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伦佐·皮亚诺（RenzoPiano）,高技派的代表人物之一,他注重自然的采光,简单而有力的结构,合理的功能的实现.在他众多形式各异、张扬的建筑外观之下、以及灵活的功能分区之外,作为支撑的是强而有力的技术.从巴黎蓬皮杜艺术中心开始,他与彼得莱斯开始以伙伴关系共同工作.彼得·莱斯（PeterRice）,被称为20世纪最杰出的结构工程师之一,痴迷于数学和几何在建筑艺术和技术结构中的运用.正是他将建筑艺术和技术相结合,才许多建筑构思由图纸得以真正的实现.伦佐·皮亚诺和彼得·莱斯于1970年形成了联合工作室,他们对建筑技术的追求,让看似不可能的建筑艺术成为了可能.
二人的合作过程从巴黎蓬皮杜艺术中心开始,到关西国际机场航站楼而止,在此期间,有大量优秀的、大胆的建筑作品在全球修建.以下选取巴黎蓬皮杜艺术中心和关西国际机场这两个同样是桁架结构的建筑作为例子进行详细的分析.
巴黎蓬皮杜艺术中心
1969年,法国总统乔治·让·蓬皮杜“希望巴黎有一座文化中心,它既是博物馆,又是创作中心,其中并列着造型艺术、电影、书籍和视听艺术”,根据他的构想进行国际招标,最后是伦佐·皮亚诺和理查德·罗杰斯合作的设计方案中标.他们的设计标新立异,在历史气息浓厚的巴黎中心区建造一个大的“炼油厂”,以展示新的国际性的艺术、文化的包容和交流.
巴黎蓬皮杜艺术中心为了取得开放的灵活的大众空间,显现出建筑的基本骨架,并将建筑的交通和设备系统外置,以取得更多的自由.随之而来的是许多技术上的问题.因为莱斯在先前的悉尼歌剧院工作经验,给蓬皮杜艺术中心提出了许多结构上的规划,规避了一些技术上的难题.
蓬皮杜艺术中心最吸引人的地方在于其中每一层都是完整的、自由的空间,其中没有柱子.为了实现大的的自由的内部空间,皮亚诺和莱斯选择了大跨度的桁架结构.蓬皮杜艺术中心被明确地划分为中部的桁架大量和两侧以结构柱为支点双向出挑的盖贝尔悬臂连续梁这两个部分.桁架大梁的跨度为44.8m,盖贝尔梁向外悬挑长度为6m,向内悬挑1.6m作为桁架大梁的支点,同时具有围护和分割功能的幕墙也在此设置交接处.悬臂连续梁与结构柱之间的连接采用了插销连接的方式,这样不仅便于装配时的定位调节,同时也缓解了由温度变化所造成的附加应力的影响.
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同时结构的设计对空间划分也有影响.中央大的“被服务”区域和两边小的“服务”空间在空间和功能上有巨大的区别,在结构上也有很大的区别.“被服务”区域是由桁架大梁支撑之下形成的通透灵活的大空间,“服务”空间被层层出挑的盖贝尔梁和竖向的钢管柱所限定,不仅满足了结构上的要求,同时给人以不同的空间感觉.
他们选用了钢作为主要的构造材料,原因是其良好的品质性能,和整个钢结构的明快清晰的印象.当时,法国钢铁制造商以原设计的双重钢梁可能倒塌为理由而拒绝与之合作,而设计小组的作法也颇让法国人吃惊：他们选用了德国制造商的钢梁,趁着夜色偷偷运进去.
蓬皮杜艺术中心的艺术性和结构性的融合在于,支撑结构区分明确并毫无隐蔽地、清晰地表现在大众面前所取得的简单有力的效果,空间划分与结构的关联和统一.这是在建筑中更多地注重了并有效地结合了工艺、技术的所取得的成功.
