继承“传统”中蕴藏的“智慧”(六)
2023-01-16姬炤华
□姬炤华
“哥特式”祖师爷——“交叉拱顶”和“扶壁”
欧洲人希望教堂建筑更耐久,建筑师们便在拱顶结构上大做文章,他们运用智慧把腐朽渐渐化为了神奇。
当许多座拱门不是纵向连接成隧道状,而是横着“站”成一排,就不需要那么厚的石墙了,因为每座拱门的拱顶都有往外推的压力,彼此就能互相抵消(图1)。于是,古罗马的建筑师发明了一种特殊的拱顶,它是由两个筒形的拱顶交叉在一起形成的,可以建成正方形的房屋(见前一期图),这种交叉的拱顶分成了四瓣,每瓣都是一个三角形中间鼓起的小拱,这四瓣彼此顶在一起,就像“站”成一排的拱门,四瓣之间也互相支撑,彼此抵消了很多外推力。这样,这种交叉的拱顶只需在四个角建起足够结实的支柱就成了,使得开比较大的窗户成为了可能。
很多罗马式教堂采用了交叉拱顶,一个个交叉拱顶覆盖下的正方形房屋连成一排就能形成长方形的教堂建筑(图2)。图中这个长方形建筑是由几个交叉拱顶覆盖下的正方形房屋连在一起形成的。可以看到交叉拱顶四瓣小拱相交的地方,形成了一道凸起的“棱”,呈“X”形。
除了交叉拱顶,一个叫作“扶壁”的大力士将要在后面的好戏中扮演重要角色。“扶壁”这个词很形象,有时我们会看到将要倒塌的墙外斜插一根大木桩,“顶”住墙壁防止其倒塌,道理就和扶壁相似。扶壁是伴随着拱顶一起发展起来的,拱顶把墙壁向外推,而扶壁则向里推,这就如同安排一位大力士从外面顶着墙壁一样。
图1 横着“站”成一排的拱门
图2 古罗马建筑上的交叉拱顶
图3 罗马式教堂的“扶壁”
扶壁有两种基本形态:一种是把厚重的石料堆砌在支撑拱顶重量的石墩旁边,古罗马凯旋门和万神庙超厚的墙壁能禁得住拱顶的外推力,其本身就是扶壁,大部分罗马式教堂的墙壁,厚得足够直接作为扶壁,但不够“强壮”的石墩和石墙旁边,就需要建造扶壁来帮忙“扶”一把。图3 中的罗马式教堂,墙外凸出来上窄下宽、像小塔一样的东西便是这种扶壁,它是和教堂石墙垂直的一片短墙,有的甚至会凸出墙壁两三米远,叫作塔状扶壁;另一种扶壁是像古罗马输水道一样站成一排的拱门,每一座拱门都是旁边另一座拱门的扶壁,这一排拱门最靠边的一座,由于它的一边没有其他拱门来提供支撑了,因此要在这一边筑起塔状扶壁,大部分教堂的正殿两侧被高度比正殿矮小的侧廊环绕着,如果侧廊也用拱顶结构,那么侧廊的拱顶也能够当成正殿拱顶的扶壁,而侧廊拱顶的外推力可由塔状扶壁来解决。
巧妙地利用交叉拱顶和扶壁,把钢使在刀刃上,就可以减少不必要的厚墙,并提升教堂的高度,这正是罗马式教堂的建筑师们不断在尝试的事情。不过,交叉拱顶太难建造了,它只能建在正方形的地面上(如果建成别的形状,比如长方形,就会产生让建筑工人头痛的难题),虽然正方形看上去牢固、稳定和安静,却缺少生气,未脱罗马式教堂给人留下的笨重沉闷的感觉。而由侧廊和扶壁环绕的庞大身形,也使罗马式教堂看起来更像一座稳如磐石的坚固堡垒。但尽管如此,它们还是为后来哥特式教堂高大轻盈、玲珑剔透的身姿开辟了可行之路。
图4 肋拱和扇形拱顶
会点穴的“肋拱”和“飞扶壁”
改变来自于在交叉拱顶和扶壁上的创新。
