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已建设137年的建筑工程

The World's Oldest Construction Project | Sagrada Familia

本集《真实工程》由Brilliant为您呈现
Brilliant是一个帮你解决问题的网站
也教你像工程师一样思考
团状城市街区和白色线性街道
是巴塞罗那城市的独有特点
这与大多数道路狭窄弯曲的欧洲城市不同
然而 一些有史以来最独特 最美丽的建筑
坐落在这些横平竖直的街道上
每个建筑都以其结构和设计植根于自然
这些美丽的建筑在各自的街区尤为突出
是世界上最伟大的建筑师之一——
安东尼奥·高迪的作品
他的建筑受到大自然的启发
是对自然的礼赞
对生命的礼赞
也是高迪对自己用生命信仰的神的礼赞
米拉之家 巴特罗之家
以及最著名的
至今仍在建设的圣家族大教堂
这些建筑相隔不远
每个都线条复杂 特点鲜明
打破常规
这些建筑诞生于安东尼奥·高迪的大脑
1852年出生于一个工匠家庭
安东尼奥·高迪通过遵循自然界的模式
找到了很多建筑灵感和建筑意义
高迪把自己所感受到的自然的魅力视为上帝的礼物
并将其作为自己建筑世界的蓝图
高迪曾说
“创造力来自自然 归于自然”
而且他做到了
这些复杂的相互交织的抛物线状设计
诞生于一个计算机尚未出现的时代
这些设计如此复杂
以至于他的代表作——
始建于一百三十五年前的圣家族大教堂
现在仍在建设
今天 我们将了解它的故事
了解为什么它花费了数代人的心血来建造
圣家族大教堂于1882年开始建造
时任建筑师是弗朗西斯科·德·比利亚尔
他在一年后辞职
使得高迪能在30岁时接手主持工程
年轻的高迪抓住了这个机会
将这个教堂建设成了他的伟大作品
他改变了这个项目
融入了自己的标志性风格
将哥特式建筑风格和新艺术运动风格相结合
创造出一种全新的风格
圣家堂看起来更像是展示进化过程的作品
而不是一个设计
仿佛一个巨大且精心设计的白蚁丘
他的设计图是根据自然法则雕刻而成的
高迪不只是一个建筑大师
以创新的方式设计建筑物
更像是艺术家的挑战
他是一个伟大的工程师
他了解各种形状
如何影响建筑物结构的完整性
并允许物理和自然影响他的设计
不去与自然法则斗争
而是与它们合作
他率先在艺术和科学之间架起了一座桥梁
他了解自然是由数学定理定义的
对于他来说 这是对上帝的终极礼赞
圆柱模仿树木和骨骼
拱门模仿胸腔
螺旋楼梯的灵感来自于贝壳
尖塔模仿水晶
以及可与森林遮篷相媲美的天花板
这些设计的灵感都来自于自然现象
但是一个能用石头展现这些景观的人
一定是一个真正的天才
所以 安东尼奥·高迪到底是怎样
在一个计算分析尚未出现的年代
设计出如此复杂的建筑的?
这些复杂 具有革新意义的结构
是经过多次的试错修改得到的
天然拱门是自然的杰作
形成需要数周
而植物能分化出感应重力方向
从而影响其生长方式的细胞
骨骼细胞在受到压力时会加速生长和繁殖
大自然是智能设计的最终形式
高迪在仿照这些进行设计时
贯彻着一个简单的观念
高迪面对的挑战是材料强度
他所采用的主要建筑材料
是一种砂岩 叫蒙特惠奇石
相比其他石头
蒙特惠奇石的抗压性是最强的
将蒙特惠奇石置于压缩状态下
它可以承受巨大的压力
但是对其施加张力
岩石中的微小缺陷会形成裂纹
很快整个石头就会沿着裂纹破裂
这个挑战伴随着整个结构设计过程
使用蒙特惠奇石的首要条件之一
是保证它一直受到压力
数千年来
这一直是一项著名的建筑技术
但是是罗马人
真正看到并利用了它的潜力
不同于主要构造为竖立柱和水平门的
古希腊建筑
罗马建筑的特征在于拱和圆顶
罗马人建造了结构庞大的建筑
例如著名的渡槽和万神殿圆顶
这些建筑现在仍然矗立
证明着其自身的坚固性
拱门的强度
取决于其自身重力传递到地面的方式
让我们来对比一下柱子加过梁结构
与同等宽度的拱门结构
主要柱子保持竖直
它们就完全处于压缩状态
向下的重力将石头压在地面
然而 水平放置的石头 即过梁
