由于古罗马比较缺乏木材,但石头也不是很多,而盛产火山灰,所以就采用了石头和火山灰并用的砌筑方法。古罗马的墙体开始是乱石砌,后来过渡到网眼砌法,再后来发展到使用砖。石或砖在浇筑过程中是受力的,但一旦混凝土风干后,特别对于拱形结构,这些砖石就不再受力了。那么砖石在砌筑上的作用是多余的吗?不是。使用砖,既可以作为模板来找平,还可以以人的身体尺度来决定浇筑的工艺与尺度,这就与建造相关了,而且还暗含了身体的因素。所以这个时候它的真实性不是简单的材料本身的真实性,而是一个建造过程的真实性问题。古罗马的砌筑方式从乱石砌法、网眼砌法发展到砖砌,外墙从抹灰逐渐发展到裸露的清水砖,这一建造过程中虽然夹杂了各种变化的因素,却也是一个自身的文化形成与获得自信的过程。
也就是说,当我们把材料放在更大的建筑的范围内去讨论,它的真实性将受到很多因素的制约,或者是由很多因素来构成的。
古罗马斗兽场,它是一个拱券结构,混凝土的拱券结构是罗马人发明的,这在建筑的外观上有明确的表达,但另一方面古罗马还受到希腊文化的影响,所以斗兽场外表面还有希腊柱式的壁柱,柱子不是结构,拱券才是结构,但它们共同作为了那个时期的建筑文化的表达。
水平窗与垂直窗的争论
Rue Franklin,Auguste perret, Paris, France, 1902 - 1903,
在钢筋混凝土结构发明初期,19世纪末20世纪初,佩雷在设计巴黎富兰克林大街25号公寓时,会用面砖把钢筋混凝土的框架结构柱遮蔽,但是又会用比较平整的面砖和很多花饰雕刻的面砖将结构柱和填充墙区分开来。到1930年代,佩雷开始直接暴露钢筋混凝土的框架结构梁柱,比如巴黎市政博物馆,他通过模板赋予混凝土柱子表面以竖线条的凹槽肌理,就像经典的陶立克柱式的柱身一样,但是这些柱子在室内空间里是直上直下、没有柱头的,而在室外门廊处又会在柱头处被放大以某种相对抽象纹理的柱式图案,并不是陶立克或爱奥尼样式的柱头,但是会给你产生和它们有关的联想。这个柱头完全是钢筋混凝土模板现浇出来的。
Hydraulic Cement 水硬性水泥 1800,Louis Vicat Reinforced Cement 钢筋混凝土结构 1897,Francois Hennebique
新的钢筋混凝土结构框架成为整浇、均质的构架,这种结构是可以完全把建筑解放开来。虽然当时钢筋混凝土技术已经被发明,但是同一时期佩雷还是倾向于用比较古典的立面,这个时候(佩雷和柯布之间)有一个非常有趣的水平窗和垂直窗的争论。
柯布西耶 Monol体系
柯布西耶认为在这样一个框架系统下,窗户可以完全自由地水平展开,而垂直窗是在砖石体系结构的时期,(人们)无法做水平窗,他们才去做垂直的窗户。
Rue Raynouard,1930s ,Auguste Perret
而佩雷认为垂直窗户是与人体相关的,人的站立和垂直窗之间的隐喻和对位的关系,更能代表人的存在。
Rue Franklin,Auguste perret, Paris, France, 1902 - 1903,
站在垂直窗面前,人们既可以看到街道,又可以看到远处的天空、花园;反之水平窗它只能看到水平向度上的一个景色。
从柯布的母亲之家看日内瓦湖
从柯布的母亲之家看日内瓦湖,手绘
对于日内瓦湖的这种风景的画,水平窗会来的更加的自然。
Hydraulic Cement 水硬性水泥 1800,Louis Vicat Reinforced Cement 钢筋混凝土结构 1897,Francois Hennebique
同时那个时期,佩雷的好朋友瓦莱里,一个法国著名的诗人,他也认为混凝土是一个可塑性非常强的材料。
瓦莱里:“既然混凝土就如同面团,为什么不在你的作品中多用些曲面呢?”
佩雷:“确实,混凝土就是一面团,但我们通常使用木材模子塑形,建筑挺直的线条可以使木板反复使用,同时还唤回古代建筑的意义。希腊建筑模仿了木构建筑,而我们使用木材,便使这一切都顺其自然,柔曲的模板将耗费巨大,对材料非紧急的使用方式将切断通向风格的道路。”
palais d iéna,Auguste Perret 1937.佩雷设计的巴黎市政博物馆混凝土结构的探索
佩雷在为自己模仿古代的这样一种建筑找到了理由---如果使用柔曲的模板,耗费很大、不经济。但是混凝土作为新兴的材料确实是有之前材料不具备的可能性,所以在他之后非常多的建筑师用混凝土建造了以前建筑结构体系下不可能完成的建筑。
Aircraft Hangars Orvieto, Italy, Pier Luigi Nervi,1935
robert maillart ,1939
Felix Candela,1958
Eladio Dieste
30年代到50年代这一时期,混凝土已经被用到极限,最薄可以做到3-4公分,像Pier Luigi Nervi做的小体育宫。今天很多数字化技术最多也做到这个程度,只不过使用的计算方法不一样。
这个是Eladio Dieste做的一个砖拱,这是高斯拱的一种结构形式,底下是砖,上面是混凝土,他把砖受压和混凝土受拉的两种受力结构形式发挥到极致。
路易·康 悬臂混凝土结构与光
Kimbell Art Museum,Louis Kahn,1972,自然光分析
(十九世纪下半叶)那个时期出现的很多结构主要是针对一些大跨的,(比如)针对一些飞机库、展览馆等等产生的结构,那么在平常的一些民用建筑(或者说)公共建筑中,究竟可以怎么样运用混凝土这样一些结构呢,路易康做了一个很好的表达。
这个时候结构已经到了极限了,那么建筑师该怎么办。康说了一句话:”从一个超凡的结构切出一块,以求得到一个空间,这成不了一个超凡的空间。”就是说结构如果达到一种极限的话,它并不意味着建筑是一个完美的建筑,一个超凡的建筑。
康在设计金贝尔美术馆的时候,最初是想用一个半圆形拱的结构(康在罗马呆了很长一段时间,受到了罗马非常大的影响,万神庙很显然是对他影响很大的一个建筑),但是他在跟业主交流的时候,觉得他的建筑不需要神性,而是希望这个建筑更加人性一点。
Kimbell Art Museum,Louis Kahn,1972,摆线与剖面梁
所以他把半圆的拱变成了扁拱,最终用摆线完成了结构体系。有了摆线拱以后,他把它一切为二,让自然光线进入室内。
切开以后,这个拱就不是拱了,因为拱是要对着才能受力的。当然这里面会有一些小的梁去触碰,但是在结构师进行计算的时候,认为这已经不是一个拱了,它其实是一个变截面的梁,是一个框架的结构。切断以后,结构师用预应把伸出的弯曲的大梁往回拽,完成了上面这样的一个框架的结构。
Kimbell Art Museum,Louis Kahn,1972,室内