作者：邵剑波
江南大学学报：人文社科版 2005年01期
建筑形式的问题一直受到建筑界乃至社会多方面的关注，对建筑形式的研究也不计其数，但建筑空间是由实际的物质形态构成的，建筑空间和建筑形式在满足人们特定的使用要求和人的心理感受的需求的同时，还应该考虑到材料、结构等技术因素。在科学技术飞速发展的今天，新材料的大量涌现、结构体系的不断更新，使得建筑师手中有了更多的法宝和利器，如何充分地利用它、驾驭它去创造更新、更美、更宜人的建筑形式和空间是每一个建筑师的梦想，也是责任。现实中，如火如荼的建筑市场为中国建筑师提供了世界上最大的舞台，却很少能出现既在艺术上有上佳表现又与技术完美结合的设计作品来，笔者试就此现象从建筑形式与结构技术的角度加以探讨。
一、建筑的形式语言
建筑艺术与其他艺术形式之间一个明显的不同点在于建筑是一门综合性很强的艺术，人们不但会身处建筑之外、也会置身于建筑之中来感受、鉴赏它的魅力。建筑会展示完美的造型和独特的风格，建筑可以积淀历史的沧桑，建筑是浓缩的社会，建筑更是传统文化的延续。一个好的建筑作品包含了多种信息，让人欣赏玩味。建筑是可以解释、可以被理解的。[1](P6)
建筑艺术中最吸引人们视线的应该是建筑的形式美，建筑的形式美是一个十分古老的话题，从古希腊时代开始，建筑学家和美术家们就一直在探索形式美的规律和原则，两千多年前维特鲁威的《建筑十书》就已经对均衡、对比、韵律、比例、尺度等构图手法作了阐述。
形式要素中最基本的要素可归纳为点、线、面、体四种。点是位置概念的形，能集中视线，它的周围必须有一定尺度的范围，宽阔的环境有利于点的个性表达，单个或多个重复的点元素可以调整空间的尺度并丰富空间的形态。线是长度概念的形，它具有方向性和联系性，各种线条的有机组合和空间排列能构成千变万化的形态，不断重复排列的线能产生一种虚面的感觉。面和体是立体形态的二维和三维表达方式，它们的空间存在和组合方式可以构成各种形式的内外空间和别具风格的造型，同时，体相对于面更具有体量感和重量感。各种形式要素需要通过建筑师匠心独运的构思和组合才能创造出各种完美的形式。
二、结构体系与建筑形式
人们早已认识到技术和艺术是构架建筑学科的两大支柱，建筑具有本质上的构筑性，所以它部分内在的表现力与它结构的具体形式是分不开的。建造技术的地域差别就直接反映在了建筑的形式上，回顾一下历史，我们不难发现建筑每一次的发展与跨越都有其复杂的社会背景，其中十分重要的一点就是建筑技术的进步。作为建筑的承载骨架，结构体系运用各种构件的组合来展示技术之美，结构构件除了具备应有的结构功能之外还能从美观的角度进行造型改造和优化，同时也为建筑的创作提供了一种无穷无尽的灵感和源泉。
无论是建筑的外表还是室内的界面，不断重复排列的线条能产生具备条理性和连续性为特征的美的形式。杆系结构中，钢筋混凝土梁、柱、墙的组合所产生的线条表达的是一种连续的韵律美；拱结构作为传统的大跨结构形式，在得到现代结构技术的有力支持下它表现的是活泼而富有运动感的起伏韵律；桁架结构的弦杆和腹杆按力学规律交织、穿插，显隐之间相互制约，表现出一种有组织变化的交错韵律；悬索结构中辐射式悬索或交叉网状悬索在营造室内空间时悬索所呈现的有序的宽窄变化、疏密变化又恰好符合渐变韵律的形式特点。
线条在三维空间中连续地运动构成了空间形态要素之一面，完整的、简洁的几何形状总可以引起人的美感。贝壳无疑是大自然创造出的最精美的有机造型之一。在蓝天白云下，大跨度薄壳屋顶的视觉形象是轻盈、飘浮和灵动的，能给人以丰富的想象，唤起人们一种浪漫情绪。技术的进步、新材料的发明和使用也在形式上不断赋予建筑新的美感，在薄壳结构方面，球壳、圆柱面壳、双曲鞍形扁壳、折板薄壳以及各种薄膜结构在建筑设计中的运用不仅仅是简单的空间形象的创造，同时赋予建筑的还是一种数学的、力学的美感。
