摆线的起始<br/>——金贝尔美术馆檐口细部分析

摆线的起始
——金贝尔美术馆檐口细部分析

2022-10-20傅卓恒何颂恩

建筑技艺 2022年8期

傅卓恒何颂恩

1 逻辑与“秩序”

作为路易斯·康职业生涯中重要的代表作品，金贝尔美术馆最具标志性的形象是阵列在清水混凝土基座上的摆线“拱壳梁”单元（很多文章依外形将之描述为拱，实际上它的受力类型相当于梁）。天光通过摆线拱腹均匀漫射在室内，塑造出静谧的氛围，成为美术馆内最精彩的空间呈现（图1）。

金贝尔美术馆的形体构成逻辑极其清晰和严谨。平面尺寸24 英尺×104 英尺（7.3m×31.7m）、高度约20 英尺（6.1m），断面形状为摆线的拱壳梁单元阵列成六排三列（排间距6 英尺，列间距3 英尺），坐落在与平面外轮廓重合的混凝土基座上，并摘掉中间列西侧两个单元作为主入口广场，裁切东侧中间单元对应的基座平面形成次入口（图2）。16个拱壳梁单元通过结构连板相连，形成有韵律的顶部标志性轮廓线。各拱壳梁单元之间的几何强关联性所呈现出的形式感，是建筑“秩序”的外在表现。

“秩序”是康的终极追求，金贝尔美术馆无疑是对康“秩序”观的一次完整呈现——“秩序”不是被创造出来的，而需要通过设计去逼近。从金贝尔美术馆的各版过程手稿看，拱壳屋顶并不是一开始就设定好的结果，说明拱壳不是形式必然，单元间隙阵列的逻辑才是贯穿全程的核心概念。而在精准对位的关系背后，是一个个需要化解的建造矛盾。

20 世纪70 年代，建筑技术的进步推动着美术馆在观展舒适度、展品呈现度方面的提升。空间表现不再像古典建筑那样，仅通过围护结构与支撑结构就可以实现，建筑对强弱电、空调与照明设施的依赖程度越来越高，相应的电箱、电管、风管、导轨等构件无处不在，为作为展览背景的展厅空间增加了抽象性表达的难度。在金贝尔美术馆的公共区，尽管康必须面对上述实用性和功能性之难题，其空间却仍能如古典建筑般，仅以最基本的建筑元素——墙、天花、地面等围合限定。康的所有建构操作，均围绕在视觉上消除与观展没有直接关系的因素而展开。

金贝尔美术馆的室内与建筑外形相呼应，也以摆线拱腹阵列塑造出的空间氛围作为表现焦点。当有人负责“面子”，就必然有人负责“里子”。在拱壳的拱脚，即摆线的起始位置——室内12英尺6英寸（3.81m）标高处，囊括了诸摆线拱壳梁单元在所有平面位置的室内外檐口类型，这些檐口细部成为康调节各类建构关系的着力点。摆线拱的升起表达了美术馆所有精神意图，而摆线起始位置的檐口作为单元与单元的交界，则是建筑学要素和工程要素矛盾的交汇点和释放点。本文并不妄图对“秩序”下定义，而试图通过对檐口细部的讨论，观察它们与“秩序”的关系。

艾蒂安-路易·布雷皇家美术馆来源于 placesjournal.org

金贝尔美术馆室内空间对比图 © 何颂恩

2 原型·典型·变型

为便于分析，按建构操作的复杂程度，将檐口节点分为三类——“原型”“典型”和“变型”。

2.1 原型

金贝尔美术馆共有16 个摆线拱壳梁单元，其中朝向公园的三个单元被去除围护，只保留开敞结构，成为入口门廊。这三个单元的意义正如康所述：“在你进入建筑之前就已经很清楚它是如何形成的。”门廊纯粹展现四根立柱对壳顶的支撑，为观者建立非常直观的认知——这就是构成建筑的最基本单元。门廊的柱顶檐口正是拱壳梁和立柱交接的位置，此处有两个精妙的细节处理：其一，如前文所述，摆线的起始标高非常关键，康在此处设置了一条1/2 英寸（12.7mm）宽的模板凹缝将其标记出来；其二，结构要求拱壳底部有一个加强折边，康将折边上翻形成排水檐沟——这两个细部共同构成建筑各单元檐口的原型（图3）。

