建筑結構與美學

摘 要:建筑具有技術和藝術的雙重性，建筑的技術性是不言而喻的。

關鍵字:建筑結構; 美學; 現代建筑設計; 科學技術

中圖分類號:TU-80 文獻標識碼:A 文章編號:1006-3315(2010)4-132-001

“現代的建筑師必須和結構工程師相配合才能最終地確定設計方案，因此正確地處理好功能、結構之間的關系顯得非常重要。”

——彭一剛《建筑空間組合論》

作為一門與人的生活息息相關的藝術學科，建筑不可避免地與技術有著密不可分的關系，長久以來技術很大程度上是作為對建筑的限制存在著，因此建筑師常被稱為“帶著鐐銬跳舞”的人。但是，我們必須看到，建筑也正是因為有著各種條件的制約才有了其獨特的魅力，所以有美麗的建筑，是因為有結構這個堅實的骨架在支撐著建筑美麗的外表。意大利現代著名建筑師奈維認為:“建筑是一個技術與藝術的綜合體?！泵绹F代著名建筑師賴特認為，建筑是用結構來表達思想的科學性的藝術。在古代，建筑的功能，美與結構之間的矛盾并不突出。建筑的美更多的是表現在對單純結構的修飾，或者說當時的建筑結構本身在潛移默化中替代了建筑本身的美。以中國的古典建筑為例，中國古典建筑中的斗拱、額枋、雀替等，從不同角度映襯出古典建筑的結構美。隨著現代科學技術的進步，現代建筑結構的形式越來越豐富，如框架結構、薄殼結構、懸索結構等。建筑的結構與建筑的功能要求、建筑造型取得完全統一時，建筑結構也體現出一種獨特的美。例如，著名的羅馬小體育宮，采用了一種新穎的建筑結構，并且有意識地將結構的某些部分，如在周圍的一圈丫形支架完全暴露在外，混凝土表面也不加裝飾，這些支架好似許多體育健兒伸展著粗實的手臂承托著體育宮的大圓頂，表現出體育所特有的技巧和力量。正是這種結構的美，使這一建筑具有獨特的藝術魅力。

在近現代，建筑結構與建筑的美結合的越來越緊密了。有過這樣一段故事:在澳大利亞悉尼大橋附近有一個三面環水的奔尼浪島。在這座島上矗立著一組似群帆泊港，如白鶴驚飛的建筑群，它就是舉世聞名的悉尼歌劇院。悉尼歌劇院占地1.8公頃，坐落在距離海面19米的花崗巖基座上，最高的殼頂距海面60米，總建筑面積88000平方米，有一個2700座的音樂廳，一個1550座的歌劇院，一個420座的小劇場。此外，還有展覽、錄音、酒吧、餐廳等大小房間900個。實際上是一座可以滿足多種需要的文化中心。悉尼歌劇院造型獨特，外觀不凡。八個薄殼分成兩組，每組四個，分別覆蓋這兩個大廳。另外有兩個小殼置于小餐廳上。殼下掉掛鋼桁架，桁架下是天花板。兩組薄殼彼此對稱互靠，外面貼乳白色的貼面磚，閃爍奪目，吸引了成千上萬的旅游者，并已成為悉尼港的標志。悉尼歌劇院的建成，說起來還有一段趣話，1956年政府決定出資在奔尼浪島上建一座歌劇院，決定向全世界征集方案。30個參加國送來了223個方案，由美國著名建筑師沙里寧等人組成的評委會進行評選。沙里寧因故來遲，初評工作已經告一段落。沙里寧看過評出的10個方案均不滿意，他從被淘汰的213個方案中挑出丹麥建筑師伍重的方案。沙里寧認為此方案如能實現，必能成為偉大不凡的建筑。而這個方案不過是一個示意草圖，其最大的特點是由一組薄殼組成，遠望如海濱揚帆，景物生動，堂皇出眾，富有詩意。沙里寧最后說服了評委采納了這個方案。當把這個方案付諸實施時，卻遇到了不可克服的困難。當時粗估，殼頂只需厚10厘米，底部厚50厘米，經過科學計算，如此巨大的薄殼根本無法實現。于是伍重不得不求助于英國著名工程師阿魯普。但歷時三年，經過多次計算、試驗、均告失敗，阿魯普束手無策，一籌莫展。最后不得不放棄單純的薄殼觀念，代之以預應力Y型、T型鋼筋混凝土肋骨拼接的三角瓣殼體。至此，才使殼體得以施工。但好事多磨，新上臺的自由黨以造價過高為由拒付所拖欠設計費，企圖迫使工程停頓，而此時工程主體結構已經完成，勢成騎虎，欲罷不能。最后政府三人小組取代伍重負責，工程才得以繼續進行。從1973年始，歷時17年，耗資5000萬英鎊(超過原估價14倍)， 悉尼歌劇院始告落成。顯然，當時有限的技術水平嚴重限制了建筑的制造和美學的表現，現在看來，采用薄殼結構已經不再是不可能的事了。

在如今的高科技時代，建筑與結構的結合更多表現為新材料的應用，如高強度錳鋼、硬質鋁合金、硅酮化學制品、輕質混凝土構件、中空夾層鋼化玻璃等來建造體量輕、用料少、能夠工廠化制造并快速靈活安裝的建筑。以玻璃幕墻的使用為例，玻璃幕墻是與玻璃工業的發展(隔熱、反射性能的提高)、化學工業的發展(密封膠與墊襯技術的改進)、現代空調技術的發展(外圍壁薄但能保證冬暖夏涼)和機械化施工技術的發展(超大超高型吊裝機具的應用等)分不開的。由于它和那么多現代工業息息相關，因此，它的應用于建筑自然使人聯想到這是現代科學技術進步的反映。點駁接玻璃幕墻是指玻璃幕墻的每一個分格用鋼爪以點連接形式將幕墻各種荷載和作用傳到中間結構，再由中間結構傳到主體結構，因此玻璃表面沒有任何金屬框架，產生廣闊的視野。隨著玻璃物理性能的提高、產品的增多以及深加工技術的發展，建筑可以更多地利用玻璃透明的特性，追求建筑物內外空間的流通和融合，使建筑盡可能地輕巧和透明，使人們可以透過玻璃清楚看到支撐玻璃的整個結構體系，建設別具一格和充滿想象力的建筑?，F代建筑的特點很大程度上正是結構在建筑中不加修飾地顯露，相比以往在結構上加以裝飾，以裝飾圖案來表現美，現代建筑的美直接表現在赤裸裸的技術展示上。現代技術的發展讓以往難以想象的建筑結構得以實現，在用科學技術征服結構的意義上，結構和美學的轉化正是技術進步的象征。

結構美所表現的不僅是理性和邏輯性，而另一種則是雜技式的力量。殼體、懸索、吊掛、框架、網架和懸挑結構之所以覺得美，主要就是它們的輕薄、細巧，完全克服了重力。這是現代科學、現代技術的形象顯現?，F代化的建筑美離不開這些形象特征。

由此可見，隨著新材料的發現與應用、新結構的采用、新施工方法的實施，建筑與結構的結合越來越緊密，建筑結構早已不再僅僅是建筑表面下的支撐，還越來越多，越來越好的提高了建筑的藝術性甚至獨立成為建筑美的一部分。成功的建筑結構將對建筑美學的發展起到越來越重要的作用。