建造——科学还是艺术（下）
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前一篇建造——科学还是艺术？（上）大概的回顾了一下建造的发展史，简要的概括了Nervi和历史的关系。这一期我们着重聊一下Nervi本身的作品和理念以及钢筋混凝土和建造系统。
Pier Luigi Nervi (1891-1979)
1891年Nervi出生于意大利北部靠近瑞士边境的小镇Sondrio，1913年从米兰理工大学土木工程系毕业之后进入当时的导师Attilio Muggia的公司工作，由于Muggia是当时Hennebique钢筋混凝土专利给予意大利中部的唯一授权方，Nervi便在混凝土刚进入意大利时期就开始接触这种新材料，开启了他对于钢筋混凝土一辈子的研究和创新。十年后和表兄Rodolfo Nebbiosi在罗马一起创办了Ing. Nervi&Nebbriosi建造公司，其中代表作为佛罗伦萨的 “Artemio Franchi” 市立足球场。而后的32年创办了 “Ingg. Nervi&Bartoli” 建造公司，60年代初在出版了3本巨作之后和三个儿子一起创办了不同于先前建造公司的建筑工作室Studio Nervi。
二战前期法西斯墨索里尼宣布实行封闭经济，特别是在1935年入侵埃塞俄比亚以及随后的贸易禁运后，意大利经济实施自给自足制度，被禁止国际军事材料的贸易只靠本国的生产最大程度上限制了钢材料民用化，与此同时国家禁止钢筋混凝土这一外来发明的使用（钢筋和木制模板均通过进口）。一方面政策限制了Nervi对于自己最熟悉的建筑材料--钢筋混凝土的运用，而另一方面则孕育了其对于新系统和技术的思考和实验，发明了Nervi系统，如结构预制，钢筋网混凝土，菱形模壳，弧形拱石等建造专利。
意大利封闭经济时期发布的鼓励本国钢制造的宣传海报
Nervi一生发明了四十来余专利，每一项对于混凝土的运用都是一次突破和创新，主要的几个专利构成了Nervi建造的特点--Nervi系统，其中包括：
1939 n. 377969 prefabbricazione strutturale 装配式混凝土结构（预制结构）
1943 n. 429331 ferrocemento 钢筋网水泥
1949 n. 455678 solaio a nervature isostatiche 等静肋楼板
1950 n. 465363 tavellone romboidale 菱形模壳
装配式混凝土结构
钢筋网水泥
等静肋楼板
菱形模壳
早期钢筋混凝土的运用
在最早期的佛罗伦萨市立足球场的作品里就已经显现Nervi对于项目预算和工期的控制能力，每个座位花费仅55里拉（8.28欧元）。尽管这个时候还没有出现Nervi最经典的预制结构系统，但平面的布局和外露结构的主次关系已经非常明确，24排带17米悬挑（看台遮阳结构）的桁架结构由作为台阶的横梁连接；自主承重的螺旋梯由一条带状主梁承受3米宽的悬挑台阶，对称的次梁作辅对抗其形成的力矩，组成一个超静力结构。在完成结构极简化的同时也凸显了其优雅和有力的线条感。
足球场外立面和马拉多纳塔
看台上的遮阳棚和桁架结构是一体的
24排桁架结构
观众通过螺旋楼梯由顶层进入看台坐席
施工繁琐的螺旋楼梯，承重能力，钢筋的摆放数量和位置只能靠经验决定
桁架结构和螺旋楼梯分析
NERVI系统
稀缺的钢材优先使用在军事用途，1935年Nervi赢得皇家空军机库的竞标，这使得他有机会继续使用钢筋混凝土作为建筑材料，尽管使用数量上还是有所限制。1935年至1939年期间一共完成了8座机库，最早在Orvieto的两个和四年后设计的六个（分别在Orvieto，Orbetello和Torre del Lago Puccini）在形态上有相似的手法，均是斜柱支撑大跨度的壳体屋顶，前者是现场水泥浇筑及不对称结构，后者则首次引入了Nervi系统（Sistema Nervi）：结构预制化，是以预制构件为主要受力构件经装配连接而成的混凝土结构，将主结构最大限度的拆解，实现模块化和可组装化，。
