高冬梅
混凝土一直是一種基本的建筑材料,盡管新材料不斷問世,但未來(lái)混凝土仍將會(huì)是一種最重要的建筑材料,其生命力在于材料的易得性、結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性及表現(xiàn)形式的多樣性。
建筑一方面是一種客觀的為滿足一定功能而建造的物理結(jié)構(gòu),必須服從一定的科學(xué)規(guī)律;另一方面又存在于一定的社會(huì)文化背景下,勢(shì)必與當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐膶徝纼A向相關(guān)。建筑的兩重性使得技術(shù)在相當(dāng)決定性的層次上制約著建筑的創(chuàng)作,這一點(diǎn)完全不同于其他藝術(shù)領(lǐng)域。P.L.奈爾維說(shuō)過:“良好的技術(shù)對(duì)于良好的建筑說(shuō)來(lái),雖不是充分但卻是必要條件。”
最直接影響建筑的性能和表現(xiàn)力的技術(shù)因素莫過于建筑材料??疾鞆墓糯浆F(xiàn)代的建筑就會(huì)發(fā)現(xiàn),盡管形式各時(shí)各地千變?nèi)f化,功能多種多樣,但是,構(gòu)成這些紛繁多樣的建筑的主要材料卻一直只是有限的幾種:磚、石、木、混凝土?;炷猎诮ㄖ械膽?yīng)用歷史悠久,人們一直不斷改進(jìn)其性能,嘗試各種表現(xiàn)形式,使之適應(yīng)建筑功能和審美的需求?,F(xiàn)代混凝土建筑表現(xiàn)出的技術(shù)和藝術(shù)的諧和關(guān)系,實(shí)際上體現(xiàn)出建筑的本質(zhì)特性:建筑既是物質(zhì)的,也是精神的。
·古羅馬時(shí)期的天然混凝土
混凝土的使用可以追溯到古羅馬時(shí)期。意大利半島上的一種天然火山灰,與石灰和碎石混合后形成一種凝結(jié)力強(qiáng)、堅(jiān)固、不透水的材料,這就是天然混凝土。最初它被用來(lái)填充石砌的基礎(chǔ)、臺(tái)基和城墻的空隙,后來(lái)由于比石材價(jià)廉而且不像砌筑石材需要專門工匠,就被用在大規(guī)模建設(shè)的神廟、宮殿、浴場(chǎng)等大型公共建筑物的券拱和墻體中,成為一種重要的建材。羅馬人采用分階段施工的方法成功澆鑄了許多大跨度的拱和穹頂,羅馬萬(wàn)神廟(Pantheon)的穹頂直徑達(dá)43.3m,上千年保持著跨度最大的世界紀(jì)錄。
羅馬建筑在繼承希臘建筑文化的基礎(chǔ)上成就出自己的輝煌,其恢宏的結(jié)構(gòu)與當(dāng)時(shí)天然混凝土的發(fā)現(xiàn)和利用是分不開的,但當(dāng)時(shí)人們將天然混凝土僅作為替代磚石的砌筑材料,還沒有出現(xiàn)真正的混凝土結(jié)構(gòu)。而且由于缺乏石材那樣的高貴感,不符合當(dāng)時(shí)人們追求奢華的審美習(xí)慣,混凝土多被限制于公共浴室這樣的世俗建筑中,在一些莊重的空間,混凝土表面一般都要用抹灰或掛貼大理石板精心修飾。
在羅馬帝國(guó)之后千余年時(shí)間里混凝土失傳了,西方建筑仍主要以磚石建造。例如圣彼得大教堂的穹頂由內(nèi)外兩層磚砌筑,內(nèi)層磚厚達(dá)3m,在技術(shù)上顯然是一種倒退。真正的混凝土和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是近代的產(chǎn)物。
·鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的誕生
1774年在英國(guó)艾地斯東燈塔(Eddystone Lighthouse)建設(shè)中混凝土技術(shù)才又重現(xiàn)天日。由于鋼鐵產(chǎn)業(yè)的興起,這一時(shí)期混凝土配料中除了石灰、砂子,還加入了鐵渣等混合物,但這并不是真正的混凝土。對(duì)混凝土中關(guān)鍵配料——水泥的研制經(jīng)歷了大約半個(gè)多世紀(jì)的時(shí)間:1796年詹姆斯·帕克取得了羅馬水泥的專利; 1824年英國(guó)人阿斯普丁生產(chǎn)出了真正的人造水泥——膠性波特蘭水泥,1845年以后投入工業(yè)化生產(chǎn),隨之產(chǎn)生了真正的現(xiàn)代混凝土即水泥混凝土。