三、结构技术优化与建筑形式美
工业革命以来，各个领域的劳动分工和专业化都越来越清晰，本来有米开朗基罗或高迪这样的大师统管的营建活动，逐渐分为建筑学和工程学两大专业。应该说，这种分工是符合社会经济发展要求的。随着学科的发展，在充分利用技术的进步不断推进建筑的发展的同时，应该开始重新思考两者之间关系。这种思考所包含的不仅是单纯的设计思想或技术水平，还有对于这两者之间关系的创造性的思考。
意大利建筑师皮埃尔·奈尔维(Pier Luigi Nervi,1891-1979)具有把工程结构转化为美丽的建筑形式的卓越本领。他认识了钢筋混凝土在创造新形状和空间量度方面的潜力。他在罗马小体育宫（见图1）的设计中大胆而富有想象力，罗马小体育宫是为1960年在罗马举行的第17届奥运会修建的，平面呈圆形，可容纳观众5000人。小体育宫优美的球顶天花著称于世。它是一个建筑设计、结构设计和施工技术巧妙结合的优秀艺术品。球顶用钢丝网水泥预制的菱形槽板拼装而成，槽板之间用钢筋整浇出肋形，上面再浇一层混凝土，形成一个整体兼作防水层。预制槽板的大小是根据建筑尺度、结构要求和施工机具的起吊能力决定的。一条条拱肋交错形成精美的图案，如盛开的秋菊，素雅高洁。球顶边缘的支点很小，丫形斜撑上部又逐渐收细，颜色浅淡，再加上对应各支点间悬挂在球顶上的深色吊灯的对比作用，使球顶好像悬浮在空中（见图2）。如此独特的意境令人赞叹，难怪奈尔维被称作“钢筋混凝土诗人”。不仅如此，在广泛应用的楼盖梁板体系中，奈尔维也会运用其独特的结构构思，按照荷载传递的路线和应力分布规律，做成以柱子为中心向外发散和环形围绕的梁板结构，受力比普通的正交梁板体系更合理，其图案分外美观动人，将生硬呆板的梁板结构变成充满自然生态气息的具有高度技术美学的艺术作品（见图3）。更令人称绝的是，为了适应紧迫的建设工期，在适应快速装配的钢结构中也同样地体现他精妙的结构构思，如都灵的劳动宫（见图4）。[2](P10)
图1 罗马小体育宫外观
Fig.1 Facade of Palazze to Dello sport at Rome
图2 罗马小体育宫天花
Fig.2 Ceiling of Palazze 10 Dello Sport at Rome
图3 盖地羊毛工厂
Fig.3 Wool mill at Cartiere
图4 都灵劳动宫
Fig.4 Turin Labor Palace
无独有偶，来自西班牙的当代大师圣地亚哥·卡拉特拉瓦(Santiago Calatrava)同样为我们展现了“当代建筑艺术的诗篇”。卡拉特拉瓦从工艺美校学生到技术科学博士的特殊学历使得他能够进行跨越美术、建筑艺术、工程技术等领域，将技术与艺术融为一体的理念作了全新的诠释。他以其渊博的学识与创造性的处理手法将建筑、雕塑与结构技术完美地结合在一起。人们在领略其作品强烈的视觉冲击的同时开始对建筑的本质进行新的思考。比如他设计的里斯本东方火车站，一扫传统钢结构构件冷漠、机械、呆滞的印象，给我们一种全新的体验，用钢和玻璃制成棕榈树按17m柱网排列，给人以强烈的视觉冲击力的同时，仿佛你面对的不是建筑而是一件精美的雕塑（见图5）。
图5 东方火车站站台
Fig.5 Platform of rlente Station
