了應對這些額外的力矩，需要提高相應位置上的鋼筋配置，結構的質量分布就不再均勻了，抽象的原型印象被動搖了，結構中均質和異質共存。眼前的多米諾屋像是三片樓板在短邊的一端出現(xiàn)褶皺和糾纏并異化為樓梯，如同一座巨大的雕塑，顯得如此獨特且不可復制。

4 均質結構與異質結構的共生

意大利建筑師路易吉?莫雷蒂（Luigi Moretti）于1947—1950年在羅馬完成了向日葵公寓（Il Girasole）。建筑的入口大廳里有一段微變形的樓梯，拾階上升，在踏上第一個休息平臺之前，樓梯斷掉了……或者說這段樓梯從地面升起，卻與上面的休息平臺相分離，雖然只有一條不到3cm的縫隙，卻令人驚嘆，耐人尋味。后來從剖面圖中發(fā)現(xiàn)，這套位于建筑中央內院一角的雙跑樓梯承載著主要的豎向交通，唯獨在地面層的最后一跑樓梯調轉了180°，面向建筑的出入口。斷開之后，這一跑樓梯成為地面上的異形突起，像個雕塑；而上面的連續(xù)雙跑樓梯也保證了自身整體的統(tǒng)一性，實現(xiàn)了均質的結構。實際上，這一無法忽略的斷裂定義了整個入口大廳的空間特質。無論是為了結構系統(tǒng)的完整還是為了空間序列的敘事，本應連續(xù)的樓梯被斷開了（圖16，17）。

那么，如果我們把多米諾的板柱部分與樓梯部分斷開呢？斷開之后，自我支撐的樓梯將改變自身的結構形態(tài)，其豎向性的功能特質得以凸顯。但更重要的是，我們將獲得一個極其抽象的、結構完全均質的超級原型，它比原來的多米諾屋顯得更加理性，更像是現(xiàn)代建筑的圖騰。但是，勒?柯布西耶并沒有這么做。在設計多米諾屋時，他為什么認為三片樓板之間通過樓梯形成連續(xù)界面是必要的？他為什么認為通過樓梯的臺階來標記板柱空間的尺度是必要的？他為什么認為通過樓梯的質量讓均質的板柱結構偏心失衡是必要的？回答這些問題需要做進一步的研究，但出現(xiàn)在現(xiàn)代建筑開端的多米諾屋無疑是復雜甚至矛盾的，均質結構和異質結構在其中相互依存。

如果均質結構和異質結構都寫在20世紀現(xiàn)代建筑的基因里，那么我們就應該警惕當代建筑結構中過度均質化的傾向，冷靜地面對技術。

圖片來源

圖3，6，8，10，17 來源于網絡；其余均由作者拍攝。