工业转型时期混凝土的建筑设计

　　这篇论文主要介绍的是工业转型时期混凝土的建筑设计的内容，本文作者就是通过对工业转型时期的内容做出详细的阐述与介绍，特推荐这篇优秀的文章供相关人士参考。

　　关键词：工业转型;混凝土

　　二战以后意大利经过短暂的低迷进入了战后的经济复苏阶段，意大利尤其是北部地区经历了一个紧张而迅速的工业和经济发展时期。自20世纪50年代起，米兰、都灵等地出于城市复兴需求迎来了大量南部移民，大规模人口增长和随之而来新定居点的不断增多对于城市建设提出了新的要求。基督教会为了应对快速城市化与人口增长推动了“教堂与社区”(ChiesaeQuartiere)运动，致使每年兴建的新教区多达一百余个，在维护城市文化繁荣与安抚战后民众情绪方面作出了巨大贡献。巴兰扎特慈悲圣母教堂的建设年代处于工业化发展转型时期与教会转型时期的开端，因而被视为教会新时代建筑的早期标志。

　　1项目背景

　　地区的经济衰退与宗教氛围低迷使得教会想要廉价并快速地建造新建筑，尤其是意大利地区的基督教会受梵蒂冈影响较大，对于创新往往持谨慎态度，因此基督教会的建筑形式也往往囿于传统。1958年若望二十三世(SaintJohnXXIII)当选教皇后，在执政期间致力于使教会与当代文化相协调以团结基督徒与广大民众，宗教所表现出的期待改变的氛围使得泛欧洲地区乃至美州地区都有相当数量教会建筑创新出现。项目位于米兰地区北郊名为巴兰扎特的村庄，在建设时期周边是大片的农田开阔地及部分工业厂房。三名设计者包括两位建筑师AngeloMangiarottil①与BrunoMorassutti②，以及结构师AldoFavini③。两位建筑师都曾前往美国进行交流，因此对美国当代的建筑语言、材料及现代技术持开放态度。Favini对于装配式建筑兴趣浓厚，三人合作成立公司为项目的建立奠定了基础。值得一提的是他们此前并未有过设计宗教建筑的经验，也没有同米兰教区合作设计教堂的专业人士有过接触，因此项目可以被看作宗教同当代性相融的一个标识。与此同时，20世纪50年代可谓欧洲工业化建造的一个转型时期，相较于此前受二战消极影响的偏向手工化操作与此后经济飞速发展导致的过于商品化操作的建筑，巴兰扎特慈悲圣母教堂平衡了工业化建造的产品性与建造性，可谓转型时期优秀建筑的代表(图1)。

　　2空间分析

　　2.1外部空间分析

　　相较于最初建设之时教堂孤单地矗立于广阔的农田平原之中，而今却早已被周遭鳞次栉比的居住建筑所环绕。60m×30m的矩形基址四周环绕运用混凝土与天然卵石制成的低矮围墙，使得14m×28m×10m体量的教堂主体建筑坐落其中，在原有开阔的农田中划定了属于教会的专属空间(图2)。与教堂尺度相宜的围墙高度与能够在不影响教堂外部空间表达的基础之上隔绝外部视线从而形成静谧的空间氛围。手工砌筑的混凝土配合卵石形成了粗糙的纹理质感，再加上外部刻意向内收分的处理方式，使得建筑外部与周遭乡野的自然氛围十分融洽，使人明显能够感受到设计者得到了来自国际方面包括日式风格乃至美国有机建筑的影响。同样是运用设计语言回应环境，从赖特的东塔里埃森与项目本身的围墙乃至斯卡帕布里昂墓园的对比，可以感受到这一时期的意大利设计师往往更为内敛，相较于东塔里埃森驳杂无序的围墙石块，此项目与布里昂墓园的处理手法更为精致与含蓄。所谓“矮墙”其实高度达到了2m，但相较于内部被抬高的教堂主体就显得低矮了许多。远观教堂，坚实厚重的围墙有如底座般同纤细轻盈的玻璃幕墙在材质与轻重方面产生对比，烘托了教堂的神圣气氛。进入庭院之中首先观察到的是巨大的十字架及台阶之上教堂被抬高的南立面，它们结合半地下的日常入口与礼拜堂落地玻璃窗外水池，以及周边的绿植形成了观览者对于教堂的第一印象(图3)。十字架通常位于教堂内部，在项目中设计师独辟蹊径将其设置在了教堂两个入口的前方，从而强调了教堂自身的功能，在自然元素掩映之下使得教堂更加凸显了自身的神性。教堂外部存在两条流线，分别是作为连接主使用空间与院落出入口的交通流线与环绕庭院供观览者欣赏悬挂于围墙之上的圣经故事浮雕的观览流线。教堂南立面的玻璃幕墙被均匀划分为五等份使得中间部分能够作为教堂举行仪式使用的主入口，因而教堂日常使用需要通过坡道进入半地下的入口空间。入口部分的水池与门楣处的植被都对空间起到了一定的引导作用。考虑到当时教区首要的扩张目的与当时的经济情况，最初该教堂的设计并未包含钟楼及教区住宅等附属建筑，现有的钟楼是1980年教堂首次修复后由结构师Favini与建筑师Morassutti进行设计的。高挑的钟楼运用钢铁等材料因而具有镂空轻挑的形式，在不与教堂主体建筑产生冲突的同时丰富了竖向空间层次。

