鋼結構的時代精神

摘要：鋼結構作為一種現代建築的結構形式，最能夠體現技術與美學的互補。本文從建築學、建築史的角度，探討了鋼結構對於時代的表達手段和表現方法，分析了鋼結構建築所展現的結構與空間、結構與藝術美學的相關性，從而體現了鋼結構的時代精神。

關鍵詞：鋼結構；時代性；建築形式；仿生學

1 初探鋼結構建築

從在美國費城建造的第一棟鑄鐵建築到倫敦工業博覽會上的水晶宮（見圖1），鋼結構作為一種全新的建築形式正式登上了歷史舞台。堅固、強韌、施工便捷的鋼結構建築所帶來的開闊、通透的空間，是傳統建構模式所無法企及的。新材料的應用、建築技術的變革帶來了新的建築形式，建築形態、空間、功能有了新的探索領域。當獨樹一幟的「水晶宮」被批判為「構築物」而非「建築」時，建築的藝術性與結構邏輯受到了質疑。然而鋼結構以其比傳統磚石、混凝土結構更優秀的力學性能，被眾多建築師所青睞，並逐漸成為一種建築思潮，建築師開始探尋新的空間邏輯和表現形式。

圖 1 水晶宮

圖2 機械展廊

圖3 埃菲爾鐵塔

1889年巴黎世博會上，最出色的兩件展品是兩座建築。其一是維克多·康塔明（Victor Contamin）與建築師C·L·F·杜忒爾特（C.-L.-F. Dutert）所設計的跨度350ft.（106.68m）的機械展廊。康塔明的設計是初次使用三鉸拱的大跨度結構，這個展廊不僅用來展示機器，而其本身就是一個「展出的機器」[1]，這種開放、通透、靈活的空間，以及和「柱基」（中國傳統樑柱結構中柱與地面相連接的部位，這裡指承重結構與地面相連接的部位）的強烈反差，正是鋼結構設計帶來的超過其他展品的魅力。

然而鋼結構設計所帶來的純粹的結構美感並不是一下子就被接受的。1889年巴黎世博會上另一件作為出色展品的建築是埃菲爾與工程師努維依爾、柯赫林和建築師斯特芬·索維斯特共同設計的984 ft.（299.92m）高的埃菲爾鐵塔，和如今巴黎地標的地位大相徑庭的是，它剛出現之時，因為與眾不同而遭受了無數的謾罵，這正是體現了一個時代的建築革命。在《走向新建築》中，柯布西耶曾論述道：「建築的形象應該是新鮮的，應該具有時代性，同歷史上的其他建築風格應迥然不同，因為我們所處的時代不斷地創造並決定著自己的風格」。鋼結構建築所代表的「時代精神」在現代主義運動中得到了充分的發揚。

2 鋼結構的結構理性

結構理性主義者維奧萊·勒·杜克的形式之普遍理論中有所提及，建築的自然法則應是自然有機體作為結構模型，其結果與使用方式之間應完美和諧，建築應體現結構上的清晰性與合理性。鋼結構能夠出色地體現結構美，大多歸功於其表現出來的理性技術特徵。在過去，除了如拱券（見圖4、圖5）、飛扶壁（見圖6）等的發展，很少有突破性的、新穎的結構設計和創造，而技術的發展使得鋼鐵這一材料能夠更好地迎合結構需要，因而結構設計成為了很多建築的出發點和關鍵。這種設計思路的轉變也是對現代主義建築設計的一種表現，並且結構設計的邏輯美也為當今建築中的美學發展提供了可能。