近代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的雛形誕生于1850年的巴黎。拉布魯斯特(1801~1875)在加建圣日內(nèi)維夫圖書館的拱頂時(shí),首次利用交錯(cuò)的鐵筋和混凝土組成整體構(gòu)件獲得成功。1854年維爾金森取得了加筋混凝土的注冊(cè)專利。1867年法國(guó)園藝家莫尼埃在混凝土里埋置鐵絲網(wǎng)做成大花盆,取得專利,并利用這種方法建成了一座蓄水池和一座橋梁。同年弗朗西斯·科爾內(nèi)用鐵絲網(wǎng)加混凝土建造了巴黎展覽館的地下室。1870年薩蒂厄斯·懷特通過實(shí)驗(yàn)證明了鐵和混凝土在熱脹冷縮時(shí)有相同的漲縮比,因而可以保證兩種材料間的握裹力而形成一種整體的復(fù)合材料。這項(xiàng)試驗(yàn)將人們對(duì)這種復(fù)合材料的感性認(rèn)識(shí)上升到理性高度。
·近代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的雛形誕生于1850年的巴黎
隨著煉鋼術(shù)的成熟,鋼筋取代了鐵筋。法國(guó)的弗朗索斯·埃內(nèi)比克提出了混凝土中鋼筋的最佳配置體系,使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的科學(xué)性日益被人們理解和接受。當(dāng)時(shí)人們對(duì)這種新材料熱情很高,對(duì)其在工程中的應(yīng)用進(jìn)行過各種嘗試,其中最有意義的嘗試是用混凝土制作樓板。直到現(xiàn)在,不論建筑的縱向支撐結(jié)構(gòu)、建筑的外皮是什么材料,絕大部分建筑的樓板仍然是鋼筋混凝土材料,這可能是混凝土材料對(duì)建造體系最深刻的影響。
框架結(jié)構(gòu)是最早的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式。圣-讓·德·蒙特馬爾泰教堂是第一幢鋼筋混凝土框架建筑。1903年法國(guó)建筑師貝瑞(1874~1955年)設(shè)計(jì)的巴黎富蘭克林路25號(hào)公寓首次采用完全暴露鋼筋混凝土框架的立面形式,堪稱是現(xiàn)代建筑的發(fā)韌之作。
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的普遍應(yīng)用與現(xiàn)代建筑的嶄露頭角是上個(gè)世紀(jì)初建筑界發(fā)生的最有意義的兩件事,而且二者有著深刻關(guān)聯(lián)。新的結(jié)構(gòu)形式催生了新的建筑風(fēng)格,鋼筋混凝土整體框架、殼體結(jié)構(gòu)給現(xiàn)代建筑以全新面貌。而且,由于混凝土框架體系可以實(shí)現(xiàn)樓板向外懸挑,也就使建筑立面得以脫離結(jié)構(gòu),可以更輕、更透明。光滑的墻面與玻璃組成靈活的建筑外皮,建筑內(nèi)動(dòng)人的陽(yáng)光和開闊的視野是以前不曾有的。格羅庇烏斯、密斯、柯布西埃、賴特的現(xiàn)代主義早期作品充分展示了混凝土結(jié)構(gòu)的適用性及美學(xué)價(jià)值。
隨著現(xiàn)代主義建筑在全球各地的風(fēng)行,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)成為標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)形式被應(yīng)用到幾乎每一幢新建建筑。更大、更高、更強(qiáng)、更輕的混凝土結(jié)構(gòu)不斷出現(xiàn),與此同時(shí),建筑師也在尋求材料、結(jié)構(gòu)更為豐富的表現(xiàn)手法,對(duì)形式表達(dá)的探索似乎更呈現(xiàn)出一種跳躍式發(fā)展??v觀半個(gè)多世紀(jì)混凝土的建造歷史,可以歸納出以下幾種典型的材料、結(jié)構(gòu)表現(xiàn)形式,這些形式由淺入深,發(fā)掘材料原初本質(zhì),賦予一種傳統(tǒng)材料以豐富多彩的生命力。
