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过去三千年的时间里,建筑领域的技术进步如 [复制链接]

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上月末,《世界建筑年:设计、工程及建造》新书分享会在中国建筑设计研究院图书馆举办,清华大学建筑学博士、中央美术学院城市设计学院人文社科中心主任王其钧,清华大学建筑学院副教授、建筑系副系主任、《世界建筑》副主编青锋,中国建筑设计研究院副总建筑师、第二建筑专业设计研究院副院长杨金鹏和中国画报出版社总编辑于九涛作为分享嘉宾,就该书的出版和建筑学的相关问题进行了探讨,活动由中国建筑设计研究院第二建筑专业设计研究院副总建筑师马琴主持。

作为职业建筑师,杨金鹏非常认同该书后记中的话:“这本书中所回顾的历史,使我们能够看到过去的年里人们在不同工程领域内所获得的发展进步——对材料和制造、最佳设计方案以及输送设计和执行数学计算的认识的加强。”杨金鹏说,现代建筑设计体系可以分为两种:一种是用经验,包括建造的经验、设计的经验做设计、做建筑;一种是用科学知识对原本真相的还原、对事实的探索做设计,包括新的结构与形式的出现。

中央美术学院城市设计学院人文社科中心主任王其钧和中国建筑设计研究院副总建筑师、第二建筑专业设计研究院副院长杨金鹏(右)。

比尔·阿迪斯(BillAddis)是英国剑桥大学工程历史教授,也是著名工程师。他以时间为轴,记录各个历史时期影响建筑学的重要建筑人物及事件、建筑学在材料和技术方面的突破和新的知识理论、建筑设计工具上的进步及该时期盛行的设计理念和标志性建筑作品,历经多年将之编撰成一本建筑巨作《世界建筑年:设计、工程及建造》(以下简称为《世界建筑年》)。

在书中,阿迪斯在讲述工程学历史上具有决定性意义的重大活动和事件之余,难得地将建筑领域中的技术进步与社会文化发展结合在一起,使得那些影响工程学及建筑学数千年的重要人物、建筑、著作、观念跃然纸上。此外,书中还配有取自世界各地的近张建筑图片、文献图纸、源技术图解、专业原始资料页等,也难怪美国普林斯顿大学建筑与工程学院教授盖诺德森认为,这本书“应该出现在所有的建筑师和工程师的书架上”。

《世界建筑年:设计、工程及建造》,[英]比尔·阿迪斯(BillAddis)著,程玉玲译,中国画报出版社年10月版。

撰文

何安安

建筑工程的历史与哲学

正如阿迪斯在该书的后记中所说的那样,《世界建筑年》所回顾的历史,使我们能够看到过去三千年里人们在不同工程领域所获得的发展进步——对材料和制造,最佳设计方法以及输送设计和执行数学计算的认识的加强。

作为该书的校译和审定者,王其钧从这本书的译校过程中的幕后故事谈起。事实上,这本书的英文名称是BuildingYearsofDesignEngineeringandconstruciton,因此也可以被翻译为《世界营造年》或者《土木建筑年》,因为《世界建筑年》讨论的中心其实是“建筑物”(building)而不仅仅是“建筑”(architecture)。王其钧介绍说,书中包含了各种各样生动的故事,例如建筑材料、计算等细节,对于建筑材料技术的产生、发展、专利申请到应用的建筑实例都予以了详细和细致的描述。从公元前年上古时期的建筑与工程,到年至今的电脑与绿色建筑期,阿迪斯详细叙述了各个时期工程学历史上具有决定意义的重大活动和事件。

二次修建的阿尔特弥斯神殿,于公元前年左右竣工,地址仍位于公元前年的原始神殿,这是数码复原的建筑效果图。

王其钧提到,英国建筑师乔治·桑德斯是最早著写剧院设计指南的作者之一,他着重探讨了声学,指出剧场中的声音被前排观众的身体和衣物等吸收,因而演员的声音传不很远。为此,桑德斯在剧院礼堂形状对清晰度的影响方面做了大量实验,并且将实验结果与露天剧院加以比较,推断卵形或者马蹄形的剧院最为理想,但是此类形状却实现不了最佳舞台的视觉效果。

因此,书中进行了总结,半圆形的效果最佳,“演讲者前方中心长17英尺(5米)”,圆的直径不大于18米(60英尺)。他还意识到,水平夹角大于45度的时候,声音效果不佳,因此,礼堂的高度不得大于原直径的四分之三。而在材料方面,桑德斯发现木材有助于加强声音音响具有引导性,而且能带来愉悦的音调,因此是剧院的上选材料,其吸音度、传导度不像其他材料那样高。

罗马剧院,位于德国特里尔,建造年代约公元年。此图为复原图。

工程计算同样是建筑过程中必然会遇到的事情,比如在书中的第三章,阿迪斯以搬运方尖碑为例,年圣彼得大教堂重建时,将梵蒂冈的方尖碑从原来的位置移到附近的另外一处,方尖碑断面最大处为2.8平方米,高度是25米多,据著名建筑师多梅尔尼·丰塔纳计算,重又35/48罗马磅(约吨),从中可以看出工程师高超的运算能力,令现代人感到不可思议。

梵蒂冈方尖碑的搬运动用了多个人力、75匹马以及数十部链式绞车。

对于建筑材料的历史,在过去的书中都少有提及。王其钧说,阿迪斯在书中对于建筑材料技术的产生、发展、专利申请到应用的建筑实例,都予以了详细的描述。比如谈到早期钢筋混凝土专利时,书中提到年,约翰·斯米顿公布了天然水硬水泥的研究结果;年备受尊敬的詹姆斯·帕克获取了“罗马水泥”这一专利,这是首次面世的人造水硬水泥。19世纪前10年,包括路易斯·维卡在内的多位法国工程师,发现了制作人造水硬石灰水泥的方法,这一水泥入水可以完全变硬。