卡拉特拉瓦与任何一个建筑师相比，更加深刻地认识到动态的、流畅的造型与当今人们心理需求之间的某种契合。他在桥梁设计中将这点发挥得淋漓尽致。我们常见的斜拉桥基本上都采用拉索对称布置的形式，而卡拉特拉瓦在阿拉米罗大桥（见图6）的设计中创造了一种全新的斜拉桥形式，将桥塔倾斜成一定的角度，利用桥塔的垂直分力来平衡拉索。当你站在赫洛尼莫河畔，凝视着这座桥长200m、塔高142m的斜拉桥时，一定会为设计者的天才设想所折服。如果说卡拉特拉瓦赋予阿拉米罗大桥的是一种动态平衡之美，那他在毕尔巴鄂市沃兰汀步行桥（见图7）的设计中则表现的是一种流畅感，尽管这是一座规模不大的小桥，但它倾斜的钢拱和构思精巧的拉索，会在凭借常识作出判断的人们的心理上引起极大的震撼，觉得是完成了一项不可能完成的任务。当你再在路上看到那种敦实、笨拙的人行天桥时便会感到索然无味，这种艺术表现力与理性的完美结合正是许多建筑师们苦苦追求的。
图6 阿拉米罗斜拉桥
Fig.6 Alameda Bridge
图7 沃尘汀步行桥
Fig.7 Campo Volanti Footbridge
四、结语
技术的发展已远远超出了人们原先的概念。技术对于建筑形式的影响也越来越深入。诚如托马斯·史密特所说建筑首先和思维发生关系，然后才和绘图有关。[3](P79)建筑师树立科学、全面的技术价值观，对技术重新充满信心，建筑教育也不再陷入令人无奈的“重艺轻技”的尴尬局面，这样对于正确、有效地应用建筑技术、充分发挥技术的内在潜力是至关重要的，建筑师对于技术的高度理解与驾御将成为形式美学与视觉艺术发展的新的动力与来源。事实上，任何一门学科都不可能游离于人类文明的发展之外而孤立地存在，建筑亦是如此。科学技术的整体进步已经并且正在从各个方面渗透其间，其带给我们的应该是更广泛的思考。
作者介绍：邵剑波，浙江宁波人，江南大学设计学院高级工程师。（江苏 无锡 214063）
作者：邵剑波
江南大学学报：人文社科版 2005年01期
建筑形式的问题一直受到建筑界乃至社会多方面的关注，对建筑形式的研究也不计其数，但建筑空间是由实际的物质形态构成的，建筑空间和建筑形式在满足人们特定的使用要求和人的心理感受的需求的同时，还应该考虑到材料、结构等技术因素。在科学技术飞速发展的今天，新材料的大量涌现、结构体系的不断更新，使得建筑师手中有了更多的法宝和利器，如何充分地利用它、驾驭它去创造更新、更美、更宜人的建筑形式和空间是每一个建筑师的梦想，也是责任。现实中，如火如荼的建筑市场为中国建筑师提供了世界上最大的舞台，却很少能出现既在艺术上有上佳表现又与技术完美结合的设计作品来，笔者试就此现象从建筑形式与结构技术的角度加以探讨。
一、建筑的形式语言
建筑艺术与其他艺术形式之间一个明显的不同点在于建筑是一门综合性很强的艺术，人们不但会身处建筑之外、也会置身于建筑之中来感受、鉴赏它的魅力。建筑会展示完美的造型和独特的风格，建筑可以积淀历史的沧桑，建筑是浓缩的社会，建筑更是传统文化的延续。一个好的建筑作品包含了多种信息，让人欣赏玩味。建筑是可以解释、可以被理解的。[1](P6)
建筑艺术中最吸引人们视线的应该是建筑的形式美，建筑的形式美是一个十分古老的话题，从古希腊时代开始，建筑学家和美术家们就一直在探索形式美的规律和原则，两千多年前维特鲁威的《建筑十书》就已经对均衡、对比、韵律、比例、尺度等构图手法作了阐述。
形式要素中最基本的要素可归纳为点、线、面、体四种。点是位置概念的形，能集中视线，它的周围必须有一定尺度的范围，宽阔的环境有利于点的个性表达，单个或多个重复的点元素可以调整空间的尺度并丰富空间的形态。线是长度概念的形，它具有方向性和联系性，各种线条的有机组合和空间排列能构成千变万化的形态，不断重复排列的线能产生一种虚面的感觉。面和体是立体形态的二维和三维表达方式，它们的空间存在和组合方式可以构成各种形式的内外空间和别具风格的造型，同时，体相对于面更具有体量感和重量感。各种形式要素需要通过建筑师匠心独运的构思和组合才能创造出各种完美的形式。