现场浇筑六根斜柱的同时（承重柱大多为现场浇筑），在工地里用模板预制弧形空间桁架（准确来说是空腹梁）的组件和搭建脚手架，桁架搭建好后在连接节点处焊接事先预留的钢筋端点并浇筑强化水泥。一个预制穹顶结构便可在短时间内完成，大大缩减了施工时间，预算和木制模板的使用，同时也摒弃了混凝土现场浇筑的不精准性。简易的几何对称组合也使得结构计算得以实施，保证了新型结构建造的实验结果，在有限的结构计算条件下，Nervi与米兰理工大学ISMES模型与结构实验机构的ArturoDanusso教授合作完成了机库结构模型的力学实验和观察，测试和记录模型在接收外应力和自身重量施压下所产生的形变和下沉。
第一个版本的Orvieto停机库，现场浇筑制成，不对称结构。平面一侧为了做入口削减了斜柱的数量，柱头处采用空间桁架支撑大跨度
为浇筑屋顶结构正在安装木制模板
ISMES模型与结构实验机构的实验模型正在测试形变和记录数据
第二个版本的停机库，预制结构和由于计算困难而采用的对称空间。我们能观察到为了强化结构还是有部分梁采用现场浇筑
斜柱还是保持现场浇筑，同时为屋顶结构搭建脚手架
正在地面制作桁架结构构件
构件两端已预留出钢筋，搭建好之后进行焊接浇筑强化水泥
装配式混凝土结构专利
已经快完工的桁架结构
结构骨架，最大跨度可达100米
苛刻的极端条件下，Nervi不但完美的实现了自己的设计理念，并有效的利用限制完成材料使用最大化，令钢筋混凝土的使用进入新篇章。可惜的是这些停机仓群均在战争期间在德军的轰炸下均被摧毁，但这也使得Nervi有机会从建筑废墟里观察到，基于模块化搭建的预制构件节点在轰炸后依然十分完整并没有出现断裂，他一开始并没有预料到预制化模式下的混凝土依然可以回到材料原本的特性：块体材料。
1943年德国纳粹入侵罗马，Nervi为了避免和德军的建造合作暂时关闭了他的建造公司，另一边开始申请钢筋网混凝土的专利申请。1944年罗马解放之后他便开始投入第一座全钢筋网混凝土馆的建造，这是Nervi第一次使用这种新技术，其结构的承重性能主要来自于其形态，整体厚度可控制在3公分左右。钢筋网混凝土技术我们在之前的篇幅建造--科学还是艺术（上）有提到是花匠Joseph Monier在巴黎国际展览会上展出的发明，后面Hennebique在建筑领域使用的钢筋混凝土虽然概念和钢筋网混凝土类似，都是在只能承受压力的混凝土里添加抗拉的钢筋，但前者钢筋的比例是大于混凝土的比例的。Nervi是第一个将这种比例颠倒的“钢筋混凝土“运用到建筑里的人。这种模式不仅能够节省本身就稀缺的钢材和混凝土的使用，同时也避免另外一个稀缺材料，木制模板的使用。其概念是基于在搭建好的多层钢筋网骨架上用抹子抹上一层薄薄的水泥，以达到材料用量的削减，强度的提升和形态的多变。
位于罗马Via Magliana的工厂
平面与立面
钢筋网混凝土墙细节
工人们在搭建好的钢筋网骨架上涂抹水泥
经济发展时期
20世纪中期正值都灵大型展览文化兴起，先后举办了时装展，工人文化展等。1947年设计师Ettore Sottsass的父亲老Sottsass赢得位于波河河畔的都灵展览大厅的建造，并在后期和Nervi合作完成B厅和C厅的设计。平面的布置借鉴欧洲教堂的分布，由唯一有采光点，东西向的中厅，两侧的次廊和末端的半圆圣坛组成，屋顶主要分两个部分并同时能见到Nervi三项专利，Nervi系统：结构预制化，用来制作拱形主屋顶的弧形拱石和用来搭建半圆形穹顶的菱形模壳。工人们将钢筋网依次铺在事先制作好的菱形模子上勾勒出模壳的初始结构，上面用抹子涂抹一层3公分厚的水泥，成型之后的水泥模壳十分轻盈，建造工人可半人工搭建这些模壳至脚手架上，搭建好的一块块模壳在一开始设计的预留缝隙中铺垫钢筋，最后再均匀的涂抹一层水泥抵抗外部环境的侵蚀，一个自主承重的半圆穹顶就已最少的材料和最大的性能完成了。模壳的制作模式意大利语叫作Nonna，Madre，Figlia（祖母，母亲，女儿）。和菱形模壳相似，在地面制作好的薄至38毫米的弧形拱石（大约三米长）被依次吊上可移动的脚手架组装，并在三个端点上方铺上钢筋和浇筑少量水泥连接组件，侧面的开窗不仅保证采光还能强调主厅拱顶的轻盈感，拱顶所形成的推力由两侧的楼板和扇形过度结构消化到承重柱上。