圖 4 古羅馬斗獸場（拱券結構）

圖 5 拱券結構示意圖

圖6 飛扶壁結構

3 鋼結構對建築形式的影響

3.1 德意志製造聯盟

鋼結構帶來的對建築形式上的突破尤為顯著。德意志製造聯盟受浪漫主義影響，認為工業化是時代精神與民眾精神的複合體，即認為設計的目的是人而不是物。他們肯定機械化的生產，在此前提下把批量生產和產品標準化作為設計的基本要求[2] 。因而在他們的設計中，鋼結構作為一種機械化的代表對建築形式和空間進行了探討。在貝倫斯和穆泰修斯設計的透平機車間（見圖7），首次將立面的轉角解放——不用於承重，在側面則用了標準模塊化的鋼結構構件完成空間的通透。而格羅皮烏斯設計的法古斯鞋楦廠（見圖8），完全解放了建築轉角，運用鋼結構的特點將轉角完全打開，將結構的能力和空間的通透當作時代標誌來予以表達。他們在探索中找到了技術給建築帶來的新的可能性。這種想法影響了現代主義大師密斯·凡·德羅，在他的范斯沃斯住宅中，鋼結構的輕巧加上玻璃的通透，極簡主義的設計使得該建築成為歷史上的一座里程碑。

圖 7 透平機車間

圖8 法古斯鞋楦廠

3.2 「高技派」

如果說，德意志製造聯盟只是對鋼結構與新的建築技術的初步但具有突破性的創作，那麼「高技派」建築師對結構與形式的探索更是對技術與時代的出色解說。鋼結構並不是單純的一種結構，它集成了材料、工藝、技術手段等多方面。當其他建築師致力於挖掘和表現建築的本質特性和文化內涵時，「高技派」建築師更加關心不斷進步的新材料、新技術和新工藝。他們採用標準化預製構件，講求真實的材料和精美的節點，著意表現結構、設備、運動與傳統美學相悖的技術美，形成了自己鮮明的風格特點。蓬皮杜藝術中心（見圖9）是「高技派」的代表作之一，它如同水晶宮帶給那個時代的感受一樣——建築的裸露，將建築的「內臟」都赤裸裸地呈現出來。這種手法需要有強大的設計能力與美學支撐，例如對結構構件、節點的設計，充分展示其技術上的精道和魅力。這種刻意表現結構的設計，若不是有鋼結構相關技術的支持，是不會有這樣的發展的。時代精神從來不是千篇一律和眾口皆是，它正是在不斷探索以及不斷被質疑的過程中取得進步的。

圖9 蓬皮杜藝術中心

3.3 仿生建築

建築的起源，從德·昆西的類型學中的「希臘木屋」一源，可以看出建築從一開始就是以「仿生」開始的。對於自然界中的萬物，都有內在的一套邏輯系統。勒·杜克在對山體結構的研究中提出：「材料及其屬性對於形式的產生至關重要；藝術不應該是外表的模仿，而是揭示隱藏在現實中的根本性事物」。柯布西耶也在《走向新建築》中提到：「住宅是居住的機器」，因為住宅在本質上表現出一種機械邏輯。鋼結構是一種由金屬材料組織而成的建築結構形式，它有區別於混凝土、木材等傳統建材的力學性能，在鋼結構產生伊始，人們就利用仿生原理對其結構特性進行探討。隨著技術的發展，人類對自然界的認識有了更科學、更微觀的認知，從分析與掌握自然界的「邏輯」到運用到社會中，是人類發展至今的一種時代趨勢。人類從自然中模仿，因為突破而反抗，再逐漸尊重順從，無不是時代特徵的體現。

