解决问题的建筑:马拉维拉斯学校体育馆

作者: 王谦

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建筑设计是一项艰辛的工作,绝非一场随意任性的形式游戏。走进马德里的马拉维拉斯学校体育馆,感受德·拉·索塔在设计过程中深入而密集的思考,从更本质的角度认识建筑。

对于建筑师而言,建筑物的形式只是工作中的一部分内容而已。大部分的时间里,让建筑师头疼的往往是:功能需求、场地条件、结构形式、设备管线的布置、材料的选择、细部的收口,如何应对五花八门的建筑法规和业主随时会缩减的预算等等。不管其作品被评论家们归为何种风格流派,这些问题是古往今来的所有建筑师们都必须面对的,即便有各种专业的顾问辅助建筑师做决定,所有的问题还是得在建筑师这里汇总。优秀的建筑师必须有出色的解决问题的能力,在困难的条件下,照顾方方面面的细节,呈现一个完美统一的建筑作品。抛开千奇百怪的外观,了解建筑师在解决具体问题时的技巧和用心,也是一条理解和欣赏建筑的途径,能让我们超越风格流派的限制,看到一些更本质的问题。

马拉维拉斯学校体育馆在2018年被列为西班牙国家文化遗产。这栋建筑在西班牙的现代建筑史上有相当重要的地位,其真正出色之处在对“此时此地”的具体问题的处理上,也正因如此,它才能超越时代的限制,在半个多世纪后的今天还能带给我们非常多的启发。

半地下的体育馆

马拉维拉斯圣母学校是马德里查马丁区的一所著名私立教会学校,学校位于瓜达尔基维尔街和华金科斯塔街之间,主入口在北面,南面的华金科斯塔街比学校整整低12米。也就是说,从华金科斯塔街上看,学校是建在一个12米高的台地上的。台地的边缘大部分是挡土墙,仅有的建筑是一栋3层楼的教士宿舍,宿舍楼位于教堂的脚下,像是教堂的一个基座。建筑师亚历杭德罗·德·拉·索塔设计的体育馆就位于这块台地之下,教士宿舍的旁边。

值得一提的是,让人津津乐道的将体育馆埋入地下这一大胆的操作,其实并非德·拉·索塔的手笔。在德·拉·索塔之前,名不见经传的建筑师阿尔弗雷多·拉蒙-拉卡在1959年2月已经完成了一版方案,且通过了市政府的审核。

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瓜达尔基维尔街
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德·拉·索塔修改后的体育馆结构模型剖面图
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体育馆立面的材料从下往上分别是:砖、玻璃和金属网。

总体来看,将体育馆埋入地下是一个自然合理的选择。如果建在地上,会占用学校本来就不宽裕的室外活动空间,房屋的重量也会增加对挡土墙的侧推力,带来一定的结构风险。把体育馆埋在地下,屋顶就可以被利用起来,而且位于教堂脚下的教士宿舍就是现成的例子。

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亚历杭德罗·德·拉·索塔(1913—1996),1913年出生于西班牙西北部的蓬特韦德拉,和萨恩斯·奥伊萨是同辈人,两人也是马德里理工大学建筑学院(ETSAM)的同事。德·拉·索塔除了是建筑师之外,还是漫画家,他很喜欢用漫画一样简单有趣的草图传达自己的设计想法。他为马拉维亚斯体育馆创作的经典剖面草图,被文献资料反复引用,几乎成了体育馆的一个logo。
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拉蒙-拉卡的体育馆方案

在拉蒙-拉卡的方案中,建筑主体分为两层,一层是游泳池,二层是体育场。两层都只通过南面的窗户采光。看台和一些辅助的空间布置在东面和北面。立面设计中规中矩。方案在细节上有一些明显的缺陷:虽然拉蒙-拉卡很大胆地将两个大空间垂直叠加了起来,但从图纸上看,混凝土梁的尺寸不足以支撑如此大的跨度。经过结构工程师重新计算、调整后,最终建成的室内空间在高度上必然会大打折扣。窗户不够大,体育场的采光不足。看台的坡度设计也不合理,后排观众的视线会受到影响。地面屋顶上只设计了很矮的栏杆,而如果屋顶要作为篮球场使用的话,肯定会安装很高的拦网,防止球掉落到街道上去。这些缺陷实际上是很显眼的,却被当作无关的要素排除在设计考量之外……

不知什么原因,拉蒙-拉卡突然递交了辞呈,离开了这个项目。而此时,建筑的基础部分已经开始施工。在这种情况下,1960年初,德·拉·索塔临危受命,接下了这个烂摊子。他当然不甘心遵循前一任建筑师的方案,但是为了尽快获得市政府对新方案的许可,他决定在前一版方案的轮廓内进行修改。

结构和功能

体育馆项目的出发点是拓展学校的教学空间,其中也包括室外活动空间。原方案的一个关键构思是,在建筑完工之后,屋顶会和学校原有的操场齐平,这样学校的室外活动空间就能拓展到体育馆的屋顶上来。这一巧妙构思得到了校方的认可,也被德·拉·索塔继承了下来。

不过,按照这一构思,体育馆屋顶的高度被定死了,即便可以挖地下室,整个建筑可以利用的高度仍然被限制住了。体育馆需要很高的室内空间,再加上跨度较大,梁会很粗,也会占据一部分层高。如何在有限的高度内,尽可能安排更多的功能空间,是建筑师面对的主要挑战之一。那么,德·拉·索塔如何解决结构和功能之间的矛盾呢?

