罗马人造的又大又圆 | 混乱博物馆
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罗马人造的又大又圆 | 混乱博物馆

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虽然说到古典时代总是希腊人、罗马人并称,但这两个文明的个性其实相差很大。 如果说希腊人是哲学家、数学家、艺术家以及航海者,那么罗马人就是法学家、建筑师、美食家和最好的农夫。总之相比于他们的老师那种精致到极点的审美,也许罗马人略显粗俗,却也更加脚踏实地,充满了实干精神,并且乐于接受各种新生事物。 他们所留下的无数建筑和遗迹,也无不表明他们是整个古代世界最杰出的建筑大师。今天要说的,就是罗马人所创造的一个奇迹:罗马万神庙。

-正文- 


宏伟而精美的教堂,可以说是欧洲传统建筑的精华所在。 比如天主教最重要的一座教堂,圣彼得大教堂,拥有一个距地面 136.6 米,直径42.5米的巨型穹顶,其下方的大厅总面积约 1,400 平方米,相当于 3 个篮球场。

考虑到这座教堂修建于16世纪,且历时一个多世纪,熬死了包括拉斐尔在内的多位设计师,就更加让人赞叹。

 

然而单论穹顶跨度,它却并没有超过早了一千年多的罗马万神殿。这座由筑城爱好者哈德良所建造的神殿,其半球形穹顶跨度达到了史无前例的43.3米,坐落在一个筒形大厅上,内部净高同样是43.3米。 

万神殿所展现的审美趣味,完全不同于罗马人的老师希腊人。在古希腊人看来,神殿的要点在于华丽庄重的柱式、精美的构件和雕塑、如宇宙般和谐的比例,以及对建筑结构细微而毫不张扬的视觉调整。 

古罗马人则更加实际一些,他们喜欢建筑物巨大的内部空间,以及由此所带来的更加直接的视觉冲击。


在人造天穹的奇迹之下,顶部巨大的进光孔投下一道光锥,随时间流逝在大殿内缓缓移动,时而照亮地面,时而徘徊于墙壁;八组科林斯柱嵌于墙壁中,背后若隐若现的龛室,让巨大的穹顶恍若飘浮于虚幻的空间之上;尘世于此被层层阻隔,人与众神之间自然而生神秘的联系。


这里最大的难题就是那个重达3500多吨的穹顶。 他们首先让穹顶的壳厚从底向上不断减小,并分六层在混凝土中掺入不同密度的材料,在顶端使用最轻的火山浮石,在底部使用厚重的花岗岩;同时在内壁留出了140个向内凹陷的镶板结构。而为了束缚巨大的外推力,他们在穹顶下部建造了厚达6.1米的混凝土墙。

简而言之,万神殿已经到达了古罗马人建筑技术的顶点。其技术与审美在拜占庭被继承和发扬。其代表性建筑就是公元 532 年修建的索菲亚大教堂,并由此深刻地影响了整个基督教的东方教会世界。

在没有钢筋混凝土或者预应力结构的时代,想要制造如此巨大的穹顶,其秘密就包含在那些美妙的弧线之中,也就是所谓的拱券结构(Arch structure)。

通过这种结构,可以获得简单的梁和柱难以匹敌的跨度。因为随着梁的跨度不断增加,其中心弯矩也会越来越大,上部受压、下部受拉造成形变,当超过弹性形变的极限,就只能弯折或断裂。 而拱结构可以将材料自身的重力或荷载,转化为沿着拱圈弧线的压应力,让楔形的拱石之间互相挤压以对抗重力,因而几乎没有张力存在。利用这种被称为拱圈效应的原理,就可以用小块的砖石制造出大跨度结构。

唯一的限制就是,压力层层传导,会形成向外的水平分力(推力)。为了维持结构平衡,就必须在拱的两侧同时施加约束反力。基本的解决思路就是在拱两侧修建额外的墙体,以重量对抗推力,这也就是所谓的扶壁(Buttress)。因而人们可以修建多大跨度的拱,最终取决于材料的抗压能力和可以修建多厚的扶壁。


最早在公元前4世纪,古罗马人就从伊特鲁里亚人那里学到半圆拱,然后就开始建造自己的连续拱 高架引水渠。

这种结构的美妙之处在于,每一个拱的外推力都被相邻拱的外推力所抵消,因而只需在两个拱之间留下被称为拱肩(spandrel)的三角形区域,而不需要增加额外的结构。 罗马人非常热爱这种结构,将其与希腊的柱式结合,应用于各种建筑之中。这样简单的结构,距离庞大的球形穹顶还相去甚远。

古罗马人又学会了把许多单拱前后拼起来,或者说加深一个拱,就有了筒形拱(Barrel vault),这就是最简单的一种拱顶。

又把两个筒形拱垂直交叉,创造了交叉拱顶或穹棱拱顶(Cross vault、Groin vault)。交叉拱顶的重量坐落在四个角落,这就解决了筒形拱顶侧面开口会破坏承重的问题。

而把交叉拱顶的四条穹棱围成一个封闭的空间,那么就得到了回廊拱顶(Cloister vault)或者叫球型拱顶(Domical vault)。 

然而这还不是真正的穹顶。因为穹顶(Dome)一般被定义为一个拱绕其中心轴旋转,或者一系列拱圈环绕排列,汇聚于同一块拱心石,所形成的结构。


比如尼禄在罗马大火后修建了著名的金宫,在其中就有一个直径14.7米的八边型穹顶。更重要的是,这是首个完全使用混凝土的建筑物,它在向上升起的过程中逐渐变形,向球面靠拢,充分体现出罗马人对半圆和球体的热爱。

正是通过这一系列技术积累和革新,罗马人终于可以在公元2世纪建造出奇迹一般的万神殿。 

但就像所有的帝国一样,罗马最终崩溃于历史之中。然而他们所留下的遗产将继续矗立千年,并永远照亮此后的世界。

参考资料:

大卫·沃特金,[译]傅景川. 西方建筑史[M]. 2004.

马文·特拉亨伯格, 伊莎贝尔·海曼, [译]王贵祥等. 西方建筑史:从远古到后现代:from prehistory to postmodernity[M]. 2011.

夏行时. 新英汉建筑工程词典[M]. 中国建筑工业出版社, 1991.

Jones, Mark Wilson. "Building on adversity: the Pantheon and the problems of its construction." The Pantheon: From Antiquity to the Present. Cambridge University Press, 2015. 193-230


素材来源:

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