Nervi将混凝土本身作为预制免拆一次性模板替代了传统的木制模板的功能，拓展了混凝土的可塑性空间，缩减了材料运用并提升承重能力和强度，仅仅用十个月便完成了展馆的建造。
B厅室内：主厅和半圆圣坛
主厅屋顶结构构件弧形拱石细节图和展馆剖面，在拱石的最高处和两侧将会铺设钢筋，浇筑强化水泥连接横纵两个方向的所有构件
手工铺设钢筋网制作拱石并将其吊上脚手架搭建
搭建好的拱石将通过薄薄的一层浇筑强化水泥固定，图中的模板是为浇筑安装
半圆屋顶结构的构件：菱形模壳，和拱石同理，搭建好的模壳需要在预留的缝隙里铺设钢筋并在外层涂抹上一层薄薄的水泥保护薄壳不被侵蚀
工人们正在手工铺设钢筋网制作模壳并将其吊上脚手架搭建
模壳制作：在磨具上涂抹一层水泥--铺上钢筋网--再涂抹一层水泥
Nervi不同于其他意大利建筑师，他的大型空间建筑很早便在国际享有盛誉（也是基于时代的需求）并在1952年受联合国组织邀请，联合Le Corbusier，Marcer Bruer，Bernard Zehrfuss等现代主义时期的大师一同设计联合国教科文组织巴黎总部。但国际化的弊端在于Nervi无法派遣自己的施工团队，其任务必须交给当地公司，这直接导致国外的项目只能完成其形态的建造而完全忽略了Nervi的建造系统，如纽约的乔治华盛顿大桥公交总站的设计，由于美方建造设计误差导致整体建筑最后采取传统的现场浇筑模式，这与Nervi的理念背道而驰，无法充分体现钢筋混凝土材料的特性。
巴黎联合国总部总平面图
折纸结构的会议厅
乔治华盛顿大桥公交总站
施工过程
战后意大利经济复苏时期，米兰倍耐力公司为了彰显意大利经济的强大，邀请建筑师Gio Ponti和工程师Nervi一起为其公司设计一栋位于中央火车站侧边旧址的总部大楼。大楼并没有采取国际化的钢梁柱结构，而是通过钢筋混凝土来表现意大利先进的建造技术。其平面保持了Ponti一贯的建筑语言--菱形的同时，和大楼的承重结构完美契合，末端的四个三角形核心筒连接垂直高度的同时也是大楼的主体结构，入口大堂的两组承重墙辅助主结构并承受长轴向的预制楼板，连同下宽上窄的剖面一起承重横向力的荷载（风力和地震）。建筑的长轴端甚至是通透的，两个核心筒的设置是整个项目里最具代表性的。
Gio Ponti认为倍耐力大楼最伟大的合作者来自于他最亲近的朋友和心目中的大师Pier Luigi Nervi，意大利最伟大的建筑师。倍耐力大楼是意大利现代主义的代表作之一，其水晶结构和130米的高度像是在天空中划开的一道无尽头的裂缝，直通现代。
倍耐力大厦
清晰的平面，对称的两对主结构，越往上结构越轻薄
九层楼高的模型在进行地震和风力（横向荷载）测试
紧接着60年代罗马成功举办奥林匹克运动会，这个时期在建筑领域也是彻底摆脱法西斯主义的风格影响进入现代化的全盛时期，Nervi作为奥运中心最主要的体育馆设计师为罗马的现代主义形象打了一次漂亮战。Le Corbusier曾亲自联系Nervi并参观罗马奥林匹克体育馆，为自己的巴格达运动之城项目的体育馆设计获取灵感。
Le Corbusier和Pier Luigi Nervi在参观体育馆
