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国内外混凝土发展史-上篇

发布时间:2021年03月08日 [返回列表]

随着市场经济的不断发展,越来越多的建筑设计师青睐应用清水混凝土这种建筑材料来呈现建筑。如果要把清水混凝土的最初应用回归到某一个时代是比较困难的,但我们可以通过追溯混凝土的初期应用和水泥的发明,来梳理清水混凝土的发展史,本篇也将会分成上下篇(国外、国内)为大家展示。



追溯



人类建筑对水泥的使用最早可以追溯到古罗马时期,古罗马人会使用火山灰、石灰混合物加水,帮助砌房用的石块粘合,变得更加稳固,但当时并未作为建筑材料大量使用。混凝土的原型也可参见重建于公元124年、位于意大利首都罗马圆形广场的北部的万神庙。该建筑是罗马最古老的建筑之一,也是古罗马建筑的代表作,距今已有1900年的历史,依然保存完美。


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▲罗马万神庙正面


万神庙门廊高大雄壮,华丽浮艳,代表着罗马建筑的典型风格,是意大利穹顶建筑的最高代表。万神庙殿堂建造比例协调,计算十分精确,其直径与高度相等,达43.3米,构成一个完美的半球。在15世纪之前,万神庙一直是世界上最大的圆屋顶,保持了1400年的记录。这种建筑只有用罗马人发明的混凝土才能建成,但他们并没有钢筋来加固混凝土,而是用浮石掺入混凝土,制成一种非常轻质耐用的建筑材料。建造时先用砖沿球面砌几个大发券,再浇筑混凝土。这些发券的作用是可以使混凝土分段浇筑,还能防止混凝土在凝结前下滑,并避免混凝土收缩时出现裂缝。同时为了减轻穹顶重量,越往上越薄,下部厚5.9米,上部1.5米。到了中央甚至留出空洞,也满足了采光。既根据结构需要,也符合神庙的氛围,并且穹顶在内面做了五圈深深的凹格,每圈28个,进一步减轻了重量。


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▲万神庙穹顶剖面


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▲万神庙穹顶


万神庙神殿的圆顶和混凝土外壳结构在后来的基督教时代仍然被不断使用,堪称圆屋顶登峰造极之作,这种穹顶成为欧美城市建筑艺术的基本形式。而它令人难以置信的现代参数和曲线设计甚至改变了城市的轮廓线,影响极为深远。

诞生

混凝土的发明是人类的进步和创举,早在没有混凝土的时代,我们的房屋建筑都只限于低层的木结构,土木结构、砖木结构、石材结构等。混凝土发明了以后,建筑建造开始有砖混结构、框架结构、框架剪力墙结构、剪力墙结构、框筒结构、筒中筒结构、筒剪结构、钢网架结构、悬索结构等各种结构形式。混凝土的发明使人类的建筑高度有了新的突破,如阿联酋的哈利法塔高828米,总计162层,为当前世界第一高楼,高耸入云端。哈利法塔总共使用33万立方米混凝土,6.2万吨强化钢筋及14.2万平方米玻璃。


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▲哈利法塔

阿德里安·史密斯于2004年设计建造


那么,混凝土是谁发明的呢?据史料记载,1867年,法国工程师埃纳比克在巴黎博览会上看到约瑟夫·莫尼尔用铁丝网和混凝土制作的花盆、浴盆和水箱后,受到启发,于是设法把这种材料应用于房屋建筑上。1879年,埃纳比克开始制造钢筋混凝土楼板,仅几年后,他在巴黎建造公寓大楼时采用了经过改善迄今仍普遍使用的钢筋混凝土主柱、横梁和楼板。根据金属和混凝土的结合,从此宣布了建筑领域新纪元的开始。1884年,德国建筑公司购买了约瑟夫·莫尼尔的专利,进行了第一批钢筋混凝土的科学实验,研究了钢筋混凝土的强度、耐火性及钢筋与混凝土的粘结力。1887年德国工程师科伦首先发表了钢筋混凝土的计算方法;英国人威尔森申请了钢筋混凝土板专利;美国人海厄特对混凝土横梁进行了实验。1900年,万国博览会上展示了钢筋混凝土在很多方面的使用,在建材领域引起了一场革命。1918年艾布拉姆发表了著名的计算混凝土强度的水灰比理论,钢筋混凝土开始成为改变这个世界景观的重要材料。


