欧洲地区穹顶结构技术与造型艺术的发展演变

1、欧洲地区从古罗马时期到资产阶级革命时期穹 顶结构技术与造型艺术的发展演变欧洲地区从古罗马时期到资产阶级革命时期穹顶结构技术与造型艺术的发展演变关键词：欧洲、穹顶、结构技术、造型艺术、发展摘要：古罗马时期建造的穹顶，它是一种新的结构造型，有效地解决了室内大空间问题，但 在初期，人们往往不能全面认识它，不知道如何利用它，尽管有巨大的艺术造型上的潜力， 但还没有完全发挥出来。同时由于结构技术的限制，穹顶外观笨重，内部空间单一封闭。拜 占庭时期，大大发展了古罗马的穹顶结构和集中制形制，这一时期的穹顶主要在教堂建筑中 发展成熟，内部空间开敞、延展、富有层次感，在外部表现上由于使用了帆拱和鼓座，增强 了穹

2、顶的艺术表现力。文艺复兴时期，重新启用了古希腊和古罗马的构图元素，突破中世纪 教会的禁制，集中制形制重新成为构图手段，穹顶在结构和施工上都有很大的进步，外观上 突破了 “犹抱琵琶半遮面”的状态，成了整个城市轮廓线的中心，这在穹顶的发展史上是首 创的，目的是宣扬人文主义的胜利。以上两条相互交织，相互影响，贯穿于穹顶发展的始终。正文：一、古罗马时期（约公元前750年476年）券拱技术，尤其是混凝土的券拱技术，是罗马建筑最大的特色，最大的成就，是他对欧 洲建筑最大的贡献，影响之大，无与伦比。罗马建筑典型的布局方法、空间组合、艺术形式 和风格以及某些建筑的功能和规模等等都同券拱结构有关。代表建筑：万神

3、庙（公元前120-124年）万神庙位于意大利首都罗马圆形广场的北部，是罗马最古老的建筑之一，也是古罗马建 筑的代表作。万神庙重建时，采用了穹顶覆盖的集中式形制。新万神庙是单一空间、集中式 构图建筑物的代表，它也是罗马穹顶技术的最高代表。图1万神庙平面图2万神庙剖面万神庙平面（图一）为圆形，上覆穹顶。这个古代世界最大的穹顶直径43.3米，正中 有直径8.92米的圆洞，可能寓意神的世界和人的世界的某种联系。从圆洞进来柔和的漫射 光，照亮空阔的内部，有一种宗教的宁谧气息。平面特点：古罗马穹顶代表了欧洲早期穹顶的特点，圆形平面上覆盖圆形穹隆顶，可见 当时人们的思想还存在一定的局限性。1、结构技术：穹顶

4、的材料用火山灰水泥制成的混凝土浇筑。作为骨料的石块，在下面的硬而重，在上 面的软而轻。为了减轻重量，穹顶越往上越薄。先用砖沿球面砌几个发券，然后再浇筑混凝 土。这些发券的作用是，可以使混凝与分段浇筑，还能防止混凝土在宁借钱下滑，并避免混 凝土收缩时出现裂缝。穹顶内表面作凹格以减轻重量，共5排，每排28个。墙上除大门外有7个凹室，也能起 减少施工量的作用。墙里和穹顶里都有砖券，结构作用不明显，可能出于施工需要。古罗马穹顶的缺点：穹隆顶自重大，需要连续的承重墙来抵挡穹顶的侧推力。因此，承 重墙很厚而且不宜大面积开窗，影响室内采光，局限性较大。2、造型艺术：万神庙内部体现了古典建筑和谐、稳定和庄严的

5、特色。穹顶顶部（图二）矢高43.3米， 与直径相等，内部空间完整紧凑。穹顶没有完整的表现出来，这大概是为了：第一，减少穹 顶侧推力的影响；第二，把墙加高，体型比较匀称；第三，当时还没有处理饱满的穹顶的艺 术经验，也没有这样的习惯。万神庙内部的艺术处理非常成功。因为用连续的承重墙，所以内部空间是单一的、有限 的。它十分完整，几何形状单纯、明确而和谐，开朗、阔大而庄严。穹顶上的凹格被划分了 半球面，使它的尺度和墙面统一。四周的构图连续，不分前后主次，加强了空间的整体感， 浑成统一。墙面的划分、装饰的壁柱和壁龛，都是尺度正常，色调沉稳，所以建筑虽大，但 不使人感到受压抑。墙面所有构件都用赭红大理石。