虽然拱壳梁单元是浑然的现浇结构，但康特意在摆线的起始位置留下凹陷的模板缝，让拱壳看起来像是在建造的最后才放在底边梁之上的精确区分不同的建筑要素，这分明是在宣示西方古典建造的叠置逻辑，而非当代的整体现浇技术。同时，康在拱壳底边梁与柱子之间也留下一道1/2 英寸的凹陷模板缝，成为金贝尔美术馆所有柱顶高度的统一标记，在逻辑上表达了柱子顶面与拱壳底边梁绝非一体。作为强化，康又令底边梁外侧凸出柱边2 英寸（50.8mm），形成错位搭接的效果。凭借这两凹一凸的精妙操作，康致敬了西方古典建筑的楣梁体系（图4）。

有意思的是，我们发现在更早版本的施工图里，摆线拱壳的底边梁并没有这个2英寸的出头，梁和柱子是平齐的，但在某一次图纸修改中，那根平齐的梁边缘线被涂改液覆盖，取而代之的便是最终实施的梁边做法，康还在图纸中特地标注梁的侧边“必须是垂直的”。可以猜想在那次检视图纸的过程中，康意识到了2英寸错位的古典含义，重新修订了整套图纸的拱壳底边梁。传统的绘图工艺是在硫酸纸上用墨线绘制，修改时用刀片刮去墨线，如此，设计的修改痕迹得以保留，我们可以洞悉康在同一细部的不同思路，并将建成效果与图纸进行对照。这些线索为我们了解康的设计选择提供了难得的第一手资料。

1 摆线拱壳梁单元

2 总体索引图

3 原型：门廊檐口

4 金贝尔美术馆门廊与帕特农神庙侧立面

在排水槽与拱壳的端梁交接处，康对覆面材料覆盖范围的设计令排水檐沟也参与到对檐口细部原型的塑造之中。美术馆馆长布朗希望使用铅覆屋顶，康在威尼斯旅行时对满城屋顶上起伏的铅瓦也有着非常深刻的印象，因此在项目初始就达成了使用镀铅铜板屋面的共识。铅的延展性良好，很适合作为曲面屋顶保温材料的外保护面层，早在古罗马时期就被普遍用作建筑屋面材料，并且铅的颜色和反光效果与混凝土十分接近，这令康着迷。但在处理铅面层与混凝土的交接时，康犹豫了。拱壳的端梁有一个小跌级，在过程版本的施工图中，康采取了铅面层与端梁平接的做法（图5），隐藏了保温层的厚度，这证明康就是把铅的质感当作混凝土来表现的。但问题在于，铅板向下延伸时无法与天沟端部的金属挡水板对齐，需要旋转90°才能完成交接，这对康而言显然不够清晰。因此康修改了节点，将铅板由与端梁平齐改为包裹住端梁的跌级（图6）。在外观上，摆线拱壳梁的“山面”仍然保持小跌级，但增加了对铅面层的厚度表达，形成体量，不仅令铅覆层与混凝土的叠置关系在视觉上呼应建构的层次逻辑，更收获了铅覆层收边与檐口收边重合的精确呈现。暴露出来的混凝土拱壳的端梁宽度，则暗示了预应力后张拉索预留锚具空间的厚度。现场施工尺寸的控制精度忠实反映了康的思考精度。