·表現(xiàn)材料力學(xué)特性和新結(jié)構(gòu)的理性美
由于混凝土的可塑性,構(gòu)件可以完全忠實(shí)于受力情況,按彎距剪力圖線支模澆灌曲線形的梁、變截面的柱等,形成豐富的個(gè)性化的構(gòu)成元素,各種三維空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展也為結(jié)構(gòu)表現(xiàn)不斷提供新的素材。早期比較有代表性的建筑師是意大利的P.L.奈爾維和墨西哥的坎得拉。
當(dāng)代建筑師中注重結(jié)構(gòu)理性表現(xiàn)的同樣不乏其人,如西班牙的圣地亞哥·卡拉特拉瓦。他的建筑融技術(shù)與藝術(shù)于一身,有著明顯的表現(xiàn)主義傾向。盧塞恩火車站的門廊由預(yù)制混凝土構(gòu)件組成,16根符合受力邏輯的斜柱和曲線形的頂部挑檐,傳達(dá)出結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)中的平衡。阿爾克伊市公共大廳由寬7~16 m、高9m的混凝土拱支撐,一根支撐在地面的混凝土縱向梁實(shí)現(xiàn)了從單跨拱到雙跨拱的過渡,清晰的受力邏輯被有意渲染,形成一種亦真亦幻的空間效果。
·當(dāng)代建筑師中注重結(jié)構(gòu)理性表現(xiàn)的同樣不乏其人
由于兼具建筑師和工程師素養(yǎng),上述這些建筑師的作品追求的是空間的合理利用和美學(xué)價(jià)值的充分體現(xiàn),因而總是在一個(gè)較高層次上達(dá)到技術(shù)與藝術(shù)的完美結(jié)合。
·渲染材料的體量感和造型美感
混凝土的流質(zhì)形、可塑性本身是建筑造型取之不盡的源泉。悉尼歌劇院、紐約環(huán)球航空公司候機(jī)樓、朗香教堂的造型透出一種感性的美。愛因斯坦天文臺(tái)是一幢充滿幻想的感性建筑。至于高迪則將材料的塑性用到極致,浪漫的幻想加上匠人式的手工操作,使他的作品的復(fù)雜性和獨(dú)特性空前絕后。馬賽公寓、昌迪加爾行政中心給人的感覺似乎是巨大而沉重的雕塑品。而流水別墅的懸挑結(jié)構(gòu)所顯示的體量感似乎與沉重?zé)o關(guān),而是一種輕靈的、活躍的、與周圍環(huán)境契合的形式表達(dá)。摩什·賽夫迪設(shè)計(jì)的蒙特利爾“棲息地67”住宅運(yùn)用預(yù)制混凝土盒子體系實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、可持續(xù)建造,穿插堆砌、層疊而上的建筑形象生動(dòng)地反映出“生長(zhǎng)”的可能性。
混凝土的雕塑感、體量感同樣可以構(gòu)成室內(nèi)空間表現(xiàn)的主題。城市中比比皆是的混凝土建造的小品建筑,許多都是富有想像力的作品,其中一些甚至可以直接稱之為城市雕塑,如扎哈·哈迪德設(shè)計(jì)的維特拉家具公司消防站。
在上述這類建筑中,混凝土的自由度就是建筑的自由度。
·更加感性地表現(xiàn)材料肌理和表面質(zhì)感
現(xiàn)代主義建筑強(qiáng)調(diào)“輕、薄、光、潔”,冷冰冰的表面直接導(dǎo)致了人們對(duì)混凝土材料的排斥,從而迫使建筑師把眼光從混凝土的造型性逐漸轉(zhuǎn)移到材料的質(zhì)感肌理上,開始探討混凝土材料可能的人性化表達(dá)。史密森夫婦、柯布對(duì)此進(jìn)行了最初的嘗試,混凝土從被動(dòng)的裸露變成主動(dòng)的表現(xiàn),成為建筑的面層材料。路易斯·康的薩爾克生物研究所,灰白色的混凝土表面與原色木材一樣感性,具有豐富的紋理和溫暖的質(zhì)感。在兩座混凝土試驗(yàn)樓間的半圍合平臺(tái)上遠(yuǎn)眺太平洋,靜謐、莊重、親切、詩(shī)化的空間讓人感動(dòng)。路易斯·康認(rèn)為人對(duì)建筑精神上的要求比物質(zhì)更重要。