6、地面中央微凸，主要用灰白色大理石。 穹顶抹灰，每个凹格中心原来可能有镀金的铜质玫瑰花。3、古罗马在建筑上的贡献：建筑类型：扩展了建筑创作领域，设计了许多新的建筑类型，每种类型都有相当成熟的 功能形制和艺术样式；建筑艺术：丰富了建筑艺术手法，增强了建筑的艺术感染力，改造希腊柱式，提高柱式 的适应能力，增加新的构图形式和艺术母题；建筑空间：罗马人空前地开阔了建筑的内部空间，发展了复杂的内部空间组合，创造了 完美的券拱结构体系，发明了以火山灰为活性材料的天然混凝土；建筑理论：以维特鲁威的建筑十书为代表，成为自文艺复兴以后三百多年建筑学上 的基本教材。二、拜占庭时期（3951453年）公元395年，古

7、罗马帝国正式分裂为东西两部，东罗马以君士坦丁堡为首都，后来的史学家们为了与古罗马相区别，将其命名为拜占庭帝国。拜占庭建筑是在继承古罗马建筑文 化的基础上，汲取了波斯、两河流域、叙利亚等东方文化，形成了自己的建筑风格。代表建筑：圣索菲亚大教堂（532537年）拜占庭时期建筑上最光辉的代表是首都君士坦丁堡的圣索菲亚大教堂（图三）（532537 年），它是东正教的中心，是拜占庭帝国极盛时代的纪念碑。它的主要成就就是创造了把穹 顶支承在4个或者更多的独立支柱上的结构方法和相应的集中式建筑形制。图3圣索非亚大教堂1、结构技术：帆拱：在方形平面的四边发券，在四个券之间砌筑以对角线为直径的穹顶，又在四个券

8、的顶点做水平切口，水平切口和4个发券之间的4个角上的球面三角形部分，称为帆拱。图4帆拱图5帆拱做法它的做法是，在四个柱墩上沿方形平面的四边发券，在四个角上各造一个三角形球面， 球面的半径是方形平面外接圆的半径，它们在四个大券的顶点位置形成一个水平的环，在环 上便可以砌筑穹顶。为了进一步完善集中式形制的外部形象，又在4个券的顶点高程的水平 切口上再砌半圆形穹顶。在进一步，则先在水平切口上砌一段圆筒形的鼓座，穹顶砌在鼓座 上端。帆拱的特点：1.外形上使穹顶完整；2.结构上覆盖的是完整的方形平面；3.只需四个 支点支撑穹顶。帆拱既使建筑方圆过渡自然，又扩大穹顶下空间，是拜占庭结构当中最具有 特色的。

9、2、内部空间：圣索非亚大教堂内部空间既集中统一又曲折多变。穹顶下覆盖的空间开阔宽敞，内部是 延展的、复合的空间，比起古罗马万神庙单一的、封闭的空间，是结构上的一大进步，内部 有不同方向、不同大小、不同层次的发券，能形成内部优美的层次感。穹顶底脚，每两个肋之间都有窗子，一共40个，在肋间分段浇筑混凝土，混凝土的骨 料用陶罐，这些陶罐一个接一个地串联起来，排列在胎膜上，再浇筑混凝土，因此穹顶的混 凝土内空隙很大、很轻，比起古罗马自重较大的穹顶，是一个很大的进步。图6圣索非亚大教堂内部空间图7圣索非亚大教堂的马赛克壁画3、造型艺术：1）、玻璃马赛克和粉画：平整的墙面上贴彩色大理石板，拱券和穹顶表面用