排水口与屋面的关系也是康推敲檐口细部的重点。屋顶投影面积达104 英尺×24 英尺（约232m），需要有组织地排水，康显然不能忍受在几何性如此完整的原型单元中暴露落水管。在稍早版本的施工图里，康将雨水管埋入四根立柱之中，这是必然选择，因此需要建筑师与结构师配合，将檐沟的水引入结构柱中心。康放弃了排水效率更高的檐沟排水口（侧排）做法（图7），因为该位置同时也是屋面铅覆层与檐沟防水卷材的交接处，增加雨水口势必会将构造复杂化。所以康最终选择了更易实施防水措施的天沟排水口（地漏）（图8），但因数值与建筑中广泛采用的模数不合，也不得不把檐口板的厚度从6 英寸（152.4mm）增加到6.75 英寸（171.5mm）。由于排水口的平面位置受到檐沟端部挡水板的影响，两种做法都无法将排水口对齐柱中，这和结构图的对中表达存在明显出入，也是结构逻辑与建筑意图之间的矛盾。最终康还是说服了结构师，接受了因贯彻建筑意图所导致的不对中的结构代价。

门廊不仅映射了可以回溯至古希腊时期的历史原型，其檐口设计也为整个建筑的诸多檐口细部做法提供了直观的构造原型。以下分析的各类看似不同的檐口细部，其实都由此原型演化而来。

2.2 典型

展厅承载了美术馆的主要功能。康以门廊檐口为原型，在展厅内推衍出了室内檐口与外墙檐口两种典型节点，它们分别交代了室内单元之间的界面和室内外的界面。

室内檐口即摆线单元拱底在室内的连接位置，实际上是一块结构连板。出于展厅单元的观展需要，康用两个摆线拱壳底边梁与结构连板定义了一个“凹空间”，并在其中将设施集成，整合空调、照明、展板固定的要求——这是康所谓“服务空间”的使命——成为室内展览空间的典型檐口节点（图9）。

5 门廊檐口与柱子关系过程版方案

6 门廊檐口与柱子关系实施版方案

7 门廊檐口落水过程版方案

8 门廊檐口落水实施版方案

根据暖通专业决定的室内出风口高度，康精确定义了外墙檐口长缝条窗的高度，从而获得了展厅摆线拱壳梁单元长边外墙的典型檐口节点（图10）。脱缝的做法表达了长墙不承重的建构逻辑——上文提到的将拱壳底部边梁凸出柱边2英寸的操作，想必就是康在检视这个外墙檐口大样时触发的。试想如果边梁与柱子平齐，那么柱子、外墙和底部边梁将处于同一竖直面上，它们由清水混凝土浇成一体，那道玻璃缝将必然被理解为在一堵墙上做减法挖出的细长洞口，而非由墙、柱、梁三者通过加法构成的间隙——门廊檐口的古典意象将荡然无存。

由门廊檐口原型节点派生出的室内与外墙典型节点，其基本构成策略足以整合各类建筑学诉求与工程专业诉求。当康持着他的典型节点去应对金贝尔美术馆中各色的功能、技术、空间、表现等问题时，各式变型在随机应变之中自然应运而生。

2.3 变型

典型檐口范式又可演化出两大类变型：庭院檐口与夹层檐口。这两类檐口的细部设计，都是康在近于严苛的单元阵列规则下，针对空间多样性所做的建构尝试。

2.3.1 内庭院

美术馆共设三个内庭院，从“绿院”“蓝院”“黄院”的命名，就能看出康对三个庭院有着不同的表现意愿。庭院由阵列单元体量裁切而来，在建筑形体上增加了一道室内外关系，将光线导入不同类型的使用空间，不仅回应了布朗馆长对自然光的特殊要求，更提高了功能区的辨识度，有助于访客确认自己在单元列阵中的位置，同时避免阵列可能带来的乏味感。康仔细区分了三个庭院的位置、大小和裁切的对位关系，有意识地表达庭院檐口节点，以期更清晰地区分庭院与阵列单元形成的空间关系及形体关系。

（1）“绿院”