站在交叉拱顶下面抬头往上看,交叉拱顶四瓣小拱相交的地方,形成了一道凸起的“棱”,这道棱越来越粗,后来干脆成了一根大棍子,叫作“肋”,带“肋”的拱顶就叫作“肋拱”。“肋”早在10 世纪就出现在伊斯兰建筑的拱顶上,后来被基督教建筑师用在了教堂上,起初纯粹是一种好看的装饰,没人想到除了好看它还能有什么用处。可是,建筑师们渐渐地发现,这个“肋”的潜力巨大,好处还不是一星半点。
首先,“肋”就仿佛是人身上支撑身体的肋骨,如果在建拱顶时先把“肋”和支撑“肋”的柱子建好,建筑的大模样就已经出来了。后来肋拱越发展越复杂,“肋”越来越多,还出现了一种“扇形拱顶”,它的“肋”由支柱向外张开,像一把打开的折扇的扇子骨。这样一来,“肋”本身就形成了拱顶,只要用比较轻盈的砖或混凝土把“肋”与“肋”之间的空隙填满就成了(图4)。罗马式教堂的拱顶厚度能达到60 厘米,但在成熟的哥特式教堂上,拱顶仅是10 到15 厘米的一层薄壳,省去了厚重的拱顶和必须更加厚重的墙壁,教堂的身条顿时苗条了不少。一个个肋拱连接在一起就组成了长长的教堂正殿,由于没有了厚墙,在正殿的尽头和两侧——支撑肋拱的支柱之间的空当里,可以用五彩缤纷的彩色玻璃做成落地的大窗,使得室内光线明亮耀眼,灿烂辉煌。
“肋”的另一个好处是,肋拱不用像交叉拱顶那样必须建成正方形,而是可以建造在各种形状的地面上,可以是长方形,也可以是梯形、多边形,只要在几个角上建柱子,用“肋”连接起来就成了,打破了交叉拱顶刻板僵硬的感觉。
图5 “飞扶壁”剖面图及飞扶壁的实物
除了“肋”,在拱顶上还有一项重要的创新,就是尖头拱顶的出现。从古罗马建筑到罗马式教堂,绝大多数的拱顶都是光滑的圆弧状,像一个圆圈削去下半个的样子——“⌒”,而尖头拱顶从圆拱的中间、几条“肋”相交的那个点向上提升,形成了一个尖顶——“∧”。尖头拱顶除了比圆形拱顶更容易建造,使建筑难题迎刃而解以外,更重要的是,尖顶看上去也更好看,无论是视觉效果还是实际的高度,都比圆顶高出了许多,那些尖顶给人以飞升而上,直插天际的深刻印象!
而肋拱的一根根粗壮的“肋”,比交叉拱顶细细的“棱”更加显眼夺目,和尖头拱顶结合在一起,形成一条条向上耸起的线条,在尖头拱顶的中心汇聚,呈现出一幅恢宏壮观的画面,仿佛上帝在天国俯视着信众,召唤着他们一样。
除了在拱顶上的创新,哥特建筑师们还发明了一种“飞扶壁”(图5)。飞扶壁建在教堂建筑物的外面,在侧廊屋顶的正上方、教堂主殿的两旁各建一排,围着主殿绕成一圈。飞扶壁的样子就像是从正当中被一刀切成半个的拱门,这半个拱门只剩下一边石墩,这石墩就是成排建在教堂侧廊墙外的塔状扶壁,而一道道只剩半个的圆拱,就“顶”在了教堂主殿高高的石墙上面,将教堂主殿拱顶的外推力,越过两旁侧廊的屋顶传送至侧廊外的塔状扶壁上。
这似乎没改变什么呀?其实不然,把飞扶壁从侧廊中解放出来,它就可以远远高于侧廊的屋顶,直达教堂主殿屋顶的高度,却不用担心会遮挡教堂主殿的窗户,教堂主殿因此可以建得很高很高,看起来就像是不断升高的主殿把藏在侧廊屋顶下的飞扶壁给提了起来,使其暴露在外了似的。飞扶壁仿佛是一座横跨空中的桥梁,凌空越过侧廊的上方,牢牢地顶住支撑主殿肋拱的石柱,这些石柱就可以变得更加纤巧。