　　2.2内部空间分析

　　相较于欧洲传统教堂所拥有的内外部繁杂装饰与昏暗的自然采光而言，巴兰扎特慈悲圣母教堂所拥有的简洁形式与充足采光使得该建筑在空间设计与神性氛围营造上更为纯粹。蒙蒂尼主教在就职典礼上曾高度评价该空间：“这个建筑让人能够反思教堂的本质，空间有它自己的语言……我看到了从天而降的圣城，它的墙壁仿佛水晶一般……”[1]教堂的正立面有两个并排的坡道，左侧坡道向上针对仪式入口，右侧坡道向下通往日常入口的门厅再经过台阶向上可以步入前殿。观览者经历了从室外环境的开阔明亮，到下沉式门厅的黑暗压抑，再到教堂内部的肃穆庄严气氛的快速变化，光环境从亮到暗再到柔和的转换使得教堂整体氛围得到升华。建筑内部空间分为包括前殿、中殿及祭坛在内的主使用空间在内的首层空间以及包含礼拜室、忏悔室等在内的半地下负一层空间两个层次。简洁的矩形空间平面配合四根混凝土柱形成一个完整的主使用空间，各个功能分区尽管没有明确的空间划分却互不干扰。日光透过轻盈的玻璃幕墙使得整个空间笼罩在静谧的气氛之中，无论是处于前殿的悬空唱诗班区域，还是中殿温和的木质长椅、祭坛部分精致的大理石材质台阶与桌子，乃至空悬祭坛上方悲悯的耶稣圣像，都和谐地相融于一处(图4)。设计者运用现代新型的材料、技术进行表达并未影响宗教人文主义的传统，而是能够与之平等对话并成为其中的一部分。简洁的空间并未妨碍教堂空间气氛的表达，反而能促使信众摆脱桎梏从而更加纯粹地追求宗教的精神体验。

　　3结构分析

　　设计师出于对基地的考虑设计了带有周边支柱的纵向大厅，以便能使教堂的主要空间尽可能地不受结构的束缚。结构师Favini在对结构进行设计时寻求一种能够简化施工现场使机械化作业与人工施工过程兼容的解决方案，最终与设计师协商将教堂的主体结构简化为结构柱与屋盖两个部分(图5)。结构师在28.60m×14.35m的矩形平面内将结构柱设置在16.8m×9.15m矩形的四个顶点，这个数值经过合理计算使得主次梁受力最为合理的同时也使得教堂的主使用空间能够保持完整。结构柱与屋盖两个部分共分为4个层次，由下至上包括柱、主梁、次梁及楼板等部分。结构柱由4根高约8m的混凝土现浇柱组成，由下至上从基部的0.6m变为顶部的0.5m进行收分从而形成了锥形截面给人以轻盈之感。4根结构柱支撑起2根现浇主梁。两根主梁长14.35m，主跨8.25m，两端各悬3.05m，截面1.25m×0.3m呈矩形，浇筑后并焊接在四个支撑柱上;6根次梁主跨16.80m，两端各悬挑5.90m，每根由30块预制构件通过预应力钢筋拼接而成;5跨楼板由150块预制构件搭接于次梁之上[2]。各级结构的建造顺序并非传统意义上的由下至上，而是在浇筑完柱子后通过模板搭接了预应力的次梁与楼板，最后浇筑主梁并最终与柱进行焊接。主次梁在两个轴线方向的跨度与悬挑比例都接近与1:3:1，主梁和次梁的力矩平衡使得楼板结构厚度的明显减小，结构受力可谓十分合理。楼板部分划分为主次梁结构与楼板两个部分。2根现浇主梁支撑了6根各具30块“X”形截面结构预制构件的次梁系统，最为复杂的次梁部分通过预先搭接脚手架被首先投入施工，结构师为了优化结构设计了相同支撑结构的桌子研究构件的受力问题，最终确定了次梁“X”形截面的角度。构件长度为0.895m，宽度为0.5m，高度为1m[3]。“X”形截面保证了次梁具有良好的抗压缩性、牵引力及承受横向应力的能力，与此同时也减少了梁的重量并承担预应力钢缆穿行及连接作用。事实上构件分为两种，一种构件的“X”形结构上下两个端都被封闭，另一种则是仅有一端被封闭。不同的构件运用在次梁的不同区域甚至变换放置位置最终使得次梁的机构能够抵抗内部应力。每根次梁的各个构件按照拉力力流曲线在不同位置预留了孔洞方便钢缆对各个构件进行连接。在次梁铺设完成后主梁的钢筋与预制楼板同时进行装配，次梁设有专门的凹槽与楼板进行契合。预制楼板的单元构尺寸为2.30m×0.9m，内部具有的“十字形”设计从而形成了屋顶的菱形密肋结构。在楼板铺设完成后主梁的养护工作也同时开始，最终便是撤掉脚手架并对于次梁施加预应力。值得强调的是在脚手架撤掉前主梁必须拥有足够的强度，否则次梁及楼板的重量将会使主梁产生形变乃至破坏。位于20世纪50年代末期的项目处于工业化装配式建筑的转型时期，整体结构中的各部分通过不同的施工工艺使得表现形式产生了对比，粗糙的现浇主梁及柱与精致的预制次梁及屋盖(后期修复工作使得预制构件表面更加光滑)相互映照极具工业美感。尽管在当时通过施加预应力连接预制构件的方法早已应用，但三位设计者将这种方法应用于建筑屋顶的设计在实践中尚属首次。运用大型机械对预制构件进行运输搭建的同时大量工人参与协同作业，共同完成了混凝土梁柱的浇筑以及预制构件的预应力操作与搭接的场景在此前不太多见，因而对于装配式建筑而言具有里程碑式的意义(图6)。