在三个庭院中，“绿院”面积最大，由院内绿植得名。通过裁切拱壳梁单元和两侧的结构连板获得庭院空间（图11），内立面全部以玻璃幕墙围合，令人感觉“四面开敞”。“绿院”的檐口本考虑使用典型外墙檐口的变型（图12），从过程版施工图可以看出，康曾打算在这里直接沿用典型外墙檐口节点的混凝土檐沟做法，但这一檐口构造只适合典型檐口那样有独立端头的形式，在延伸到内院的阴角时，就无法成立了——上翻后的檐沟在内转角处与单元间的结构连板狭路相逢，由于连板的外观厚度正是摆线拱底边梁的高度，因此阴角两条边就会高低不一而互相咬合。实施版的节点修正了上述冲突（图13）。康显然将这个节点设计转归于室内典型檐口的变型——裁切的只是结构连板，这块4英寸（101.6mm）的混凝土板不必再履行上翻成檐沟的义务，排水功能则交给后撤的金属檐沟收边，这种做法实现了四边的混凝土檐口和金属檐沟分别在各自水平面上完成收边的练达形式。另一方面，“绿院”的切口正好把原本藏在单元之间的结构连板底边梁的内侧斜面暴露出来，这部分在典型檐口的位置原是被设施集成吊顶遮蔽的，正是外墙檐口向室内檐口的思维转变，使康挑明了这个内部剖切的动作，将内梁外显——他保留了边梁内侧的斜面做法，而不是像外墙檐口那样把斜面改成垂直，“绿院”这四个阴角成为整个建筑中唯一能看到梯形梁的位置。康希望室内向天空敞开的表达意图，成为“绿院”檐口变型的动因。

9 典型：室内檐口

10 典型：外墙檐口

11 绿院轴测图

12 绿院檐口节点过程版方案

（2）“蓝院”

“蓝院”得名于院内的喷泉，通过裁切拱壳梁单元得到庭院空间（图14）。室内檐口被纵向裁切后，以玻璃幕墙分隔室内展厅与喷泉庭院。庭院南北两端因拱壳梁单元的裁切，恰好得到了典型的拱梁单元，康便维持其端墙的实体效果以强调这一经典单元形式。与“绿院”裁及结构连板不同，“蓝院”的裁切位置令结构柱成为庭院开口的边框，因此将玻璃幕墙安装在柱内侧还是外侧，就成为一组差别微妙的二选。面对这个“两面开敞”的庭院，康敏锐地意识到南北两面的封闭端墙作为实体所具备的表现潜力——它可以把拱壳梁单元“柱上架拱”的形式逻辑作为完型勾画出来。幕墙被顺理成章地卡在结构柱的室内一侧，令拱梁单元和支承它的立柱作为整体，被同时昭示于庭院之中（图15）。典型单元的完型表达是这个檐口变型的动因。

（3）“黄院”

“黄院”得名于四面封闭的内院墙。这个院子是为了给底层的修复实验室采光，因此裁切后形成的院墙全部是混凝土墙（图16）。“黄院”与展厅层完全隔绝，四面实墙闭合出完整、独立的庭院空间。清水混凝土外墙必须与结构柱的室外一侧平齐，以保证展厅内的设施集成吊顶不被打断。这样的交接让墙体与拱壳底边梁出现了一个平面上的错位，相对于典型节点需要将檐口细部进行室内外反转。于是檐口部分保持不变，将外墙“凸入”院子，占据柱子的宽度，使原本的内檐口成为庭院的外檐口。“黄院”檐口的室内外反转是出现变型檐口的直接动因。

从实施结果上看，“黄院”的檐口节点与典型节点相比变动最大，出现了其他檐口节点没有的梁底挑板的做法，定位与室内典型节点的出风口宽度也没有呼应。这让我们注意到隐藏在设计图纸中的一段插曲：在设计完实施版的檐口节点之后，康一度用涂改液将其覆盖并重新绘制，新节点的位置对应室内出风口，外墙檐口的混凝土材料被带有保温层的不锈钢板替换，混凝土压顶被改为不锈钢板压顶（图17），同时呼应了外墙典型节点6英寸宽的玻璃长缝。康显然对室内外不一致的实施版节点心存不满，并提出了解决办法，但令我们困惑的是，这个修改过的、与整体檐口设计更趋一致的节点为何未能实施，康的决策为何又回到了原先的版本（图18）？只能姑且将这一“悬案”留待日后继续探讨了。

