理论教育 建筑构造技术演变:从木材到钢筋混凝土和钢

建筑构造技术演变:从木材到钢筋混凝土和钢

时间:2023-10-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:现代建筑的发展根本上取决于结构技术的进步,当“框架”材料从木材拓展到强度更大、连接更灵活的钢筋混凝土和钢时,建筑的空间与形式都发生了翻天覆地的变化。轻质高强的钢铁最早被用于桥梁等大跨度工程中,随后逐步被引入建筑中,从开始与砖石的混合使用,到成为完全的“框架”系统,这一新型工业化产品充分体现了高度工厂化生产的精度和现场快速建造的效率,尤其在工厂这种特殊的工业建筑中,钢结构具有得天独厚的优势。

建筑构造技术演变:从木材到钢筋混凝土和钢

现代建筑的发展根本上取决于结构技术的进步,当“框架”材料从木材拓展到强度更大、连接更灵活的钢筋混凝土和钢时,建筑的空间与形式都发生了翻天覆地的变化。传统的建筑结构基本可以分为两种:砌体结构(砖、石材、土)和木框架结构。受材料自然属性的约束,不仅建筑的高度和跨度都受到了限制,在空间的组合上,也比较局限。这两种基本的建造方式形成的固有空间模式在现代城市化进程中逐渐被新的、开放的、自由的空间模式所取代,这个变化过程充分体现了市场需求的变化:一方面,资本主义发展所依靠的大规模、集中化的生产方式需要大体量、大空间的生产场所;另一方面,资本主义劳动分工拓展的过程产生了作为城市中心特殊功能的商业建筑[56](早期也称摩天大楼)。新的建筑类型需要更实用的结构、更合理的形式控制以便能够把建成的全部空间加以充分利用。新的消费需求和19世纪50年代就已经开始的新材料和新工艺的实验相结合,很快,钢筋混凝土和钢(铁)开始全面取代传统的砖石和木材,形成了新的标准“框架”。

混凝土和铁对建筑来说并不算完全的新材料,但手工艺的局限并不能发挥这两种材料的全部潜力,水泥技术和钢铁冶炼技术的进步使得这两种材料获得了新的活力。轻质高强的钢铁最早被用于桥梁等大跨度工程中,随后逐步被引入建筑中,从开始与砖石的混合使用,到成为完全的“框架”系统,这一新型工业化产品充分体现了高度工厂化生产的精度和现场快速建造的效率,尤其在工厂这种特殊的工业建筑中,钢结构具有得天独厚的优势。帕克斯顿在1851年为世界博览会设计的“水晶宫”中已经向世人展示了这种新型材料的建造潜力,但由于钢结构在防火上的缺陷,这种新型结构形式并未被大量地用于公共建筑中。

不过,另一种新的工艺——钢筋混凝土技术在和城市商业建筑类型的结合下迅速得到了大范围的推广应用。从第一座钢筋混凝土大厦波特兰大楼(1872)开始,以威廉姆·L.B.詹尼(William L.B.Jenny)为代表的“芝加哥学派”开始了一种新的城市建筑类型的实践。虽然建筑的结构已经由传统的石材和砖墙变为建造效率更高、强度更大的混凝土框架,但根深蒂固的传统依然影响着新建筑的外观,尽管那些厚重的石材表面、拱券以及柱式已经和结构受力毫无关系,作为统一风格的“伪装”,各种折中风格的立面形式依然使得这些内核已经更换的商业建筑保持古典的气质。但当楼层高度不断增加,传统的联系就显得越来越脆弱,建筑师也开始寻找一种新的方法控制更复杂的形式。

早期建筑的立面主要被分为不同水平部分,如基座、墙身和屋顶,即使结构为框架,通常也会被砌体材料包裹起来,因此建筑主要强调了垂直的尺度和墙作为结构支撑的印象,一个明显的特征就是横向的结构框架包括楼板的表现被垂直的构成要素抑制了。而当结构框架本身暴露之后,水平与垂直的要素就变得同等重要了。在詹尼的第一拉埃特大厦(First Leiter,1879)项目中,建筑师就开始以暴露的框架作为新的立面控制要素。由于楼板是由石材砌体后铁柱支撑的,因此建筑立面砌体的面积减小了,而玻璃的尺寸则相应地增加了。虽然由铁柱和石材砌体的组合还没有形成真正的构架,石材依然具有传统的艺术表现作用,尤其是在水平与垂直元素相交的地方还做了抽象的装饰处理,但是水平与垂直要素的充分暴露已经形成了重要变化,这个变化预示着建筑已经不再强调“墙”的承重作用,而是强调由框架形成的均质的水平与垂直的受力机制。在不久后的第二拉埃特大厦(金希尔斯百货商店,1891)中,这个意图得到了清晰的强化,不加修饰的形体和充满韵律的立面成为之后众多商业建筑模仿的典型。

(www.daowen.com)

图2-75 “芝加哥学派”在建筑中有意图地暴露结构框架揭开了现代商业建筑风格发展的序幕

资料来源:David Leatherbarrow,Mohsen Mostafavi.Surface Architecture[M].Cambridge,Mass:MIT Press,2002:35,36

继詹尼之后,路易斯·沙利文(Luis Sullivan)作为“芝加哥学派”后期著名的代表人物,充分展现了其将结构框架整合为自然装饰语汇的才华。在其设计的斯科特百货公司(Carson Pirie Scott,1899)中,框架清晰而平整,水平的梁与垂直的柱采用了完全相同的尺寸,在受力表现上显得非常匀质,顶部的水平带作为垂直要素的收尾适当地加宽了尺寸以示区别,但并未做任何装饰性的处理。铁质的窗框与玻璃形成的组件镶嵌在均匀的立面方格网中,形成了第二层构图形式。虽然简洁、抽象,但整个立面依然充满了韵律的变化,充分展示了框架作为新的、简洁明快的现代风格要素的美学品质(图2-75)。克劳德·布兰登(Claude Bragdon)高度评价了芝加哥学派的高层建造实践,“在工程技术经济需求的推动下,美国的摩天大楼已经成为未来发展的趋势”。布兰登不仅看到了新技术的经济性,还看到了一种新的技术美学特质。在他对沙利文的赞许中,他将框架带来的“简洁”视为一种“美”,这些框架建筑的骨架赋予它们最大的美学品质,它们鲜明的装饰特征就是“不再需要表面的装饰构造”,“现在,商业建筑中已经不需要考虑文化的因素了”[57]

柯林·罗和布兰登有着相似的观点,他认为19世纪末至20世纪初“芝加哥学派”在商业建筑中确立的标准框架结构“对现代建筑的重要程度就如同柱式对古典建筑是一样的”,在他看来,框架是现代建筑发展的催化剂,它不仅起到了必要的结构支撑作用,甚至自身可以成为现代建筑形式的一部分[58]。显然,钢筋混凝土(钢)框架结构的发展,解放了被沉重的砌体限制的固有空间形式,当“墙”不再需要承重,它的材料选择与框架结构的关系就变得前所未有的自由,由此,现代建筑开启了“实体构造”向“层叠构造”转变的道路[59]

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