第一章 建筑要素

建筑在其历史之初便存在一个三重问题或目标：宽敞、坚固又满足艺术感。每个问题均有其自身的可能性和困难，根植于自然条件和人类普遍特征，因此在一定程度上保持不变。作为对建筑问题各种历史解决方案研究的初级读物，这些不变因素值得简要论述。

大多数建筑之所以产生，当然是因为人们需要一个可以遮风挡雨的封闭空间。这是一个四面由墙包围的有屋顶且需要一些具有实用价值的要素——门、窗、烟囱的事物。除最原始建筑外的几乎所有建筑物内部都必有隔断，将不同用途的房间隔开，并根据各房间大小和关系决定其用途。当这些房间数量较多或者占据多个楼层时，满足屋内照明以及确保房间之间的连通问题变得极为复杂。为确保整个室内光线充足，建筑整体必须保持相对较薄，或者房间必须围绕在面积或大或小的内院周围。在原始建筑中，不同房间和庭院的功能可能没有严格划分，要前往具有某种用途的房间可能需要穿过多个具有其他用途的房间。在更高级的建筑中，各房间功能变得专门化，并创建了一类独特的连通要素。考虑到保护各房间的隐私，人们开始设计走廊和楼梯井作为通道，后来又隔出了专用于接待陌生人和提供服务的房间。

如同此类房间功能复杂一样，影响便利性和外观的建筑几何结构也发生了变化。平面图要素——房间和庭院的形状可能极其不规则且为并列，忽视了它们之间的相互关系或由此产生的整体轮廓。在其他地方，此类要素呈矩形，轮廓呈现出具特定规则的几何形状，且要素之间通过几条轴线得以连通。在较高级建筑结构中主要元素分布在一条对称轴上，或拥有两个或更多形成直角的对称轴。更高级的建筑中可能出现多条短轴，与主轴相关联并共同形成复杂有序的系统。此类设计可供人们对所有组成部分有清晰的了解，在头脑中对建筑格局有整体把握，否则，整个结构可能只是一个混乱的迷宫。

建成封闭空间抵抗各种崩解力最重要的是牢固的墙体。在最简单的建筑形式中，墙体是否坚固，在于其上方的重量是否会压挤或压碎下方的材料或是否将其从侧面推出。可以通过加厚墙壁来扩大受压面，直至达到足够安全为止。若是地基下的土壤具有可压缩性，同样至关重要的是，各处压力都应与土壤的承载力相适应，否则会导致不均匀的沉降和裂缝。在所有墙壁或墙墩中，底部石材明显比顶部石材更能承重，因此通过偶尔增加厚度或利用恒定斜坡使底部墙壁厚于顶部墙壁才符合逻辑，且往往是现实需要。所允许的安全度范围通常较大，因此除极高的墙壁外，仅材料本身的重量实际上并不需要设计斜坡，且无论考虑实用性或艺术性，都不会优先考虑斜坡。因此，更常见的情况是，仅在必须支撑集中重量处如地板处，才会有厚度增加的垂直表面。另一种增加厚度的情况是将抗压强度较大的材料置于较弱的材料上时，如将一层切割好的石头置于碎石基底或普通土壤上的基础墙上。此类情况通常也是在地板水平面、不同材料的交界处以及地基处存在和形成水平线脚的原因，而这些地方则被称为束带层或带状层。

一系列独立支撑物，即圆柱体或其他形式的墙墩可代替连续的墙体。在柱体的数量超过墙的数量时，通常我们会发现圆柱直径向下逐渐增大或向上逐渐减小。此处同样常见的还有过渡构件、支撑上方载荷的柱头以及将重量分散在下部结构上的底座。

在墙壁中或在独立的支撑物之间开一处开口时会出现新问题。仅在其端部支撑的横梁或过梁中，重力作用不仅在承载支撑件的部分上产生挤压趋势，并且必须大到足以抵抗这种作用，而且还会产生恰好在支撑件停止点剪切横梁的趋势，以及弯曲并最终在中跨折断横梁的趋势。面对这两种趋势，具有晶体或颗粒状结构的石材仅可提供相对于其重量而言极为微弱的抵抗力。断裂趋势的增速比开口的长度变化快得多，获取更大石块的难度和成本同样急剧增加。因此，人们使用石过梁时很少将其用于跨度超过10英尺的间隔，24英尺已经是极端情况。相反，木材轻便和纤维性的特质使其非常适合跨越长距离，前提是上方的重量在一定范围内。现代，钢铁让以相对较低的成本制造出强度和跨度极大的横梁成为可能。

在用砖石砌出宽阔开口或在仅有小石块、砖块可自由使用的情况下，必须采用某种形式的拱，与此同时还出现了新崩解要素——水平推力。拱的基本形式是突拱，建在平砌层上，各在下面的砌层前面突出些许，最后在洞口中心会合。真拱与突拱的不同之处在于其连接处的线条呈放射状，原则上由称为拱石的楔形块组成，拱可以呈半圆形、椭圆形或尖形，比例或高或低。拱顶的重量倾向于用力将两侧分开，这种力相对而言在宽而低的拱中比在高而窄的拱中更大。拱两侧需紧靠大量泥土或砖石，通过其他拱的反推力来达到平衡，若是不采用这些方法，也可使用拉杆进行连接。在连续拱廊中或一系列靠在墙墩、柱子上的拱中，推力互相抵消，仅在所有中间支撑件上产生垂直压力。因此，仅需在两端设巨大的拱座，而居间的墙墩可建得更为细长。