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▲德国第一座预应力混凝土建筑

位于德国纳斯塔特一公园中的步行桥

桥长仅3米左右

运用

钢筋混凝土(reinforced concrete)的技术于1892年由法国工程师Francois Hennebique在工业建筑上取得专利,钢筋混凝土将混凝土的抗压性能强、抗拉或抗弯性能较弱的优缺点通过钢筋的互补形成了钢筋混凝土的新构造体系。但那时水泥表面总要敷上石灰或其它材料,不是纯粹的钢筋水泥建筑。直到奥古斯特·佩雷的出现,才有了第一幢完全用钢筋水泥盖成的建筑。1903年,佩雷及兄弟三人共同设计建造了巴黎最早一座钢筋混凝土结构公寓建筑——富兰克林路25号公寓,建筑拥有八层钢筋混凝土钢结结构,框架间为褐色墙板,组成朴素大方的外表,没有任何装饰,却不显单调。


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▲奥古斯特·佩雷


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▲富兰克林路25号公寓

奥古斯特·佩雷于1903年设计建造


一战之后,欧洲的天空依然布满阴霾,艺术的发展缺乏动力,而奥古斯特·佩雷用灰色的混凝土,将低迷混沌的世界撕开了一个口子。1922-1923年,佩雷在巴黎附近设计建造的勒兰西圣母教堂完成。借由钢筋混凝土,佩雷创造了一种新的空间类型:它削弱了承重墙的作用,墙上可以自由地开窗户。由于减轻了墙的作用,哥特式建筑得以采用大面积的排窗,渐渐地,描绘圣经故事和人物形象的花窗玻璃就成为哥特式建筑重要的元素。同时,佩雷对裸露的混凝土不加修饰,并采用了精简的教堂平面。在传统的哥特式教堂里,中殿和旁边两个侧廊是两个分开的区域,而勒兰西圣母教堂里的柱子像纺纱一样细,这样两个区域在视觉上就不再泾渭分明了——这是对哥特式教堂平面非常大的一个改变。


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▲勒兰西圣母教堂

奥古斯特·佩雷于1920年设计建造


在二十世纪之后的教堂建筑历史中,勒兰西圣母教堂设定了诸多理想的基调,有两点是十分明确的:一是从那以后,不断有建筑师在教堂建筑中尝试新材料和新技术;二是在特定的宗教传统的约束下,建筑师不断地探索新的纪念碑式的建筑语言。而奥古斯特·佩雷对混凝土富有远见和洞察力的创造使得他的学生,法国建筑大师勒·柯布西耶对混凝土建筑有了更高的突破。


20世纪60年代随着混凝土广泛应用于建筑施工领域,越来越多的清水混凝土出现在欧洲、北美洲等发达国家,建筑师们逐渐把目光从混凝土作为一种结构材料转移到材料本身所拥有的质感上,开始用混凝土与生俱来的装饰性特征来表达建筑传递出的情感。勒·柯布西耶对拆除模板后的混凝土不再抹灰,直接暴露墙体结构,这种大胆的做法被称为清水混凝土建筑,开创了清水混凝土的先河。朗香教堂的设计对现代建筑的发展产生了重要影响,被誉为20世纪最为震撼、最具有表现力的建筑。柯布西耶摒弃了传统教堂的模式和现代主义的一般手法,把它当做一件混凝土雕塑作品加以塑造,充分发挥了混凝土的特性。


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▲勒·柯布西耶


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朗香教堂

勒·柯布西耶于1950年设计建造


朗香教堂最引人注目的部分当属那朝天卷起的曲线屋顶。被嵌入墙内的支柱所撑起的曲线屋顶看起来如同悬在建筑之上,这使得缕缕天窗光线得以进入。设计中最有趣的部分就是那些分布在墙上的零星窗口。柯布西耶采取了在立面上开孔的方法,通过夹层墙间的锥形窗以增强礼拜堂内的光线。每一堵墙都被大小各异的方窗照亮,连同朴素的白粉墙一起共同赋予了墙体以明亮的特质。


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▲朗香教堂的清水混凝土表面开孔


20世纪50年代勒·柯布西耶被聘请作为印度旁遮普省的城市规划设计师和建筑设计师,印度昌迪加尔法院是其中最早落成的一座建筑,于1956年建成。它与朗香教堂这两所建筑的设计风格极为相似,外形轮廓简洁,怪异的体型超乎寻常的尺度,粗糙的混凝土表面和不协调的色块,给建筑带来了怪诞粗野的情调,是现代建筑流派中粗狂豪放主义的代表之一,它的建成曾经引起世界建筑师们的广泛注意仿效。日本混凝土现代建筑最初很大一部分也是受到柯布西耶流派的影响,在此基础上回归自我演变成如今极简、精致、细腻的独特风格。