二、结构体系与建筑形式
人们早已认识到技术和艺术是构架建筑学科的两大支柱，建筑具有本质上的构筑性，所以它部分内在的表现力与它结构的具体形式是分不开的。建造技术的地域差别就直接反映在了建筑的形式上，回顾一下历史，我们不难发现建筑每一次的发展与跨越都有其复杂的社会背景，其中十分重要的一点就是建筑技术的进步。作为建筑的承载骨架，结构体系运用各种构件的组合来展示技术之美，结构构件除了具备应有的结构功能之外还能从美观的角度进行造型改造和优化，同时也为建筑的创作提供了一种无穷无尽的灵感和源泉。
无论是建筑的外表还是室内的界面，不断重复排列的线条能产生具备条理性和连续性为特征的美的形式。杆系结构中，钢筋混凝土梁、柱、墙的组合所产生的线条表达的是一种连续的韵律美；拱结构作为传统的大跨结构形式，在得到现代结构技术的有力支持下它表现的是活泼而富有运动感的起伏韵律；桁架结构的弦杆和腹杆按力学规律交织、穿插，显隐之间相互制约，表现出一种有组织变化的交错韵律；悬索结构中辐射式悬索或交叉网状悬索在营造室内空间时悬索所呈现的有序的宽窄变化、疏密变化又恰好符合渐变韵律的形式特点。
线条在三维空间中连续地运动构成了空间形态要素之一面，完整的、简洁的几何形状总可以引起人的美感。贝壳无疑是大自然创造出的最精美的有机造型之一。在蓝天白云下，大跨度薄壳屋顶的视觉形象是轻盈、飘浮和灵动的，能给人以丰富的想象，唤起人们一种浪漫情绪。技术的进步、新材料的发明和使用也在形式上不断赋予建筑新的美感，在薄壳结构方面，球壳、圆柱面壳、双曲鞍形扁壳、折板薄壳以及各种薄膜结构在建筑设计中的运用不仅仅是简单的空间形象的创造，同时赋予建筑的还是一种数学的、力学的美感。
三、结构技术优化与建筑形式美
工业革命以来，各个领域的劳动分工和专业化都越来越清晰，本来有米开朗基罗或高迪这样的大师统管的营建活动，逐渐分为建筑学和工程学两大专业。应该说，这种分工是符合社会经济发展要求的。随着学科的发展，在充分利用技术的进步不断推进建筑的发展的同时，应该开始重新思考两者之间关系。这种思考所包含的不仅是单纯的设计思想或技术水平，还有对于这两者之间关系的创造性的思考。
意大利建筑师皮埃尔·奈尔维(Pier Luigi Nervi,1891-1979)具有把工程结构转化为美丽的建筑形式的卓越本领。他认识了钢筋混凝土在创造新形状和空间量度方面的潜力。他在罗马小体育宫（见图1）的设计中大胆而富有想象力，罗马小体育宫是为1960年在罗马举行的第17届奥运会修建的，平面呈圆形，可容纳观众5000人。小体育宫优美的球顶天花著称于世。它是一个建筑设计、结构设计和施工技术巧妙结合的优秀艺术品。球顶用钢丝网水泥预制的菱形槽板拼装而成，槽板之间用钢筋整浇出肋形，上面再浇一层混凝土，形成一个整体兼作防水层。预制槽板的大小是根据建筑尺度、结构要求和施工机具的起吊能力决定的。一条条拱肋交错形成精美的图案，如盛开的秋菊，素雅高洁。球顶边缘的支点很小，丫形斜撑上部又逐渐收细，颜色浅淡，再加上对应各支点间悬挂在球顶上的深色吊灯的对比作用，使球顶好像悬浮在空中（见图2）。如此独特的意境令人赞叹，难怪奈尔维被称作“钢筋混凝土诗人”。不仅如此，在广泛应用的楼盖梁板体系中，奈尔维也会运用其独特的结构构思，按照荷载传递的路线和应力分布规律，做成以柱子为中心向外发散和环形围绕的梁板结构，受力比普通的正交梁板体系更合理，其图案分外美观动人，将生硬呆板的梁板结构变成充满自然生态气息的具有高度技术美学的艺术作品（见图3）。更令人称绝的是，为了适应紧迫的建设工期，在适应快速装配的钢结构中也同样地体现他精妙的结构构思，如都灵的劳动宫（见图4）。[2](P10)