屋顶覆盖了由墙壁封闭的空间，受气候、材料和下方形状的影响呈现出多种形式。只有在无雨气候下，屋顶才会非常平坦，接缝才能穿透屋顶而无须任何重叠保护。在所有其他条件下，必须有一个或大或小的斜坡来带走雨水或融雪。若是使用像黏土、焦油或焊接金属这样不透水的连续性覆盖材料，使得斜坡坡度不甚明显，屋顶仍可形成一个相当平坦的平台。若覆盖材料是小型的重叠块，例如，屋顶瓦、石板或瓷砖，则为确保水可流出，屋顶必须有明显的倾斜度。在积雪很深的地方，屋顶必须足够坚固以支撑更大重量，或足够陡峭以在雪堆积产生危险前让雪掉落。气候温和的南方屋顶平坦，而北方的屋顶则陡峭，这一说法显然过于笼统。在大多数情况下，气候这一因素的重要程度低于覆盖材料。屋顶形式也可能受到覆盖区域形状的影响，或者相反，屋顶形式一旦采用，可能会决定平面图的布置。倾斜或斜面屋顶要求建筑相对狭窄和统一，前提是屋脊不提升过高以免浪费，形式也无须过度复杂。平屋顶则不会影响建筑物的形状和大小。无论哪种情况，在屋顶和墙壁的交接处进行特殊处理，其中既有现实的原因，也考虑了艺术效果，屋顶为平屋顶时，需要与胸齐高的护墙；屋顶为斜面屋顶时，需要挑檐来支撑檐槽或保持来自屋檐的滴水不接触墙壁。

屋顶的支撑件及其内部形式又提出了另一个问题。若是建筑物宽度较小，则横梁可直接从一面墙跨到另一面墙，或者搁在墙上的两组斜椽可在屋脊处相连接。若是宽度较大，则必须有中间支撑件、木桁架或金属构件，从而在大跨度范围内支撑良好；否则，必须用拱形砌筑的拱顶来代替上述构件。拱顶的优势在于防火，但它具有水平推力，因而需要合适的拱座。连续的半球形或半圆柱形拱顶——圆屋顶或筒形拱顶——必须有连续的厚壁支撑。但由相交表面或搁置拱组成的拱顶，推力可能集中在几个点上，在这些点推力可能会更有效地被墙壁或凸出的扶壁抵消。有时建筑只有单层覆盖物：横梁和桁架的屋顶结构在室内，或者拱顶的形状直接在室外呈现。但为使室外和室内覆盖层发挥各自功能，通常需要较大的自由度。因此，天花板可安装在屋顶梁下方，也可安装在拱顶上方的独立屋顶上。

随着对强度和实用性的渴望，人们也开始有意识地追求艺术效果。即使在最实用的建筑中，在选择材料或形式时也有一定的选择余地，因此不可避免地会存在一些有意或无意的艺术偏好。正是此类表达的总和，部分是有意识偏好，部分是传统用法，部分是自然条件和实际需要，这些构成了建筑结构的艺术特征。

人们如此表达的艺术理念的种类繁多，可以是明确表达为实现实际功能对建筑结构的调整、其各部分的用途和关系，可以是强调特定特征：宗教性、公共性、军事性或是纪念性。环境的性质也可能在设计形式中有所体现。建筑物的大小或“规模”可通过特征来明确，其大小与所用材料或人形雕塑有着必要联系。对材料本身的处理可能会使其颜色、质地或纹理展示出各样的特征，还可以揭示结构系统的原理，每处细节的存在理由也会变得显而易见。最后是纯粹形式的理念，仅用大小、形状、颜色和明暗来表达。建筑与绘画、雕塑领域都有纯形式这一说法。但在建筑领域，形式不具代表性，而具有抽象的几何性，此外，它还具有其他艺术所缺乏的可能性。这种可能性是创造室内空间形式的可能性，观察者位于其中。在所有此类建筑表达及其相互关系中，可能或多或少地存在着一定程度的一致性、协调性和趣味性。某些表达甚至与其他表达不兼容，因此每个建筑中的每次表达融合均会以牺牲许多其他表达为代价，因而也算得上是一种独特的创造。

但在一定的周期或区域内，许多要素仍保持不变。某些材料或建筑系统的使用可能会由地质构造、气候条件或居民隔离所决定。即使这类限制很少，习俗的力量也仍存在，使多种起源不同的建筑特征和方法继续延续下去。更古老的文明和邻近文明的影响也常常会在一定方向上稳步地发挥作用。因此，在表达艺术直觉时，同一个时代、同一个地区的人拥有共同的形式词汇，往往会说一种共同的建筑语言，如同他们说着通用语言一样。我们谈及历史建筑风格时所指的正是此类建筑语言，在每个国家、省份和每一代人中均有所不同。