穹頂之下的建構

徐浩杰+張澤月

【摘 要】拱券作為一種古老的建筑結構，一直被當做建構技術運用于建筑中。其特有的造型特征使其具有結構的穩定性和自由空間營造的優勢性。在歷史長河中，它甚至代表著某種符號化、具有特殊意義的建構文化語言。自古以來，拱券的施工技法一直是一個常見而又多變的技術，從古羅馬萬神殿的神圣穹頂，到中國國家大劇院的超橢形“蛋殼”網架結構，建筑材料的不同和拱券結構對建筑本身的意義的差異讓我們感受到古今建筑設計理念的改變和不同年代人的信仰和文化的巨大變化。然而有趣的是，看似千差萬別的萬神殿和國家大劇院，雖然在客觀的施工技術難度上有著巨大差別，但其拱券的建構形式、承重結構、施工技法卻有著驚人的相似之處。

【關鍵詞】建構文化；穹頂；拱圈；技術；國家大劇院

一、古羅馬的拱圈

“拱券”是指利用材料間的側壓力而建成的跨越空間的承重結構。古羅馬的拱券結構起初是以磚石為主要材料。后來羅馬人發現將火山灰加上石灰石和碎石后產生的天然混凝土具有很強的凝結力，且不透水，利用這種混凝土可以建造大跨度的拱券和拱頂。于是混凝土便取代了磚石，成為建造拱券的主要材料。

古羅馬的拱券結構主要有四種形式：“筒拱”、“交叉拱”、“十字拱”和“穹窿”?！巴补啊笔怯梢粋€拱券成直線或者連續鋪開形成；“交叉拱”是由兩個筒拱垂直交叉形成，它的內部空間開闊，并有利于采光；兩個跨度相同的筒拱相交而成“十字拱”，拱頂的重量由四角的墩子承擔，不需承重墻，空間因此更為開敞?！榜妨眲t是由拱旋轉一圈而成，空間更為宏大。

二、穹窿——萬神殿的穹頂

古羅馬的建筑師在神廟、會堂、角斗場、劇場、浴場凱旋門等建筑中大量使用拱券結構。羅馬城的萬神廟（118-125年）是典型的拱券結構建筑物，也是羅馬穹頂技術的最高代表。它是羅馬人祭祀眾神的圣殿。萬神廟設計呈圓環形，并以拱券結構為基礎，創造出宏大的內部空間。萬神殿的穹窿直徑為43.2米，頂端高度達43.3米，由5000噸混凝土構成?；炷恋某煞蛛S著穹窿的上升而逐漸減少，以減輕它的重量。穹窿的唯一支撐物是16個筒形拱頂，把重量傳遞給8個拱墩。如此大膽的空間處理，在西方建筑中是罕見的。穹頂中央開有一個直徑8.9米的圓洞，從圓洞射入日光。

此時的羅馬萬神殿的穹頂，被稱為古羅馬穹頂技術的巔峰之作，它的存在為“拱圈”技術后來傳遍整個西方世界，成為特性鮮明的一種結構樣式奠定了基礎。

三、技術的傳承和創新

（一）“窮窿”大劇院

關于建筑師保羅·安德魯所設計的國家大劇院，人們對這所建筑產生的最為深刻熟悉的印象即巨大的“殼體半球”，就像金屬的“穹窿”，巨大的金屬網架，其實是按照“拱圈”的技術手法，用現代語言的重新闡述。

國家大劇院的建筑意向無疑是極具現代感的，然而單獨研究其建構語言的方式，我們會發現這巨大的殼狀球體的建筑結構和其施工技術的本質是與萬神廟的傳統拱券技術極其相似的。對于拱券技術我們熟知它的技術手法，穹頂則屬于拱券技術的衍生品，以古羅馬萬神廟的巨大穹頂為例，其穹頂的建筑結構由支撐骨架，磚石、拱心孔洞、粘合劑組成的。

四、大劇院是如何站起來的

（一）內與外的分離

巨大的穹頂殼體與地下隔震軸相連接，與室內功能空間相獨立，互不影響，拱券的造型和其合理的建筑結構使其可以不需要額外的柱結構支撐，獨自“站立”起來。外立面的簡潔給人神秘的現代感，內部空間可以看到整個大劇院巨大跨度的曲面穹頂，高大的層高和巨大的落地窗給人震撼的感覺。我們在談到國家大劇院的結構時，關注的最核心問題即是分隔內外空間的“殼”，大劇院的殼體稱重結構細分為三部分——1.頂環吊梁、2.斜撐結構、3節間梁。

