穹隆建筑的嬗变与演进

穹隆建筑的嬗变与演进

1图成像的历史（1）罗马万神寺（118-2012年）是最著名的建筑。（2）犹太、基督教和伊斯兰教共同圣地：莱姆-圣所；（3）最辉煌的建筑：堡垒村，532年至537年；（4）最美丽的伊斯兰建筑：塔马尔穆吉亚斯洛夫（tamahal，1630年至1653年）；（5）文艺复兴建筑的春天新闻：波罗的海花园的母祠（1420年至1436年）；（6）最重要的宗教建筑：圣彼得堡大教堂（1506年至1626年）；（7）帕克斯特的巅峰：花园村（队长，1552）；（8）英国古典复兴时期最重要的建筑：巴黎圣所（st.巴黎，1716年完工）；（9）法国古典复兴时期最重要的建筑：巴黎万神寺（1709年至1780年）；（10）美国古典复兴的杰作：总统大楼（1793年至1800）。这些具有里程碑意义的建筑都是穹隆建筑。一个简单的回顾,就可以看到穹隆建筑在世界建筑史、艺术史甚至整个社会史中的特殊地位,这些穹顶建筑代表着一种时代理想和社会精神的实现——虽然在不同的时代人们有着不同的理想,虽然集体意志和官方意识形态之间在一些问题上常常存在着激烈的交战,但是在很多时期,穹隆成为对立双方的共同选择。穹隆建筑通常规模较大,且随着历史的发展有越来越高和越来越独特的审美要求:尤其体现在跨度、高度和形象的展现方面,因而穹隆在结构和施工技术方面也面临着越来越困难的挑战。透过穹隆的发展简史,可以一窥多个时期的建筑和艺术的概貌。另外,这些建筑有着相似的形式,却有着不同的功能,由此折射出穹隆与宗教和政治的密切关联——在相当长的历史时期内,穹隆是表达宗教理想和政治理想的重要媒介,在美学取向的背后,交织着集体意志和意识形态的争斗。而对美学取向的技术实现过程,也充满了热情、困惑和艰辛。可以说,穹隆的发展史是由美学缠斗和技术演进共同织成的。2万神庙的结构拱顶技术起源于新石器时代的西亚(1),并通过小亚细亚对古代爱琴文明产生过影响。约建于公元前1400年的阿特鲁斯墓(TheTreasuryofAtreus,迈锡尼)就是采用穹隆的早期实例,不过它使用的是砖石叠涩(CorbelledArch)技术,而且埋在地下,没有外部形象,所以也就不存在穹隆的造型表现问题,其功能实际上是个藏宝库,因而也没有必要表达出明显的意识形态色彩。古埃及、古爱琴和古希腊时期建筑的主导结构类型一直是梁柱体系(Post&LintelSystem),并且在古希腊盛期的神庙建筑中达到了相当成熟的程度。古罗马继承了古希腊的柱式以及对设计逻辑的追求,但在建筑结构技术的探索上则远胜古希腊人,发展了拱券结构体系并寻找到了合适的构图形式,除了平面拱券之外,更重要的是开创性地发展了拱顶(Vault,在古罗马时期主要表现为筒拱和十字拱)和穹隆(Dome)这样的空间结构体系。第一座真正的大型穹隆建筑是建于公元118年～128年的罗马万神庙(Pantheon,图1)。万神庙的穹顶跨度已经达到了39.9m,建筑的高度也正好是39.9m,整个穹顶坐落在一个圆形的平面之上,底部的结构厚度达到了6m,向顶部逐渐减薄至1.5m,在最顶部是一个直径约8.9m的叫天眼(Oculus)的圆形洞口。万神庙成为后世艺术作品表现的重要对象之一。万神庙的室内极其庄严、静穆,没有像其他古罗马的公共建筑那样采用华丽而热烈的装饰,没有过多的细节渲染,内壁用15cm厚的大理石饰面,穹隆的内面被做成简洁的五圈凹方格,光线从天眼中泄进室内投射在藻井格中,随着时间的变化而改变着亮度、角度和方向,营造了圣洁的宗教氛围,俨然是万神共享的殿堂,一反古罗马时期常见的世俗趣味,充满了纯净的纪念性色彩。