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▲印度昌迪加尔法院

勒·柯布西耶于1956年设计建造


与此同时,现代建筑史上有机建筑风格的突出代表作品也在悄然诞生——纽约肯尼迪机场第五航站楼。它由埃罗·沙里宁(Eero Saarinen)于1956年设计,于1961年建设完成,1962年开放使用。埃罗·沙里宁用自然优美的曲线勾勒出一只展翅欲飞的混凝土大鸟,赋予它飞行的寓意;屋顶由四块浇钢筋混凝土壳体组合而成,壳体只在几个点相连,空隙处布置天窗,楼内的空间富于变化。这是一个凭借现代钢筋混凝土技术将建筑同雕塑结合起来的作品。这种建筑整体和内部结构及细部的配合,使候机楼呈现出统一、流畅的形象、在与现代主义规则几何形体的对比中,突出体现了有机建筑风格的优越性,可以说是一次伟大的雕塑实验。


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▲埃罗·沙里宁


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肯尼迪机场第五航站楼

埃罗·沙里宁于1956年设计建造


作为美国最早的大学艺术馆,耶鲁大学美术馆于1969年由著名建筑师路易斯·康设计建造,与此同时,这象征着他个人职业生涯的一个突破,也让他成为20世纪后半段最受瞩目的建筑师。在该建筑上,路易斯·康采用了质地粗糙的砖块和清水混凝土,突出混凝土墙优雅与质朴的表面。该建筑更著名的特征包括空心混凝土板、三角锥空间框架结构,三角形混凝土屋顶镶嵌在圆筒楼梯间顶上,与玻璃砖形成精彩的光线处理。该美术馆建成后成为美国博物馆类建筑的一个重要转折点,成功实现了路易斯·康希望重新定义建筑的初衷。


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▲路易斯·康


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▲耶鲁大学美术馆

路易斯·康于1953年设计建造


路易斯·康曾经认为:光,是人间与神境相互对话的一种语言,并且是人性与神性共同显身具象化的领域。由康所设计的金贝尔美术馆也许可以为人们解读出康的建筑作品里所蕴含的“对话”情节。金贝尔美术馆的摆线筒形拱顶中间镶着一条细细的有机玻璃天窗,这种独特形式给自然光提供了渗入空间的空隙。为了让光散开,穿孔铝板反光片像翅膀一样悬挂在天窗下,照亮清水混凝土拱顶平滑表面的同时为艺术品提供迷人的光照。康将混凝土柱和薄壳形拱顶结构裸露在外,满足不同空间和位置的采光要求;灰华石及玻璃板同混凝土之间没有过强的对比,所形成的空间质感近同,肌理混合为一。


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▲金贝尔美术馆

路易斯·康于1966年设计建造


在亚洲,日本最先走到了对于清水混凝土运用的前列。第二次世界大战以后,百废待兴,部分混凝土建筑省掉了抹灰、装饰的工序开始直接使用,丹下健三,伊东丰雄、安藤忠雄等著名建筑师大师都是将混凝土运用到了高度精炼的代表人物。


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▲丹下健三


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代代木国立综合体育馆

丹下健三1964年设计建造


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▲伊东丰雄


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▲东京Tama艺术大学图书馆

伊东丰雄于2004年设计建造


1995年普利兹克建筑奖获得者安藤忠雄先生,被誉为清水混凝土诗人,也是当今将清水混凝土利用到极致的代表性人物之一。在抽象简约的建筑之内,安藤忠雄将光与影的艺术发挥到了极致,开创了一套独特、崭新的建筑风格,成为当今最为活跃、最具影响力的世界建筑大师之一,其设计的建筑作品超200多座,他所设计的清水混凝土作品遍布日本乃至世界的各个角落,代表作“住吉的长屋”、“光之教堂”等建造完毕后也是受到了世界性的赞誉。


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▲安藤忠雄


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▲住吉的长屋

安藤忠雄于1976年设计建造


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▲光之教堂

安藤忠雄于1989年设计建造


安藤忠雄先生开创了一套独特、崭新的建筑风格,他将厚重的混凝土以及简约的几何图案,构成既巧妙又丰富的设计效果,从而引发了素混凝土设计和应用的二次高潮,使得清水混凝土风格在日本乃至世界上许多国家越来越被人们推崇、接受。如今,清水混凝土被认为更接近于东方禅学无为而为的思想,充分体现了东方文化色彩,深受大众的喜爱。