13 绿院檐口节点实施版方案

14 蓝院轴测图

15 蓝院檐口节点

16 黄院轴测图

2.3.2 图书馆

美术馆背立面正中间的拱壳梁单元是一个图书馆，除了外立面是清水混凝土外，它的外观和南北两侧紧邻的两个石灰华贴面单元并没有什么不同。图书馆在12英尺6英寸高处的室内檐口节点，可以说是整个美术馆内最复杂的一个檐口细部。康在此处构建了一个阅览室夹层，使其成为美术馆功能区域中唯一能触摸摆线拱内壁的位置——触感是人类认识世界最基本的方式。图书馆所在的拱壳梁单元，由在拱脚高度增加的楼板分成上下两层。下层是书库，净高8英尺6英寸（2.6m）；上层是阅览室，由于安装了反光装置，导轨下净高仅7英尺2英寸（2.2m），装上灯具后使用净高更低，拱梁的檐口位置在这里相对下降成了踢脚。上层阅览室作为研究空间，层高显然偏低，其实美术馆用地条件非常宽松，康本不必在如此逼仄的位置安排一个阁楼般的使用空间，但只有在这里，才有条件给访客创造近距离感受摆线拱顶的机会。如果说进入展厅让访客处于拱顶创造的光源之下，那么走进阅览室则是直接进入光源内部。对于康来说，这个诱惑太强烈了，光几乎就是“秩序”本身。这个“小阁楼”被康当作充分展现摆线拱顶建构巧思的契机，为此不惜牺牲上下两层的净高，令拱顶触手可及。

这种执拗的建构意图必然会与工程技术产生激烈碰撞。首先要解决夹层的结构问题：拱壳单元的结构潜力已被完全挖掘，结构师甚至在厚度仅100mm的拱壳面内还增加了预应力拉索，但这只解决了拱壳梁屋顶的自重问题，无法下挂一个阅览室的荷载，并且其下的四根立柱也是按照单个拱壳单元的荷载设计的，显然无法额外承受夹层的荷载。康面临的第二个技术难题来自空调系统：图书馆和阅览室夹层位置特殊——位于架空的次入口上方，上下两层的送、回风问题将不可能沿用展览空间上送下回的方式，这意味着室内典型檐口做法在此处失效。

对于第一个矛盾，康以一堵混凝土结构墙梁轻松化解，甚至一笔抹去外墙石灰华覆层，令其以清水面示人，强调这片“墙”的结构梁属性，并在后退的底层入口处，再次使用清水混凝土墙面来提示上部的夹层荷载（图19）。对于两层空间的送回风矛盾，康直接使用了空心风道楼板，将拱壳梁的檐口位置转变为踢脚，上下层的回风都通过踢脚下这片空心楼板引导进入竖向风井（图20）。康是如此喜欢这个用于夹层的空调解决方案，以至于在两年后设计耶鲁大学英国艺术研究中心时，再一次采用了空心楼板策略。在图书馆中，夹层的檐口变型动因，来自于康对触摸拱壳内壁的强烈愿望。

至此，本文列举了绝大多数拱壳梁单元在12 英尺6 英寸这个特殊标高处的一系列檐口细部操作。在各单元几何一致性的控制下，康针对建筑功能和节点可被认知的能力，进行了一系列适应性操作。通过预留可互换、可反转的构造厚度与设备空间，降低檐口构造的容差率，使之精准反映并灵活响应美术馆丰富的空间表达。