万神庙用单一的空间和宏大的规模表达对众神的信仰,从此开创了宗教建筑的集中式构图,成为西方世界尤其是天主教为神选择的居所形制之一(2)。但是,从外部造型上却难以获得同样的印象,首先,穹隆的体积并没有得到充分展现,而是被厚重的呈平缓曲线的结构包围;其次,伊达拉里亚式(EtruscanStyle)的前廊减弱了从室外观看穹隆的视觉效果。万神庙穹隆的跨度一直到一千多年后才被超越,这表明,万神庙的结构技术非常先进。穹顶的结构并非在室内所见的方格形的空间骨架,而是先沿球面做好8个大拱券,形成空间结构体系,再往拱券中填充围合材料。万神庙仍然留下了一些等待后人探索的问题:穹顶如果只能放置在圆形的平面上,那显然会大大限制室内空间的形状,带来使用上的不便;而且,穹顶的结构过于厚重,难以获得饱满的造型印象。古罗马规模巨大的浴场采用的并非穹隆而是拱顶体系,万神庙几乎是此一时期为后人熟知的穹隆建筑的唯一代表。后世的建筑师们屡次模仿这一建筑,卡诺瓦的神庙(Canova’sTemple)、托马斯·杰弗逊设计的宾大礼堂即属此列,而留美的中国建筑师杨廷宝为东南大学设计了万神庙穹顶风格的礼堂。古罗马之后,拱券结构体系在不同的地区有不同的发展,在大致相当于西罗马帝国的范围内主要发展了拱顶体系,而在大致相当于东罗马帝国的范围内主要发展了穹隆体系。这与两个地区的宗教、语言等方面的区别颇有关联,并导致了二者在表现方式上的差异。3空间形式—笼罩东方公元395年,罗马帝国分裂为东罗马和西罗马。在东罗马帝国以及后来的东方,拜占庭选择了集中式形制来建设他们的教堂,穹隆建筑得到了继承和发展。拜占庭时期最重要的三座教堂建筑:君士坦丁堡的圣索菲亚教堂(HagiaSophia)、拉文纳的圣维达莱教堂(ChurchofSanVitale)和威尼斯的圣马可教堂(BasilicadiSanMarco)都采用了穹顶,其中规模最大者当数建于532年～537年的圣索菲亚大教堂,这个建筑的宏伟显然是与庞大的拜占庭帝国相称的。拜占庭建筑的外表没有什么装饰,相反,室内则充满了大理石和马赛克(Mosaic)的镶嵌画,这与宗教仪式主要在室内进行有关。穹隆下部分布着40个采光孔,巨大的穹顶仿佛飘浮在空中,营造了超自然的氛围,穿透进室内的光线使得信徒身处于熠熠生辉的华丽装饰、丰富色彩和闪亮的镶嵌画之中,富有强烈的艺术感染力。为了获得集中而又复合的空间,拜占庭人在技术上结合了古罗马的穹隆和萨珊波斯的多层拱顶体系,从圣索菲亚教堂的剖面上可以明显看出中央穹顶的重量产生的侧推力被层层向外传递,直到巨大的墩柱(图3)。拜占庭建筑对穹隆技术最重要的贡献是发明了帆拱技术(图2),由此实现了帝国的宗教和艺术理想。帆拱解决了如何将穹顶放置在方形平面上的问题,因此,圣索菲亚教堂得以将中心布局与长方形布局相结合,大厅的尺寸达到了约75m×70m,穹顶的高度为55m,但直径却只需要约30m,也就是说,帆拱同时提供了另一种选择:用较小的中央穹顶覆盖较大的平面空间。教堂的建筑师是来自安纳托利亚的安提米乌斯(Anthemius)和米利都的伊西多鲁斯(Isidorus)。不过,这个穹顶的技术解决方案也并非十全十美,事实上它发生了坍塌,于公元558年～562年进行了重建。由于采用了层层传递推力的方式,所以圣索菲亚教堂的外部造型呈现出一种复杂的群体关系,而不是简练、单一的形象,外墙很朴素,它的艺术表现力主要体现于室内(图4)。拜占庭帝国主要的语言是希腊语,主要信奉的宗教是正教,借助语言和宗教的纽带作用,拜占庭建筑在文艺复兴以前成了东部欧洲宗教建筑和宫殿建筑的主导风格,在受其影响的地区,结合各地域、各民族的传统建筑文化,产生了多种多样的穹隆建筑。