大阪关西国际机场航站楼
关西国际机场坐落于大阪海湾一个专门修建的人工岛上,1994年建成后成为了日本的新大门.航站楼登机翼楼长1.7km,可能是已有的建筑中最长的“房间”.虽然这个“房间”很大,却又功能明确、交通便利、景观突出；而航站楼的外部更加是夺人眼球,似波浪的流线型屋顶与大海相得益彰,在阳光下灿灿生光,像是海鸥、像是波浪,引人无限遐想.关西国际机场航站楼的设计任务是空前艰巨的,因为其巨大的规模、创新的外形、有力的结构、富有层次的空间、复杂的功能和人工岛的台风以及不稳定的沉降.以皮亚诺、莱斯为主的设计小组优秀地完成了这个任务,在这个设计中更引入了新的计算机技术,关西国际机场也是皮亚诺工作室设计的顶峰.
关西国际机场的建设是在1988年开始的,而在此之前,进行了长达5年的人工岛的建设.因人工岛的条件差,在填土之前,使用砂井排水法把软弱淤泥里的水压榨出去并进行加固和压实.修建人工岛的过程中,附近有三座山被夷为平地,当建筑物开始建造的时候,人工岛仍然在沉降,加上台风、地震活动和浪潮的影响,都为工程的进行增加了困难和阻力.
经过实地考察,建筑现场层叠不息的波浪、水面的阳光闪耀和随风漂浮的云彩给设计小组留下了深刻的印象,对关西国际机场外部和结构轻盈的要求由此而来.皮亚诺本能地反应,岛屿顶部辽阔而平坦,仅有遥远的山脉将地平线和天空分开,作出正确的响应的必须是一些巨大无比的、类似形的单元.它们既是表面上看起来像地形一样的事物,更是能快速辨认的特征,而且有与远处山脉不同曲度的对照.
通过实验,确定了屋顶不是单一的覆盖,是单向曲面（航站楼）和超环形双向弯曲面（登机楼）两者天衣无缝的结合.要将登机翼楼的双向曲面同主航站楼的单向曲面统一一起存在许多难以处理的问题：登机翼楼的所有结构肋杆都有不同角度的倾斜,像是从同一个中心发出,从而构成了超环面；与之不同的是单向环面则是相同曲度的结构肋杆的重复,两者拼接起来有巨大是一个巨大的难题.最终的解决方法是,主航站楼的屋顶继续由不同半径圆柱体的部分几何形成,而主航站楼前面的登机翼楼的中央部分界面保持不变,位于两侧的部分保留双曲面向外延伸.[1]这样高度统一和结合的桁架也营造出一种与其艺术形式相符合的柔和、轻盈的感觉.
这种独特的结构还有一个作用在于方向的引导.结合使用透明和空间之间完全开放和流动的序列,能使旅客看到自己是在走向还是远离飞机,迅速地确定自己的方向.沿途经过一根根逐渐变细的肋杆,能产生明显的方向感,这也是结构设计中的巧妙之处——利用结构引导人群穿过空间.
在关西国际机场航站楼的设计中,结构发挥出了超于支撑的作用.在这里,结构不仅仅是技术的支持,结构更塑造了完美的建筑外形,还发挥了引导、区分空间的功能.
结语
纵观皮亚诺与莱斯所设计的建筑物,往往都很注重结构,结构所起的建筑作用远远不止将建筑竖立起来那么简单,将有代表性的结构暴露出来就能为建筑物形成一种新的特征.由此也可以看出,对环境、材料的分析和理解,对技术的掌握和合理运用,是完成建筑的外观、结构和功能高度合一的必经道路.皮亚诺与莱斯建筑工作室的许多设计,只要把单个结构组件拿出来,都能分辨出它属于哪一个建筑,这也正是皮亚诺工作室建筑的特点和魅力——将结构作为彰显建筑艺术特色的一部分,技术与艺术的高度融合已经成为了建筑不可磨灭的标志,或者说正是这种结构和技术成就了建筑的艺术性.
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（作者单位：北京林业大学园林学院）
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