17 黄院檐口节点过程版方案

18 黄院檐口节点实施版方案

19 图书馆外檐口节点

3 光节点

在单元端墙还有一个特殊的细部，虽然和前文讨论的檐口类型不同，但是有着非常密切的关系，这就是金贝尔美术馆中最有名的、被康称为“光节点”的不等宽拱形缝。这条缝从摆线拱顶部沿着端梁下降到12英尺6英寸标高的檐口处，镶嵌在这个拱形缝之间的玻璃撇清了单元端墙对屋顶的承重关系。在此处，无论是玻璃镶嵌做法还是端墙的双层构造都值得深入讨论。

康为玻璃缝的处理方案提供了选择项。最初他给出了两个差别比较大的方案：一个是不锈钢板压顶加玻璃镶嵌（图21），另一个是有机玻璃组合成品镶嵌（图22）。不锈钢压顶方案与前文分析的典型外墙檐口的玻璃镶嵌节点一致，并且显示出了足够的设计深度，节点的安装顺序清晰易读，安装完成后，室外的不锈钢压顶与室内的混凝土面层平齐，玻璃的镶嵌与拆卸过程可逆，便于更换玻璃。而作为“甲方备选项”的有机玻璃压顶组合，其交接只用了一条线表达，显得含混不清。我们推测最后放弃这一做法的原因，一是出现了要定制弧形的1英寸厚有机玻璃滴水，这在美术馆的其他地方并没有出现过；二是由于有机玻璃压顶的构造厚度大大超过不锈钢，导致原本在不锈钢压顶方案中3～9英寸的玻璃宽度变化范围被压缩至1.5～7.5英寸，这条缝将过细而不易被察觉，这是决定性的因素。

关于“光节点”的檐台压顶，康也先后拿出过两版方案：在早先的施工图里，玻璃缝下沿通过砖墙砌筑叠涩完成收口，与室外一侧的混凝土墙等高收平，并作为底模板浇混凝土压顶（图23）；实施版的做法则在室外一侧混凝土墙浇筑到顶的同时，完成混凝土檐台的浇筑，再在室内砌筑不叠涩填充墙（图24）。如果这是一堵常规墙体，那么两种方案都是可行的，但问题在于，这堵墙的顶部是一个精确的拱形，比起先用小砌块拟合拱形再用混凝土依砌块弧度完成浇筑的做法，先浇檐台压顶的方式可以更好地利用混凝土材料的塑性（图25），后续的内墙砌筑也可以更放松和便捷——相当于在框界内砌填充墙。此外，先浇檐台压顶从结构上也有利于室外一侧混凝土墙的结构稳定性，该措施甚至很有可能是结构师的要求。最终的实施版，包括单元纵向长墙的室内砌筑墙体均依此原则将做法统一。

4 结语

20 图书馆内檐口节点

21 光节点实施版方案

22 光节点过程版方案（业主选择）

康用檐口那道1/2英寸的凹槽，标记了摆线拱壳的升起，在向观众表演“光之魔术”的同时，也在这道凹槽之下汇集了实现这个魔术的所有道具——康的“服务空间”。从这一系列的檐口细部可见，康从未萌生将服务空间隐藏的意图，恰恰相反，他把魔术道具一一呈现给观众，无论在台前还是幕后，都要让所有专业获得尊严与表现。这些处在同一标高却回应不同空间的檐口细部，以及隐藏在实施背后的设计修订历程，都让我们真切体会到康消耗在设计上的大量时间和精力。康把金贝尔美术馆单元空间的联动托付给了檐口，这是对建筑的尊重，而这尊重最终将传递给体验建筑的人。从摆线的起点到顶点，功能主义与形式主义交织于整个建筑。

金贝尔美术馆是康在世时完成的最后一座建筑，是在他完全掌控之下的设计作品。从施工图的绘制、修订，到康的确认及最后实施，我们不必纠结于思考的发起究竟来自康本人还是作为施工图合作方的格伦事务所，因为从最终的结果看，无论是建筑学价值还是工程学价值，都不必委曲求全。相反，两者不仅能达成一致还能互相成就，建筑学与工程学在路易斯·康的杰作里共享了美学的荣耀，它们相互印证，并达成了康对那难以言说的“秩序”概念最精准和明白的现身说法。