公元六世纪,当阿拉伯人建立起自己的帝国时,他们还没有自己的建筑文明,因此,伊斯兰建筑直接借用了西亚建筑和拜占庭建筑的成果,在此基础上发展出自己的建筑体系。拜占庭建筑的穹顶和帆拱技术被运用到了清真寺建筑中,甚至连圣索菲亚教堂四周也被加上了邦克楼,变成了清真寺(3)。穆斯林反对偶像崇拜,所以基督教的人物题材的壁画和雕塑都被清除,取而代之的是几何图案和来自自然的植物图案。因为宗教仪式的变化,伊斯兰教建筑虽然采用了穹顶,但在功能上并不需要特别大尺度的空间和大跨度的穹隆,伊斯兰建筑的穹顶不再被看做是天国的幻影,也不需要多少采光,因而更多地作为建筑外部造型在构图上的统帅者出现。另外,受建筑材料的影响——相当多的伊斯兰建筑采用土坯砖建造,因此,伊斯兰建筑修改了以往主要采用石结构的帆拱使其更适合土坯(图5)。无论是伊斯法罕的大清真寺,还是被誉为“最优美的伊斯兰建筑”的印度泰姬·玛哈儿陵都采用了这种经过修改的穹隆(图6)。因为穹隆更多地关注外部造型的意义,所以,其造型非常饱满,并且高高地放置在鼓座之上,因而更加突出了它在构图中的作用。随着伊斯兰教在东方的传播,穹隆也随之遍布东方大地,向东一直到达了印度和东南亚,也影响了中国。在东欧和俄罗斯,产生了“盔甲”式和“洋葱头”式的穹顶,这一类穹顶更加重视高度上的统帅力而不追求大的跨度,建于16世纪的华西里·帕拉仁内主教堂就是其中的代表。4花之圣母大景观在欧洲的西部,经历了主要采用拱顶体系的罗马风时期和主要采用骨架券体系的哥特式建筑之后,人们将眼光重新转到了穹隆身上。其中,布鲁乃列斯基(FilippoBrunelleschi,1377年～1446年)设计的佛罗伦萨百花圣母大教堂的穹顶(DuomodiFirenze,CattedraleSantaMariadelFiore,建于1420年-1434年)被看做是文艺复兴的报春花。在中世纪经历了工商业发展的佛罗伦萨为了表明城市的荣耀和繁华,决定修建一座亘古未有的大教堂,受古罗马万神庙的启迪,这个教堂将建一图17圣保罗大教堂剖面个巨大的穹顶。由于当时的宗教已经逐渐走出了黑暗和神秘的氛围,转而越来越多地表达光明和欢乐的气息,雕塑、壁画等艺术形式在教堂中得到了发展,佛罗伦萨教堂具有强烈的艺术感染力,著名画家乔托(Giotto)设计了钟塔,建筑的外部装饰非常精美,但是受技术的限制,用以展示雄心壮志的大穹顶(后来建成后高约105m)一直无法实现,直到布鲁乃列斯基提供了可行的解决方案(图7)。布鲁乃列斯基设计的结构其实并非一个真正的球面结构,而是空间曲面框架结构,他借鉴了哥特式建筑的骨架券原理(图8～9),由8个主要的肋和方格形的框架一起来承重,穹顶内的墙采用了用砖螺旋形斜砌的方式来增强承受荷载的能力,顶部用采光亭来约束穹隆向外的张力。另外,他显然还从拜占庭建筑那里获得了灵感,利用鼓座来抬高穹顶,使得穹顶可以控制整个城市的天际线。另外,布鲁乃列斯基还创造性地将外观、结构和室内顶棚分开,各司其职,外观满足造型,重量很轻以降低屋顶荷载,中间层承重,而内层则用来作为壁画的画布(图10),从采光亭中投射来的光线穿过三层构造柔和地进入教堂内,给穹顶内的壁画蒙上了一层圣洁的光辉。花之圣母大教堂穹顶的设计和建造是如此的成功,以至于它被当作了文艺复兴时期开始的标志。在DomenicodiMichelino1465年所作的油画《但丁与神曲》(DanteandtheDivineComedy)中,黑暗的地狱采用了古代西亚建筑的螺旋塔形象,而花之圣母教堂的穹顶则被用来代表光明和进步(图11)。