　　4材料分析

　　建筑除主要受力结构中运用现浇混凝土与预制混凝土相结合外，其他结构部分在对于包括木材、塑料、钢材、玻璃乃至天然石材等材料的合理应用凸显了设计师对于材料多样化的把控能力。在材料满足耐用性和可靠性的同时设计师也充分考虑了美学特性。教堂的主要围护结构应用铁质框架的双层玻璃幕墙，并在隔层中置入了白色不透明的聚苯乙烯发泡板(1979年教堂遭到袭击破坏后更换为聚碳酸酯发泡板，2006年的修复中使用玻璃表面处理工艺的新技术)。这种装置的应用使得教堂在白天时段内仅仅是一个轻盈的玻璃盒子，使得内部能够获得足够的光线;而在夜间内部的照明装置则使得教堂成为发出柔和白色光芒的教区标志物，从而凸显了宗教建筑的神性。设计者的自身经历使得有机建筑乃至日式建筑对教堂整体空间处理有所影响。室外地区深棕色的原木十字架及栏杆扶手，结合教堂下沉入口处锦鲤游弋的水池、方形规则石块铺就的小径、场地内部丰富的自然植被乃至周遭的教堂场地天然卵石与混凝土砌筑的低矮围墙及墙上悬挂的粗犷浮雕，共同造就了教堂外部丰富的空间氛围。建筑内部的材料应用同样彰显了教堂的神性与精致。入口一侧的礼拜堂透过落地玻璃窗的可以一眼望到外界的水池，使得内外空间得以取得联系。跨过混凝土浇筑的台阶拾级而上便可以将整个教堂空间一览无余，包括拥有混凝土与钢材洗礼池的前殿，以及铺设红棕色抛光陶瓷地砖及原木座椅的中殿，乃至大理石垫高的祭坛与以纯净白色玻璃幕墙为背景的钢索悬挂耶稣圣像和谐地融为一体。转头回望处于入口之上两柱之间由钢结构与木材组成的唱诗班及管风琴区域则是轻盈地处于前殿空间的上方。经过两次修复后教堂增加了很多诸如保温层、预制构件表面抛光等处理，但依照意大利式的修复方式，整体空间的纯净感被完整地延续了下来。纤巧的混凝土主结构与空灵的玻璃维护结构使得建筑整体仿佛笼罩了一层梦幻的帷幔，外界植被及钟塔的轮廓随着时间的变化不断被投射到幕墙之上从而给内部带来了丰富光影体验。外部春夏秋冬四季景色不断更替，加之入口处巨大的玻璃门窗使得内外环境相互联系，合理的材质搭配使得教堂各个区域的气氛和谐统一且相得益彰。

　　结语

　　巴兰扎特慈悲圣母教堂作为工业转型时期装配式混凝土建筑的典型案例，在20世纪60年代语境之下的结构技术创新、施工精度把控、空间氛围营造、材料综合运用、后期修复维护乃至工程预算造价等诸多方面都有可圈可点之处。本文的分析重点主要放在对于建筑结构技术之上，相较于60年代之后意大利装配式建筑开始转入构件大型化与商品化的趋势，本建筑所拥有的手工操作与机械操作相结合的宝贵实践很好实现了自身的“建造性”与“产品性”之间的平衡。对于处于后泡沫时代的中国建筑师而言，案例中所体现的建造技术值得我们学习与反思。

　　作者：沈佳成