20世紀(jì)60~70年代,當(dāng)時(shí)廣泛應(yīng)用的混凝土預(yù)制構(gòu)件由于工藝的限制,缺乏細(xì)部,重復(fù)而冷漠,“混凝土的森林”被用來(lái)渲染現(xiàn)代城市的丑陋和非人性化。隨后出現(xiàn)的后現(xiàn)代主義者將混凝土用涂料、玻璃、石材包裝起來(lái),貼上花花綠綠的標(biāo)簽,以使之富有“人情味”。然而這種裝飾手段由于大多過于隨意,造成審美的混亂和不必要的浪費(fèi)而最終受到質(zhì)疑。
80年代之后一股返樸歸真的哲學(xué)思潮帶動(dòng)了對(duì)“符合材料的建造” 的探索,除去裝飾的混凝土表面內(nèi)外一致,一氣呵成,可以賦復(fù)雜形體以秩序,擅長(zhǎng)塑造整體的連續(xù)的空間。精心設(shè)計(jì)施工的混凝土表面似乎是一種能感知冷暖變化的建筑肌膚。
一方面,在多元文明并存的當(dāng)今社會(huì),人們更珍視地域文化。當(dāng)傳統(tǒng)材料、工藝不能適應(yīng)現(xiàn)代建筑的功能時(shí),如何應(yīng)用現(xiàn)代材料或發(fā)掘傳統(tǒng)材料的潛能,追尋傳統(tǒng)風(fēng)格是現(xiàn)代建筑的困惑,也是建筑材料發(fā)展的契機(jī)?;炷两ㄖㄟ^模板工藝實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)建造細(xì)節(jié)的拓印、重現(xiàn),從而使得現(xiàn)代建筑能夠透出傳統(tǒng)意味。值得一提的是,混凝土凝重的灰色調(diào)、內(nèi)斂的氣質(zhì)與東方傳統(tǒng)審美不謀而合,成為一些建筑師表達(dá)東方哲學(xué)思想的工具,如安藤設(shè)計(jì)的直島當(dāng)代藝術(shù)博物館、小筱邸,楨文彥設(shè)計(jì)的風(fēng)之丘火葬場(chǎng)等。
另一方面,數(shù)字化生存使人們似乎越來(lái)越沉溺于虛擬世界的幻象之中,而渴望真實(shí)、渴望感知是人類的天性,這種思想反映在建筑上即是對(duì)自然材料的重新認(rèn)識(shí),巴拉干、卒姆托、赫爾佐格等對(duì)材料的真實(shí)表達(dá)是吹向建筑界的一陣清新的風(fēng)?;炷烈蚱渚哂幸环N真實(shí)的表現(xiàn)力受到當(dāng)代建筑師推崇。
當(dāng)代對(duì)混凝土材料樸素表現(xiàn)的回歸與20世紀(jì)40年代的粗野主義似乎如出一轍,但后者是與當(dāng)時(shí)大規(guī)模、低成本建設(shè)息息相關(guān)的一種經(jīng)濟(jì)的形式上的出路,而前者則是在經(jīng)濟(jì)高度發(fā)達(dá)之后,人們渴望真實(shí)與傳統(tǒng)的回歸而掀起的混凝土建筑文化的復(fù)興。在當(dāng)代工藝技術(shù)條件下褪去偽裝的混凝土建筑簡(jiǎn)樸而不簡(jiǎn)陋。
混凝土材料常見的表現(xiàn)形式有:素混凝土,紋理混凝土,彩色混凝土,鑲嵌混凝土等等。精確制造的清水混凝土表面細(xì)膩,可以同玻璃、石材媲美。紋理混凝土有兩種,一種是利用木模板或其他有紋理的模板制作而成,一種是混凝土脫模后,雕琢其表面形成紋理。在混凝土中加入色料就形成彩色混凝土,彩色混凝土常與紋理混凝土復(fù)合形成彩色紋理混凝土。鑲嵌混凝土是在澆筑混凝土前預(yù)先埋置大理石、花崗巖、鈦板等其他材料,脫模后與混凝土墻體融為一體形成裝飾面。模板、添加劑、施工工藝、甚至施工時(shí)溫濕度對(duì)混凝土的色彩質(zhì)感都有影響。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制作的模板可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜紋理圖案的表面效果。澆筑時(shí)產(chǎn)生的氣泡的大小及分布是否均勻也會(huì)影響混凝土的外觀,在安藤和路易斯·康的混凝土建筑表面可以清晰看到這些氣孔?;炷猎谀Y(jié)過程中的變化和對(duì)環(huán)境的敏銳反應(yīng),給了建筑師廣闊的空間去想像和設(shè)計(jì)這種材料。