至今,这个穹顶仍然主宰着佛罗伦萨城的天际线。百花圣母教堂为后世的穹隆提供了一个充分展示穹隆的造型、用不同结构层适应不同功能和结构要求的典范,后来的绝大多数重要的穹顶建筑,例如圣彼得教堂、圣保罗教堂、巴黎万神庙等都采用了这一方式,只是在不同的时期会因具体的社会情况和审美偏好而有不同的选择。同样,由布鲁乃列斯基设计的佛罗伦萨巴齐礼拜堂(PazziChapel)则显示出了矛盾的一面:穹顶被藏在坡屋顶之下(图12～13),从外部难以判断建筑是否有穹顶,也许他是从拜占庭时期拉文纳的圣维达莱教堂(TheBasilicaofSanVitale)那里得到了启发。而他的这一做法显然影响了后来的帕拉第奥(AndrewPalladio,1508年～1580年),园厅别墅就采用了同样的穹顶做法,巴洛克建筑也在是否展露穹隆的外部造型上遵从了巴齐礼拜堂的范型(图14)。为了展示表面多变的动感造型和丰富的装饰,巴洛克建筑有意弱化了穹顶外部造型的表现力,而用复杂的图案强化穹顶的室内。这类教堂通常尺度较小,因而没有太高的技术难度。论及穹顶造型的艺术表现力,不能不提到一个很小的建筑——文艺复兴盛期由伯拉孟特(DonatoBramante,1444年～1514年)设计的罗马圣彼得圣堂(TempiettoofSanPietro,图15),建于1502年。这个小小的建筑采用了古希腊Tholos神庙的平面形制,但在穹隆的造型上则对后世具有统治性的影响力,它改变了佛罗伦萨百花圣母大教堂穹隆的尖顶形象,穹顶的球形造型非常雄浑、饱满,放置在圆形的鼓座上,恰恰符合文艺复兴的时代精神,其中蕴藏着一种时代的自豪感和英雄主义的色彩,这也难怪后来的英雄主义建筑会采用穹隆来表达他们的社会理想。在之后长达500年的时间里,大凡采用穹顶的需要表现力量感、光荣感的建筑,都会运用这处小圣堂的构图,例如巴黎先贤祠(LePanthéon)、伦敦圣保罗大教堂(SainPaulsCathedral)、圣彼得堡伊萨基辅斯基大教堂(IsaakievskiySobor)、美国国会大厦(Capitol,UnitedStates)等建筑。罗马的圣彼得大教堂(StPetersofRome)是文艺复兴盛期最重要的建筑,这项旷日持久、饱受争议、多次修改的建设最终回到了罗马万神庙的简洁和庄严之中,穹顶的构图十分饱满,是真正的球面,其剖面则同样采用了三层构造。可惜的是,因为平面最终采用了拉丁十字,因而在离建筑较近的地方并不能获得良好的观感。在向古罗马建筑学习的基础上,借鉴其他时期和风格的表现形式和技术手段,文艺复兴时期建立起了三种穹隆范型:(1)佛罗伦萨百花圣母教堂范型,尤其是其剖面和结构技术。佛罗伦萨的圣劳伦佐教堂(SanLorenzo)、罗马的波波洛教堂(SantaMariadePopolo)、圣彼得大教堂都属于此范型。对其结构方式的运用和改进就更加普遍了,如图16～17所示,可以看到古典主义时期建造的巴黎荣军院(拿破仑的葬身之地)和伦敦圣保罗大教堂都采用了多层构造来完成不同的功能,同时也作出了灵活的更动,圣保罗大教堂用木结构支撑穹隆的表层,中间用一个圆锥体支撑着采光亭,而内层的球形穹顶则只用于支撑自重。(2)巴齐礼拜堂范型,含蓄的、重内轻外的拜占庭式的造型表现。在文艺复兴晚期、巴洛克时期颇有流传,托马斯·杰弗逊设计的自宅Monticello亦属此列(图18)。(3)圣彼得圣堂范型,重点在其构图。适合表达力量和光荣,所以,在拿破仑帝国风格时期,以古典复兴以及美国独立时期被用来作为重要公共建筑的原型(图15)。其中(1)和(3)之间存在着