穹頂是一個典型的和重力做斗爭的結構，而穹頂的中心頂部——頂環吊梁則是整場戰斗中最為薄弱卻又極為重要的一點。自古以來，減輕重量是穹頂應對中心部位的主要手段。更細的鋼材、更加精巧的構造足以擊敗重力的挑戰。

斜撐結構斜撐梁結構是整個殼結構自身承重的核心，斜撐結構讓梁更加堅固，能夠預應水平方向的作用力。在安裝過程中先自下而上逐節安裝，并與頂環吊梁相連接。

如果說斜撐結構和頂環吊梁是鋼結構“蛋殼”的“骨”的話，那么節間梁則是“蛋殼”的肌肉組織。每一條梁的頂部都更加纖細和小巧，以減小其垂直方向重力的作用力。

當所有梁架都安裝完畢，穹頂已經具備了“自承自重”的能力。預應力的結構形狀和建構的剛性讓重力和摩擦力達到穩定的程度。整個殼體與建筑內部的功能空間和地下空間相分離，通過隔震軸承與地下承重墻相連接。在地殼運動的作用力下，能夠做到隨地面的運動而形成抗剪力的作用。整個穹頂對于建筑物只起到遮風避雨和空間營造的作用，但又能夠將自身重力自我消化，這也是穹頂的魅力所在。

五、西方文化的“中國國家大劇院”

（一）歷史濃縮的影子——拱圈

拱券技術是古羅馬建筑最大的特色之一，并在古羅馬建筑中廣泛運用。依靠高水平的拱券結構，古羅馬人創造了獨特的布局方法、空間組合、藝術形式與風格。以史為鑒，眾多的拱圈衍生品佇立在我們的生活中，我們可以深刻的了解到，古羅馬人利用混凝土材料和拱券技術相結合的新的構造技術，創造出了拱頂與穹窿體系，從而使建筑空間更為宏大、更為靈活自由，同時也使建筑物更為堅固。拱券技術被羅馬建筑師廣泛應用于各個建筑領域，創造出了非凡的成就。拱券技術持久影響歐洲乃至全世界的建筑，為人類建筑的發展做出了偉大貢獻。

（二）貝律銘的“金字塔”和安德魯的“巨蛋”

大劇院在競標的時候有著很多爭議，大部分人對大劇院的造型——“巨蛋”承反對態度。巨蛋放在長安街，與對周圍事物、文化的沖擊使他成為了人們眼中的焦點。作為這一方案的設計者，保羅安德魯用一個例子向外界宣稱自己方案的“可行”。這一案例，即身為華人的建筑師——貝律銘。眾所周知，貝律銘在法國巴黎羅浮宮的中庭改造中，玻璃的四棱錐體在當時同樣備受爭議，在當時被視為對古老文化的沖擊和毀滅。但幾經周折方案最終落成，且最終受到大眾的好評。保羅安德魯將這一案例，視為自己超前理念的先河，作為自己設計施行的有力支撐。

然而貝律銘的金字塔，象征著西方文明的起源——埃及，是貝老用現代語言對西方文明的重新闡釋，這一設計的深度令人折服。如此看來，安德魯的巨蛋在文化層面是與東方文明毫無關聯的，這一案例恰恰襯托出安德魯在劇院設計理念在中國文化角度思考的深度上的草率和魯莽。

巨蛋又象征著什么呢？

（三）西方文明的復制

在技術層面，大劇院運用了穹頂這一建構形式，以拱圈技術將結構實現，這代表著古西方文明對建筑的闡釋。如果將建筑結構進行深度意義的剖析，安德魯和貝律銘做了同一件事，即用現代語言表述了古代建筑文明的縮影，但不同的是，貝律銘的“金字塔”更具符號感，拱圈的抽像意義更弱，且對比這兩個案例，我們不難發現，安德魯的“巨蛋”是跑題的，而貝律銘的“金字塔”是抽象切題的，二者存在著本質的區別。

縱觀歷史，拱圈在我國雖有出現，但絕不是中華文明的典型代表的符號。對于中國來說，斗拱、木構營造手法、中國古典園林中的施法自然的理念，諸如此類，才算得上是中華文明的建構符號。保羅安德魯將西方拱圈理念運用于自己設計得建筑當中，是合情理的，然而在文化保護的層面來講，這一建筑是否應該建成，是否該落地長安街旁，引人深思。

【參考文獻】

[1]技術哲學——費雷德里克·費雷

[2]建構文化研究——肯尼思·弗蘭姆普敦

[3]古羅馬拱券建筑技術及對后世的影響——張永秀endprint