圖10 古埃爾領地教堂入口

從新藝術運動到後現代的各類仿生建築（圖10為古埃爾領地教堂入口，新藝術運動時期結構理性主義作品），結構技術上的突破與發展推動了大量新興建築的誕生。德國斯圖加特機場1號航站樓（見圖11），鋼管結構組成的樹形承重結構支柱和朝向停機坪的堤狀建築體塊被延用至整個擴建工程。兩座新建築的巨大穹頂將出港層、商店、走廊、酒店和候機室統一成一個巨大空間連續體，穹頂的形狀和結構類似於飛機的機翼，這與支撐大廳的單調建築梁板形成了鮮明對比，兩座穹頂分別由9條和5條三角形鋼樑支撐，儘管穹頂的凈跨度是62m，但它仍不失為一個經濟的輕型結構，三維鋼樑的橫切面很好地契合了穹頂的重量，因此使單個鋼管的橫切面發揮出了最好的作用。整個穹頂是一個無縫的、自我支撐的外殼，不需要任何其他輔助設施。此外，它可以將建築正面所受的部分風力通過對角線狀的鋼柱轉移到支撐它的柱上。在外形上，為了增強穹頂結構的效果，部分被刷過漆的鋼筋被有意地暴露出來[3]。遊走在這樣獨特的「森林」里，遊客的體驗將與眾不同，斯圖加特機場的這種現代化建造取代了原有的機場構造，其通過結構表現的不光是結構設計的合理性與邏輯性，對空間美感的塑造也是別具一格。時代性在這個一流的公共場所里更加凸顯，也成為了漢堡的城市象徵。雖然我們已步入鋼結構建築領域的新紀元，但仿生結構仍具有不可替代的地位。歷史上許多重要的原創建築皆取材於自然，而鋼結構以其優異的可塑性與靈活性在時代創新上獨當一面。

圖11 斯圖加特機場1號航站樓

4 對鋼結構時代性的批判與思考

的確，鋼結構是一種優秀的結構形式，它在當代建築中有著不可撼動的地位。然而許多建築師在探尋鋼結構帶來的獨特空間效果與建築形式中，卻忽略了其他的社會人文關懷。同樣都是強調地域主義的兩位建築大師，弗蘭克·賴特和彼得·卒姆托，雖說前者屬於現代主義時期，後者屬於後現代主義時期，然而作為有著悠久歷史文脈的北歐，卒姆托對於環境和建築之間的把握比起美國人賴特多少有些「戲謔性」，可見地方風土對建築的影響。

圖12 國家體育場（鳥巢）

北京的國家體育場（鳥巢，如圖12所示）由普利茲克獎獲得者赫爾佐格與德梅隆設計，可能從建築形式來講，確實是一座較為別緻和養眼的建築，但從其他角度呢？鳥巢雖說是一個仿生建築，但其仿生僅僅停留在模仿的層面，結構雜亂，構件的可復用差，每根構件方向幾乎都不相同，這不但給結構設計造成了一些不必要的麻煩，也給加工、製造、安裝設置了很多不必要的障礙。最致命的是，結構的雜亂使得受力狀況錯綜複雜，節點設計難度增加，結構設計人員只好以多用材料來保證一定的安全度。從美學上，大眾反映褒貶不一，也許有人覺得雜亂是美，但耗資不菲地刻意呈現這種雜亂，實在是讓人難以苟同。另外，鳥巢的鋼網結構僅僅是作為一個表皮，對內部空間不起到任何作用。在國內，這種追求標新立異卻不顧結構受力及其他影響因素的例子屢見不鮮。

「當我們在談論結構的時候，我們不僅僅是在談論結構。」[4]

筆者認為由結構中的「極簡主義」直接轉化成成空間的力量才最震撼人心，結構建築並非要像「高技派」那樣將技術完全暴露給世人，而是應該讓技術退隱在空間之後，成為建築內在層面上的能量。結構這種修辭是溝通建築內部與外部最基本的內容，並最終被記錄為建築的文化。以下來自哲學家德里達的表述揭示了建築最後作為廢墟所具備的永恆價值： 「當充滿活力和意義的內容處於中性狀態時，結構的形象和設計就顯得更加清晰，這有點像在自然或人為災害的破壞下，城市建築遭到遺棄且只剩下骨架一樣，人們並不會輕易地忘記這座再也無人居住的城市，因為其中所縈繞的意義和文化使她免於回歸自然。」

參考文獻

[1] 肯尼斯·弗蘭姆普敦.現代建築:一部批判的歷史[M]．張欽楠，等.譯.北京：生活·讀書·新知三聯書店，2012．

[2] 羅小未. 外國近現代建築史[M].2版.北京：中國建築工業出版社，2004.

[3] 德國馮·格康,瑪格及合伙人建築師事務所.德國漢堡機場1號航站樓[J]. 城市建築, 2010(4):42~45.

[4] 柳亦春. 結構為何？[J]. 建築師, 2015(2):43~50．

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！