会因自身重力下垂
因此会同时受到压力和拉力
上表面向内弯曲导致压力
而下表面拉伸 受到拉力
这将极大地限制结构强度
相比之下 拱形结构
使力均匀地分布在整个结构上
没有会导致弯曲压力的僵硬拐角
来自地面的反作用力可以顺利地
沿着重力分布的路径反向分散
使得石头保持压缩状态
从而使得拱形结构能够承受更大的重量
这条假想路径被称为信任线
建模确定信任线是高迪的专长
了解了这些概念
设计渡槽之类的2D结构会更加简单
但是将其拓展开来设计圣家堂这样复杂的建筑
完全是另一回事
教堂内部的柱子
像生机勃勃树木一样各有不同
受难立面的支撑柱向外延伸
传递着一种令人难以置信的信念——
即使只由砂岩建成
它们也能保持站立
高迪是怎样做到的?
很简单 他使用了绳子
当你将绳子之类的柔性材料
悬挂在一个空隙上时
除了保持纯张力以外
它自身没有刚性来固定在任何位置
把一条绳子的一点固定
它会向下垂落
整条绳子都承受拉力直至平衡
将一条绳子的两端固定
它会凹陷下垂
直到整条绳子再次受力平衡
缩短距离 它会随着更深的抛物线拱下垂
保持受到拉力状态
你会发现这里有一种模式
绳子可以用来表示信任线
但是 我们希望石头受到压力 而不是拉力
我们应该怎样把这点应用于石头?
简单 拍张照片 然后上下翻转
高迪最初在一块木头上
以1:10的比例画出了教堂的设计草图
接下来 他在希望有支撑柱的位置
增加了锚点
在这些地方 他逐渐开始增加绳子和重量
这些重量代表
支撑柱需要支撑的实际重量的1/10000
缩放权重表示绳子 石头
与它们所代表的实物之间所具有的刚度差
他花了十年的时间来调整这个绳子模型
直到最终得到满意的结果
他用这个模型来展示自己的设计思路
通过这座安放于圣家堂地下室的重建后的模型
你可以看到这座建筑的雏形已经开始展现
这是高迪即将建造的杰作的框架
高迪将他的余生都用来雕刻这个模型
设计错综复杂的外墙立面
每面都讲述着一个来自圣经的故事
添加少数人能注意到的细节
并且要求项目继续进行
高迪怀着对生命的真诚
拒绝了其他项目
1914年 他开始住在圣家堂里的工作室里
对自己最后的杰作的痴迷占据了他的余生
他不再注意自己的外表
变成了衣衫不整的隐士
他全身心地投入到脑力劳动中
监督圣家堂的设计和建造
但是1926年6月7日 不幸发生了
在73岁那年
高迪在步行前往教堂的途中被有轨电车撞倒
无人救援
行人没有发现这个衣衫褴褛的老人
就是那位声名显赫 深受爱戴的建筑师
几个小时后 高迪被送往医院
但是只接受了基础治疗
当人们认出他的时候 一切都来不及了
医生束手无策
两天后 他去世了
去世那天是1926年6月10日
随后的葬礼封闭了巴塞罗那的街道
大量巴塞罗那居民涌上街头
护送他的棺材前往最后的安息之地
圣家堂地下室
他去世时 这个工程才完成了不到四分之一
随着这个复杂项目背后的策划者的消失
完成圣家堂成为一项艰巨的任务
1936年西班牙内战的爆发
使得情况更为艰难
当无政府主义者
摧毁了圣家堂仅有的模型时
这项已经很复杂的建筑
成为了世界上最困难的谜题
这座建筑本可能已被放弃
但随着20世纪50年代
西班牙摆脱了战后贫困
新一代的工程师和工匠
运用了高迪无法获得的工具和材料
致力于实现高迪的愿景
破碎的模型毁坏得太厉害
部分碎片甚至完全丢失
重新拼凑破碎的模型变得非常困难
但是接替了高迪工作的设计师
发挥了自己的优势
现在是他们的故事了
这也是这个故事真正开始吸引我的地方
这座建筑花了如此长的时间来建设
以至于不仅培养了几代工程师
也催生了几代技术
时间的流逝带来了生产率的提高
但也造成了一定程度的进度延迟
由于杂质的不同
砂岩具有多种颜色
从蓝色 灰色到粉红色 红色
在圣家堂开始建造的时候
蒙特惠奇采石场的这种砂岩产量很高
正是这种石头使得圣家堂
拥有独特的棕褐色
同时 蒙特惠奇石的高石英含量
使其比大多数沉积岩都更耐用
但是几十年过去了
这种石头开始变得越来越稀缺
1954年 受难立面的工程开始的时候
这种石料库存很快变得有限