“混凝土比其他所有的建筑材料都能滿足更廣泛的設(shè)計(jì)需求。”混凝土與其他材料組合可以形成豐富的空間效果和建造細(xì)部,在紋理、色彩、形態(tài)各異的木材、金屬、石材構(gòu)成的空間里,灰色的混凝土充當(dāng)著一種背景,使不同的空間元素能形成統(tǒng)一的表達(dá)。
我國(guó)對(duì)混凝土的應(yīng)用與國(guó)外基本是同步的,1883年首次使用混凝土建造了上海自來(lái)水廠,1908年建造的六層高的上海德律風(fēng)公司大樓是我國(guó)第一座鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑。
建國(guó)后隨著建設(shè)量的不斷增加,混凝土建筑已經(jīng)遍布城鄉(xiāng)各地。但我國(guó)大部分建筑中混凝土一般僅用在結(jié)構(gòu)部分,用作圍護(hù)墻時(shí)內(nèi)外一般都要進(jìn)行裝修,鮮見裸露的混凝土墻面。究其原因,一方面我國(guó)混凝土技術(shù),特別是施工工藝與先進(jìn)國(guó)家相比還有距離,另一方面,我國(guó)建筑師普遍對(duì)材料特性把握不夠,設(shè)計(jì)求快求新卻缺乏精致的細(xì)節(jié),而裸露的混凝土表面看似簡(jiǎn)潔,卻是建立在對(duì)材料“精耕細(xì)作”的基礎(chǔ)上的。建筑呼喚精致性設(shè)計(jì)的問題已受到業(yè)內(nèi)人士關(guān)注。近年來(lái)受國(guó)外混凝土復(fù)興思潮的影響,我國(guó)建筑師在混凝土材料的表現(xiàn)上也有所突破。北京的聯(lián)想研發(fā)基地辦公大樓,全部2萬(wàn)多平方米實(shí)體外墻均采用清水混凝土飾面,建筑細(xì)部注意到與中國(guó)傳統(tǒng)的契合。
根據(jù)我國(guó)國(guó)情和人們的審美習(xí)慣,分析不同的混凝土表現(xiàn)形式適用的建筑類型對(duì)推廣應(yīng)用混凝土非常有意義。清水混凝土凝重純凈,適合表達(dá)文化建筑的內(nèi)涵,其豐富的灰色調(diào)可以與我國(guó)傳統(tǒng)的灰磚灰瓦產(chǎn)生聯(lián)想。對(duì)于那些需要熱鬧或溫馨氛圍的商業(yè)或住宅建筑,彩色混凝土和紋理混凝土飾面似乎更受人喜歡,而且同清水混凝土相比,其工藝要求低因而造價(jià)低,對(duì)建設(shè)量很大的居住建筑很有意義。歐洲很多國(guó)家的居住建筑大量運(yùn)用彩色、紋理混凝土,整個(gè)住宅區(qū)色彩溫和明亮,非常人性化。目前我國(guó)的住宅建筑外立面一般采用涂料或面磚,容易脫落、污染、變色,推廣彩色、紋理混凝土,不僅節(jié)約維護(hù)費(fèi)用,而且可以改變住宅區(qū)及整個(gè)城市色彩單調(diào)、老舊的面貌。但制作紋理混凝土需要高標(biāo)混凝土,價(jià)格往往超過普通面磚,而且模板造價(jià)較高,目前在房地產(chǎn)開發(fā)項(xiàng)目中推廣應(yīng)用有一定難度。如果從城市面貌長(zhǎng)遠(yuǎn)利益出發(fā),政府出臺(tái)相應(yīng)的硬性規(guī)定或以專門經(jīng)費(fèi)補(bǔ)助是推廣彩色紋理混凝土、實(shí)現(xiàn)城市色彩規(guī)劃、改善城市面貌的有效途徑。
建筑從來(lái)就不是抽象的構(gòu)成,建筑的本質(zhì)是建造,是使用者對(duì)空間的體驗(yàn)和感受。就圍合空間可供選擇的材料而言,無(wú)論當(dāng)前還是未來(lái),混凝土是一種不可或缺的主要建材?;炷两Y(jié)構(gòu)良好的整體性、耐久性、經(jīng)濟(jì)性是其他結(jié)構(gòu)無(wú)法比擬的。相比玻璃和鋼,混凝土給人樸實(shí)溫暖、回歸自然的感受,混凝土建筑與地域建造傳統(tǒng)的結(jié)合符合人們珍視傳統(tǒng)文化的精神需求。
總之,混凝土不僅依然是最易得的廉價(jià)的建筑材料,而且隨著相關(guān)技術(shù)的成熟,混凝土的多變性、適應(yīng)性越來(lái)越受到建筑師的喜愛。相信隨著技術(shù)的進(jìn)步和建筑師創(chuàng)作意識(shí)的轉(zhuǎn)變,混凝土建筑在我國(guó)一定會(huì)大放異彩。