10、马赛克或 粉画。马赛克壁画是用半透明的小块彩色玻璃镶嵌成的。为了保持大面积画面色调的统一， 在拱顶和穹顶上先铺一层底色。在不重要的教堂，墙面抹灰，作粉画。2）、石雕：发券、拱脚、穹顶底脚、柱头、檐口和其它承重或转折的部位用石头砌筑， 并在上面做雕刻装饰。雕刻的手法是：保持构件原来的几何形状，用镂空和三角形截面的凹槽来形成图案。圣索菲亚大教堂的内部灿烂夺目的色彩效果。墩子和墙全用彩色大理石贴面，有白、绿、 黑、红等颜色，组成图案。柱子大多是深绿色的，少数是深红色的。柱头一律用白色大理石， 镶着金箔。穹顶和拱顶全用玻璃马赛克装饰，大部分是金色底子的，少量是蓝色底子的。地 面也用马赛克铺装。4、穹顶

11、外部特征拜占庭早期穹顶的外观很朴素，形体完全随从内部空间，穹顶没有突起的鼓座，像古罗 马的万神庙一样，穹顶还没有成为竖向的构图中心，体形臃肿，外形没有独立的处理，穹顶 的统率作用没有充分的表现。稍晚一些，教堂的外形有了改进，穹顶逐渐饱满起来，举起在 鼓座之上，统率整体而成为中心，真正成了垂直轴线，担任了统率作用的重任，这时期的穹 顶比早期的舒展、匀称而有变化。它的造型对以后欧洲建筑甚至东方建筑都发生了很大影响， 有许多大穹顶构成城市的天际线。图8圣索非亚大教堂外部特征三、西欧中世纪建筑（约1015世纪）罗马式建筑（约1012世纪）拉丁十字式巴西利卡代表建筑：比萨主教堂（10631092年）比萨

12、主教堂是意大利罗马式教堂建筑的典型代表。位于意大利比萨。教堂平面呈长方的 拉丁十字形，长95米，纵向四排68根科林斯式圆柱。纵深的中堂与宽阔的耳堂相交处为一 椭圆形拱顶所覆盖，中堂用轻巧的列柱支撑着木架结构屋顶，侧廊用十字拱。1、结构技术：比萨大教堂的建筑样式，并不是纯粹的巴西里卡式，而是掺有罗马式风格的一种建筑样 式，其中央通廊上面是用木屋架，然其券拱结构，由于采用层叠券廊，罗马式特征依然十分 明显。在结构方面，趋向于一种有机性-有系统的机能上的平衡以及结构与形式上的密切配 合，这表现在建筑的结构部分与间隔部分的分工：一方面在筑墙时，把建筑的全面承重改为重点承重，因而出现了承重的墩子或扶壁与

13、间 隔轻薄的墙；另一方面是创造了肋料拱顶。一般的教堂，平面仍呈巴西利卡式，但加大翼部， 成了明显的十字架形，而十字交叉处从平面上看，由于上有突出的圆形或多边形塔楼，渐渐接近正方形。长厅分为五部分，横殿分为三部分。图9比萨主教堂平面图10比萨主教堂鸟瞰图洗礼堂位于主教堂前面，与教堂在同一中轴线上，这两个圆形建筑在空间上的大小、矮 高、远近搭配得当，显得与主教堂非常和谐。意大利比萨斜塔，位于比萨主教堂圣坛东南20余米处。1174年开始建造，是作为主教堂钟楼而设计的。斜塔用大理石建造，圆形建筑，直径16米，重1.42万吨。全塔8层， 从底层到顶层分布数量不同的圆柱，并有213个拱门位于塔的各处。塔顶

14、为钟亭。2、造型艺术：比萨主教堂正立面暴露山墙两坡，高约32米，有4层空券廊作装饰，是意大利罗马风 格的典型手法。底层入口处有三扇大铜门，大门上方是几层连列券柱廊，以带细长圆柱的精 美拱圈为标准逐层堆叠为长方形、梯形和三角形，布满整个正面。教堂的外墙是用红白相间 的大理石砌成，色彩庄重和谐。图11比萨主教堂正立面图12比萨主教堂外墙三座建筑物的形体各异，对比很强，造成丰富的变化。但它们的构图母题一致，都用空 券廊装饰，风格统一，从城市这边望去，又被城墙和公墓联系起来，形成和谐的整体。空券 廊造成的强烈和光影和虚实对比，使建筑物显得很轻快爽朗。三座建筑物都由白色和暗红色 大理石相间砌成，称着碧绿