很快 雕刻师无事可做
因为能用的砂岩仅限于库存中所剩余部分
以及加泰罗尼亚其他建筑物中可以移除的东西
改造旧奥林匹克体育场以增加观众容量的工程
为圣家堂提供了1000立方米石块
没有石块时 工程师们采用砖块
现在圣家堂的很多塔楼中都能看到砖块
但在可能的情况下 再利用石料始终是首选
随着项目的进行 这些资源开始枯竭
供应链到达了瓶颈期
导致工程无法继续进行
项目经理们不得不开始
从世界各地寻找替代资源
在过去几十年的建设中
圣家堂采用了来自世界各地的
各种砂岩和花岗岩
并尽力使它们的颜色和物理特性
与最初的蒙特惠奇石相匹配
来自加拉提亚 坎塔布里亚
苏格兰 英格兰和法国的石材
都为完成圣家族教堂做出了贡献
同时 团队也采购了其他石材
来满足更具体的美学要求
时间流逝 困难不断
但是近年来 技术带来了很多福音
像现代起重机这样明显的进步是显而易见的
然而 公众可能对此并不了解
3D建模软件逐渐能够展示高迪的天才设计
而不像早期过于简单的土木工程软件
两位从事圣家堂建设的建筑师都发现
航空工程设计软件
可以对高迪设想的复杂曲线进行建模
而圣家堂的建设实际上导致了这些软件的合并
进而提高了土木工程建模技术
近些年 资金需求也急剧增加
几十年来 圣家堂唯一的资金来源
是游客给教堂的捐款
在建设早期
捐款零零碎碎
但是现在 教堂资金充足
自从向公众开放的那天起
圣家堂就成为了全世界最受欢迎的旅游景点之一
每年数以百万计的游客支付的门票费
使得圣家堂有了稳定可靠的现金流入
这有助于支付材料费和工人工资
但是工人有时候不易找到
在过去的一个世纪中
雕刻艺术逐渐消失
熟练的工匠不易寻得
这里 技术的出现帮了大忙
雕刻师仍然在建设过程中扮演着重要角色
完成诸如表面纹理化等精细任务
但是现在 大多数重型切割
由数字控制机床完成
它可以精确地切割出石材
并确保内部钢架之间完美匹配
工人不再像高迪时代一样一砖一瓦地组装建造
他们使用穿过石头中心的拉力钢筋
将石头压缩在一起
形成一个较大的面板
零件在提升到塔架之前先进行部分组装
最终各部分像巨型乐高玩具一样组装
这种做法极大地减少了建造时间
由于所有这些进步
圣家堂预计将在2026年
也是高迪逝世100周年之际完成
远早于原定日期
这座建筑无疑与高迪的初始设计不同
受难立面的雕塑
与高迪生前建造的诞生立面的雕塑完全不同
风化所导致的诞生立面
和新建部分之间的颜色差异格外明显
在高迪的设计模型被摧毁后
接手他杰作的建筑师
无法完全按照他的设想完成圣家堂
但是我坚信
看到自己的作品终于接近完成
高迪一定是自豪的
进入圣家堂
你会邂逅彩色玻璃窗上透入的彩虹一样的光
每扇窗都讲述着一个圣经中的故事
厅内充满使人联想到彩虹
以及穿透绿色森林树冠的阳光
我是一个没有宗教信仰的人
但是这座建筑具有某种内在精神
我认为任何内心具有这种神秘精神的人
都将有所感触
我认为这是所有宗教的根源
这座建筑通过对自然的礼赞
成为了对灵性的终极赞颂
最后 在了解世界是如何运行之后
我想表达一下自己对世界的看法
我不认同学习科学的能力是天赋
或是世界之迷
恰恰相反
越了解宇宙运行规律
我越为能见证这些存在而吃惊
进入科学的世界
被其震撼的感觉太令人满足了
如果你也想体验这种感觉 Brilliant是一个好地方
通过大量诸如几何和数学之类的课程
你可以更深入地了解高迪使用的复杂抛物线
或者你可以选择经典力学课程
它将带你进入静力学世界
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译制信息
视频概述

至今仍在建设中的伟大建筑——圣家族大教堂,及其设计者安东尼奥·高迪的故事

听录译者

收集自网络

翻译译者

Icyyyy🌸

审核员

审核员Y

视频来源

https://www.youtube.com/watch?v=kkNGdzo_3EA

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