而其中的Palazzetto dello sport不管是在建筑实验，力学实验还是建造实验中都是Nervi系统最成熟的一个作品，使用预制结构，钢筋网混凝土和菱形模壳在14个月内便完工，屋顶的建造仅花费一个月。从体育馆的内部我们可以清楚的观察屋顶模壳形成的几何纹路，结构外露的同时呈现的是对于物理世界具象化的美感。现今也是为数不多还在使用（不定期）中的完整的Nervi结构。同期为奥运会建造的还有罗马体育馆和法国大道高架桥，同样也是Nervi系统的颠覆之作，在其承重柱水泥浇筑上做到了模板统一化和循环利用，并像搭积木一样短时间内完成了主体结构的组装。
小体育馆内部，Nervi很喜欢在屋顶和场地之间留一层采光，体现屋顶的轻盈
施工期间只需要在中心放置一座吊塔就可以360°完成搭建
工人们正在制作菱形模壳
可轻松搬运的模壳
还是回到都灵，1960年的都灵工人文化宫的竞标Nervi将面积为25 000平米的空间拆解为16块40x40米独立的方形模块，每个模块的屋顶都有一根不规则截面的巨柱支撑，每个屋顶之间由2.5米宽的玻璃渠连接，引进自然光源。将硕大空间模块化的目的在于施工分解，依次且平行进行16根巨柱的浇筑，预制屋顶的加工和边缘楼板的搭建，在短短12个月内便可完工。意大利理性建筑师Aldo Rossi认为Nervi的都灵工人文化宫一直是他的灵感源泉之一，并影响了他的一些建筑。
小火车直通展馆
清晰可见的16个模块
完全自由的室内空间和通透的采光
外立面的建造可以和屋顶同时进行
柱子，屋顶和楼板的施工工期图册：7月30日到同年的10月30日可完成主结构
Nervi并不是所有的设计都得以实施，他一直以未完成过桥梁设计而感到遗憾，所以当接到Mantova Burgo纸厂的邀请时，由于纸厂当时需引进一台长达140米的造纸机所以要求一个全通透没有内部支柱的长轴型空间，Nervi便采用桥梁设计的模式，将空间桁架屋顶全部用钢索悬挂在两端的人形承重柱上，其形态来源于力学需求，人形柱的浇筑模式采用免拆一次性模板，由混凝土和钢筋网构成，作为承重柱装饰面的同时免去模板拆卸清洗。
远处看，纸厂和桥梁无两样
立面与平面
免拆一次性模板里浇筑混凝土
人形柱的形态来自于力的表现
开始安装立面支撑玻璃的框架
由于篇幅原因，还有许多Nervi的经典作品未能在这里呈现，他的项目囊括厂房，展馆，火车站，体育馆等一切大跨度空间，为那个公共设施兴建的年代添加了不一样的建造色彩。正如他所强调的，建筑师是一名集合概念构思，建筑设计和建造设计这一系列复杂工程的人。
这次是以建造的角度了解了建筑的诞生过程，我本人对这次建造史和Nervi的研究从开始的学习，整理资料，到后来的分享会和文章构思也总共经历了半年的时间，由于专业的特殊性（建筑设计与建造，以建筑设计为主的同时拓展与建造，结构，技术和工程相关的思维），与身边的工程师&建筑师男友的共同成长，使我对建筑的“生产过程”也产生了浓厚的兴趣和更深入的了解。其实我并不像其他人理解的那样是做结构或者做技术的人，而是习惯性的多维度思考，给建筑注入更多的可能性，就如同我也喜欢从收藏设计品里寻找故事，从奇怪的发明里学习逻辑，从工程师的眼里发现不一样的世界。
Pier Luigi Nervi（左四）和团队
回顾建造--科学还是艺术（上）。that s a question
参考：
《建造—科学还是艺术？钢筋混凝土的特性和可能性》，Pier Luigi Nervi，1945
《Pier Luigi Nervi》，Paolo Desideri，1982
《Dedalo的迷宫。建筑技术的历史》，Umberto Barbisan，Roberto Masiero，1999
从勺子到城市，DEDALO 是一个态度的传递者，他将人们在空间创造当中所寄托的理念，思想和情感提取，进行解析，追求本质。他认为设计是人们内心的宣召，是着眼当下，包容历史和未来的载体。DEDALO可以是任何人，任何人都可以成为DEDALO。
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