15、的草地，色彩十分明亮。作为城市战胜强敌的历史纪念物，它们 是端庄的、和谐的、宁静的。3、罗马风建筑的特点：1）、平面线式一一拉丁十字式巴西利卡；2）、罗马风建筑常以古典柱式作装饰，空间 由高大突出的中厅，两个侧厅和横厅组成，彼此由墩柱严格分开；3）、罗马风建筑的墙体 非常厚实，窗户开得很小，中厅因此显得幽暗而神秘。随着时间推移，罗马风教堂越盖越高， 并以拱顶取代了木屋顶，后来又以骨架券代替了拱顶；4）、罗马风建筑最重要的特征之一， 是对古罗马半圆形拱券结构的广泛应用。常采用拱璧和肋骨拱来平衡拱顶的横推力。这些扶 壁和肋骨拱在结构与形式上都对后来的建筑影响很大，是哥特式建筑发展的基础；5）、罗

16、马风建筑的另一个创新是把钟楼组合到了教堂建筑中。4、结构上的不足：1）、拱顶的平衡没有明确可靠的方案，拱顶很厚重，不仅浪费石材，且连带着墙垣也 很厚重，窗子小，内部昏暗而外观封闭。2）、内部空间较狭隘。3）、堡垒般粗苯的外形， 远远不能满足市民把教堂作独立斗争的纪念碑来装饰和赞美城市的愿望。4）、中厅两侧的 支柱大小相同，开间大小套叠，形式不够单纯。5）、用了骨架券后，每个间的十字拱顶因 对角直径较大的券高于四边直径较小的券而中央隆起，空间不够简洁。6）、东端圣坛和它 后面的环廊、礼拜室等，由于形状复杂，不易用筒形拱或十字拱覆盖。哥特式建筑（约1012世纪）罗马建筑的进一步发展，就是1215世

17、纪西欧主要以法国的 城市主教堂为代表的哥特式建筑。1、结构特点：1）、使用骨架券作为拱顶的承重构件，十字拱成了框架式的，其余填充维护部分减薄， 材料省了，拱顶大为减轻，侧推力小多了。2）、使中厅可以开很大的侧高窗，而且侧廊外墙也因卸去了荷载而窗子大开，因而结 构进一步减轻，材料进一步节省。3）、全部使用两圆心的尖券和尖拱（尖十字券），尖券和尖拱的侧推力较小，有利于 减轻结构，而且不同跨度的两圆心券和拱可以一样高。形制：拉丁十字式四、意大利文艺复兴建筑（1516世纪）文艺复兴起源于意大利，在建筑上表现向古典文化的回归和向往，古罗马时期的拱券、 穹顶、柱式等重新成为这一时期重要的构图元素，古典建筑

18、成为新的典范和样板。意大利文 艺复兴时代的建筑师一方面采用古典柱式，一方面又灵活变通，大胆创新，甚至将各个地区 的建筑风格同古典柱式融合一起。他们还将文艺复兴时期的许多科学技术上的成果，如力学 上的成就、绘画中的透视规律、新的施工机具等等，运用到建筑创作实践中去。代表建筑：佛罗伦萨主教堂的穹顶（12961470年）佛罗伦萨主教堂的穹顶是世界最大的穹顶之一。意大利艺术家伯鲁乃列斯基经过周密数 学计算使它成为科学的合理性和艺术的完美性相结合的典范。它的结构和构造的精致远远超 过了古罗马的和拜占庭的，结构的规模也远远超过了中世纪的，它是结构技术空前的成就。图13佛伦罗萨主教堂平面佛罗伦萨主教堂的形制

19、很有独创性，拉丁十字式，集中式布局。它内部空阔敞朗，西半 的大厅长近80m，只分为4间，柱墩的间距在20m左右，中厅的跨度也是20m。内部空间极 为高敞。东部的平面很特殊。歌坛是8边形的，对边的距离和大厅的宽度相等，大约42m 多一点。在它的东、南、北三面各凸出大半个8角形，明显呈现了以歌坛为中心的集中式平 面。这是一个形制上的重要的创新，将在15世纪之后得到发展。歌坛上的穹顶因为技术困 难而直到15世纪上半叶才造起来。1、结构技术：结构为了突出穹顶，砌了 12m高的一段鼓座。把这样大的穹顶放在鼓座上，这是空前未 有的。虽然鼓座的墙厚到4. 9m，还是必须采取有效的措施减小穹顶的侧推力，减小它