除此以外,科学技术知识的引进和传播发展也是建筑施工领域中不可缺少的动力,在印度人发明十位数值系统以前,西方人使用的是复杂的罗马数字。大约在公元8世纪前后,印度人发明了十位数值系统,包括零的概念,随后,很快被阿拉伯数学家发展起来。十三世纪的时候,印度阿拉伯系统传到欧洲南部的部分地区,16世纪得到普遍应用。包括“+、-”,“=”,小数点,十进制计算法等这些基础科学知识的发展与进步,对于设计与计算的帮助都相当之大。

佩夫斯纳认为建筑就是房屋加美学

《世界建筑年》可以说是关于建筑的技术史,包括它的构造、材料、工艺以及各种设施都属于建筑技术的范畴。青锋认为,可以将这本书视为经典建筑史的对立面、补充和提醒,让人们意识到经典建筑史或者经典的建筑范式,经典的建筑设计或者建筑本身的理念背后,其实存在着局限性。也就是说,《世界建筑年》是一本非传统的建筑史书。

显示建筑工人劳动过程的壁画,出自罗马泰布尤斯·贾斯特斯的坟墓,4世纪早期。

那么,什么是传统的建筑史书呢?青锋提到了肯尼斯·弗兰姆普敦的《现代建筑:一部批判的历史》,威廉·J.柯蒂斯(WilliamJ.Curtis)的《1年以来的现代建筑》,阿兰科洪(AIanColquhoun)的《现代建筑》等著作,这些都是经典的现代建筑史,符合当代建筑的理论范式。青锋说,事实上,今天的我们理解建筑有一个模式,而经典的建筑史著作都是按照这个模式进行编写的。奠定了现代建筑思想的重要理论家尼古拉斯·佩夫斯纳(NicholasPevsner)认为,building和architecture是不同的,有美学诉求的building才是建筑(architecture),也就是说,它们的区别在于美学。美学是关于形式、内容、习俗、文化等方面的东西,佩夫斯纳认为,建筑就是房屋加美学,虽然很多人不认同这一观点,但这一观点已经铭刻在建筑学学科的范式之中。

《现代建筑:一部批判的历史》(第四版),[美]肯尼斯·弗兰姆普敦著,张钦楠译,生活·读书·新知三联书店年5月版。

阿德里安·福蒂有一本非常著名的书叫《词语与建筑》,在这本书里谈到了设计。什么是建筑设计呢?福蒂认为,设计一词背后存在着一个潜在的前提,这一前提既是出发点,也是限制。青锋进一步介绍,设计被认为是理智的活动,完全依靠头脑中的理性思考,这一观点自文艺复兴以来就存在,也就是说,设计师完全依靠自己的头脑(idea)就能够创造整个建筑,这种观点实际上是典型的柏拉图主义观点。而在基督教的观点之中,上帝是一切的造物主,包括物质和构思(idea)都是上帝所创造的。

青锋说,设计的概念背后存在着一种极端的上帝的概念,建筑师认为所有一切都在自我的掌控之下,在文艺复兴时期,意大利建筑师莱昂·巴蒂斯塔·阿尔伯蒂(LeonBattistaAlberti)就曾经提出了这一理念,不仅是建筑师,艺术家也被视为第二个神,由他们创造了一切。这种概念在今天看来,当然是片面的,包括物质、技术等其实都是建筑师无法控制的东西。

伦敦圣保罗大教堂轴测剖透视图。

青锋以美国建筑师路易斯·康(LouisKahn)为例,康是一位非常哲学化的建筑师,他生活在20世纪的美国,有着非常强烈的人文主义建筑史观,他对结构和材料的使用,对细节的精确控制,都达到了一种不可思议、无人能及的程度。青锋表示,对康来说,不管是结构、材料、细节,都是他建筑思想的一种体现,也是建筑品质的体现。康有一句非常著名的话,“建筑是世界中的世界”。什么是世界中的世界?青锋认为,建筑背后存在着一种伟大的秩序,世界同样存在着这套秩序,因此在建筑中,可以看见整个世界的秩序。康的思想非常极端,但正是这种极端的思想,才造就了他建筑之中的特性。

美国现代建筑师路易斯·康(LouisKahn)。

青锋据此做出一种假设,如果建筑设计者抛开传统范式,仅仅依赖空间、形式、风格、文化、寓意或者符号之中的每一种,去理解建筑师怎么样和世界产生更密切的关系,这些东西会成为他塑造的题材。从意大利文艺复兴时期的菲利波·伯鲁乃列斯基到主持重建圣保罗大教堂的英国皇家学会会长克里斯托弗·雷恩爵士,再到近代意大利著名建筑师奈尔维、钢筋混凝土结构的伟大先驱罗伯特·马亚尔,青锋注意到书中有许多类似的例子,“这些杰出的建筑师和结构工程师的例子告诉我们,当他有这样一种意识的时候,就能够获得一种超乎寻常的结果。”

青锋说,建筑设计者实际上运用了各种各样的元素共同去塑造世界中的世界,这些元素不只是空间、形状、色彩、质感、结构设计特性,包括光线在内的各种元素,都可以成为设计的出发点。

作者丨何安安

编辑丨吕婉婷

校对丨翟永*

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