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钢桁架结构
倒置弓弦桁架
功能一:利用桁架之间的空间,在篮球场的顶上增加了一层的教室。教室内,下凹的曲线成了阶梯教室的倾斜地面。
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德·拉·索塔保留原方案的构思,在建筑完工之后,屋顶和学校原有的操场齐平,学校的室外活动空间得到拓展。

德·拉·索塔的这版方案相对原方案最显著的优越之处,在于他创造性地使用了钢桁架结构,满足了体育场大跨度空间的需求,同时利用桁架之间的空间,在体育场的顶上增加了整整一层的教室。而原方案中,建筑师没能把教室塞进来。使用面积的大幅增加,对于用地紧张的学校来说,是实实在在的好处。

钢桁架的应用对于德·拉·索塔而言并不是灵光一现,也算不上激进的策略。在此之前他就已经积累了相当丰富的钢结构建筑设计经验,这在20世纪60年代的西班牙建筑师中并不多见。在20世纪50年代的TABSA航空车间项目中,德·拉·索塔就使用过弓弦式桁架,只不过这次他将弓弦倒着放了。

倒置的弓弦桁架达成的空间效果值得我们好好品味一番。桁架的下弦为体育馆定义出一个下凹的顶面,德·拉·索塔将这个顶面比喻成挂毯,将毯子的两端挂在杆上,因为重力的作用,中间的部分会自然下垂形成一个优美的下凹曲线。反过来,通过这样一个曲线,你也能感受到重力的存在。

下凹的曲线在功能上也有一石二鸟的效果。一方面阶梯教室需要一个倾斜的地面,正好契合了桁架的形式。另一方面曲面的两端翘起来,在南北两侧分别为阳光和看台的视线让出了空间。从剖面上看,体育场、看台和阶梯教室3个组成部分各自以非常适宜的形状完美地咬合在一起。说到看台,我想起当年参观的时候,还非常嫌弃它陡峭的坡度和逼仄的空间,其实这是德·拉·索塔根据孩童的平均身高112厘米精打细算抠出来的尺寸。

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倒置弓弦桁架
功能二:下凹曲线两端翘起来,在南北两侧分别为阳光和看台的视线让出了空间。
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陡峭的坡度和逼仄的空间,是德·拉·索塔根据孩童的平均身高112厘米精打细算抠出来的尺寸。
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对空间的精细规划还体现在游泳池上。拉蒙-拉卡的方案给了游泳池非常舒适的层高,但德·拉·索塔似乎觉得游泳馆没必要那么高,且结构的跨度也只需要大于游泳池的宽度就行了,于是他成功地把游泳池塞到了地下室里。

场地条件对于体育馆的采光、通风和排水都非常不利,原方案没有很好地解决这些问题。德·拉·索塔的草图上用箭头和文字标注了阳光、空气和水(对应着建筑的3项功能:采光、通风和排水),以及它们在建筑中的运动方向。

采光方面,因为北面是挡土墙,所以建筑只有南面临街的一侧有采光。为了保证私密性,墙面的下半部分没有开窗。上半部分则是大面积的玻璃窗,甚至还设计了一块倾斜的玻璃面。顶层的阶梯教室除了通过南面的室内窗采光外,在屋顶操场的地面上还设置了玻璃砖的采光窗。

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通风方面,德·拉·索塔利用了烟囱效应,在南面较低处设置进风口,在北面出地面处设置出风口。热空气上升会从上方的出风口排出,带动下方进风口进风。这样基于气压差形成的空气循环,比单在一个朝向上开窗户效率要高。

排水方面,德·拉·索塔在建筑北面的边界线上设置了一个排水沟,让屋顶的操场地面向北微微倾斜,避免向街道排水。

更轻的立面

拉蒙-拉卡的方案中立面设计并没有考虑地面屋顶操场的拦网。德·拉·索塔考虑到砖墙很实,而网很轻很虚,直接将两者结合在一起,就显得比较突兀。在他的方案中,立面的材料从下往上分别是:砖、玻璃和屋顶的金属网,从重到轻逐渐过渡,就让网的出现并不突兀。挂网的立杆也经过专门的设计,和整个建筑的结构形式相呼应。由于采用了幕墙(带有装饰效果的轻质外墙,可以是玻璃、石材或者砖,不承重,像幕布一样挂在主体结构上)体系,马拉维拉斯体育馆的立面构图更加自由。顶上的凸窗和倾斜的玻璃面让整个立面更加活泼。立面上的细节,包括墙根处的通风百叶,以及入口的设计,都大有文章,这里限于篇幅,就不展开了。通过以上分析,相信大家已经感受到德·拉·索塔在设计过程中深入而密集的思考。建筑设计是一项艰辛的工作,绝非一场随意任性的形式游戏。

(责编:李玉箫)

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