20、的重 量。伯鲁乃列斯基的办法是：一，穹顶轮廓采用双圆心矢型；二，用骨架券结构，穹面分里 外两层，中间是空的。这两点显然不仅借鉴了古罗马的经验，而且也借鉴了哥特式建筑的经 验，但它却是全新的创造。在8边形的8个角上升起8个主券，8个边上又各有两根次券。 每两根主券之间由下至上水平地砌9道平券，把主券、次券连成整体。大小券在顶上由一个 8边形的环收束。环上压采光亭。这些都由大理石砌筑。顶的大面就依托在这套骨架上，下半是石头砌的，上半是砖砌的。它的里层厚2.13m， 外层下部厚78.6cm，上部厚51cm。两层之间的空隙宽1. 21.5m左右，空隙内设阶梯供 攀登。有两圈水平的走廊，各在穹顶高度大约

21、1 /3和2/3的位置。它们也能起加强两层穹顶 的联系的作用。从上面一圈走廊，可以循内层穹顶外皮上的踏步走到采光亭去。它是结构技 术空前的成就。2、造型艺术：教堂内部很朴素。主教堂的正面、洗礼堂和钟塔都以各色大理石贴面，在不大的市中 心广场上构成形体丰富多变而又和谐统一的景色，这是中世纪意大利城市中心广场中最壮丽 的。主教堂歌坛上的穹顶，在完成之后与钟塔一起是城市外轮廓线的制高中心。图14佛罗伦萨主教堂穹顶佛罗伦萨主教堂穹顶的外观造型：主教堂穹顶呈尖矢形而不是半圆，借鉴了拜占庭的经 验，在穹顶之下加了一段高达12米的鼓座，虽然有违建筑师的初衷，不利于抵抗侧推力， 但却能把穹顶举得很高。在拜占庭

22、建筑风格的影响下，伯鲁乃列斯基为穹顶的表现作了探索， 不仅加了一段鼓座，又采用尖矢形把穹顶向上拉高，获得了饱满的、充盈着张力的穹顶，成 了大教堂的构图中心，高高耸向天际，这是个崭新的富有纪念碑气质的形象。代表建筑：坦比哀多（15021510年）是意大利文艺复兴建筑的纪念性风格的典型代表。伯拉孟特在这里所追求的不是简单地 模仿古代建筑，而是在精神气质上创造出与古典建筑具有同等意义的现代纪念性建筑，他超 越了古人，因此这座建筑可称之为文艺复兴盛期的纲领性作品，可谓建造新圣彼得大教堂的 先声。m 7& 37H9 2RIB烫图15坦比哀多平面、立面和剖面集中式的形体，饱满的穹顶，圆柱形的教堂和鼓座，外

23、加一圈柱廊，使他的体积感很强， 建筑物虽小，但有很强的层次感，附于多种几何体的变化，虚实映衬，构图丰富。它是圆形 平面的集中式布局，以古典围柱式神殿为蓝本，上盖半球形圆形。平面是柱廊和圣坛两个同 心圆组成，柱廊为多立克式柱子组成；立面由两个精细不同的圆筒形构成。柱廊的宽度等于 圣坛的高度，这种造型是典型的早期基督教为殉教者所建的圣祠的基本形式。教堂下层的围 柱廊采用多立克柱式，颇具英雄主义气质。这座建筑物的形式，特别是以高居于鼓座之上的穹顶统率整体的集中式形式，在西欧是 前所未有的大幅度的创新，当时就赢得了很高的声誉。是被称为经典的作品。对后世有很大 的影响，从欧洲到北美，几乎到处都有他的仿制品，大多用在大型公共建筑的中央，构成城 市的轮廓线。五、欧洲资产阶级革命时期建筑（1516世纪）代表建筑：圣保罗大教堂（16751716年）圣保罗大教