图1 罗马小体育宫外观
Fig.1 Facade of Palazze to Dello sport at Rome
图2 罗马小体育宫天花
Fig.2 Ceiling of Palazze 10 Dello Sport at Rome
图3 盖地羊毛工厂
Fig.3 Wool mill at Cartiere
图4 都灵劳动宫
Fig.4 Turin Labor Palace
无独有偶，来自西班牙的当代大师圣地亚哥·卡拉特拉瓦(Santiago Calatrava)同样为我们展现了“当代建筑艺术的诗篇”。卡拉特拉瓦从工艺美校学生到技术科学博士的特殊学历使得他能够进行跨越美术、建筑艺术、工程技术等领域，将技术与艺术融为一体的理念作了全新的诠释。他以其渊博的学识与创造性的处理手法将建筑、雕塑与结构技术完美地结合在一起。人们在领略其作品强烈的视觉冲击的同时开始对建筑的本质进行新的思考。比如他设计的里斯本东方火车站，一扫传统钢结构构件冷漠、机械、呆滞的印象，给我们一种全新的体验，用钢和玻璃制成棕榈树按17m柱网排列，给人以强烈的视觉冲击力的同时，仿佛你面对的不是建筑而是一件精美的雕塑（见图5）。
图5 东方火车站站台
Fig.5 Platform of rlente Station
卡拉特拉瓦与任何一个建筑师相比，更加深刻地认识到动态的、流畅的造型与当今人们心理需求之间的某种契合。他在桥梁设计中将这点发挥得淋漓尽致。我们常见的斜拉桥基本上都采用拉索对称布置的形式，而卡拉特拉瓦在阿拉米罗大桥（见图6）的设计中创造了一种全新的斜拉桥形式，将桥塔倾斜成一定的角度，利用桥塔的垂直分力来平衡拉索。当你站在赫洛尼莫河畔，凝视着这座桥长200m、塔高142m的斜拉桥时，一定会为设计者的天才设想所折服。如果说卡拉特拉瓦赋予阿拉米罗大桥的是一种动态平衡之美，那他在毕尔巴鄂市沃兰汀步行桥（见图7）的设计中则表现的是一种流畅感，尽管这是一座规模不大的小桥，但它倾斜的钢拱和构思精巧的拉索，会在凭借常识作出判断的人们的心理上引起极大的震撼，觉得是完成了一项不可能完成的任务。当你再在路上看到那种敦实、笨拙的人行天桥时便会感到索然无味，这种艺术表现力与理性的完美结合正是许多建筑师们苦苦追求的。
图6 阿拉米罗斜拉桥
Fig.6 Alameda Bridge
图7 沃尘汀步行桥
Fig.7 Campo Volanti Footbridge
四、结语
技术的发展已远远超出了人们原先的概念。技术对于建筑形式的影响也越来越深入。诚如托马斯·史密特所说建筑首先和思维发生关系，然后才和绘图有关。[3](P79)建筑师树立科学、全面的技术价值观，对技术重新充满信心，建筑教育也不再陷入令人无奈的“重艺轻技”的尴尬局面，这样对于正确、有效地应用建筑技术、充分发挥技术的内在潜力是至关重要的，建筑师对于技术的高度理解与驾御将成为形式美学与视觉艺术发展的新的动力与来源。事实上，任何一门学科都不可能游离于人类文明的发展之外而孤立地存在，建筑亦是如此。科学技术的整体进步已经并且正在从各个方面渗透其间，其带给我们的应该是更广泛的思考。
作者介绍：邵剑波，浙江宁波人，江南大学设计学院高级工程师。（江苏 无锡 214063）