圣家堂的Arup工程师Tristram Carfrae在《石器时代2.0》的采访中认为,将石头作为一种结构材料可以使建筑在建造和居住时都更令人愉快。
Carfrae是工程公司Arup的副主席,他认为石头在建筑中的潜力远远超出了现代设计中通常所说的——一种华丽的表面材料。
Carfrae告诉Dezeen:“石头已经成为一种奢侈的覆层材料,无论是用作雨幕还是地砖。”。
他解释道:“我们需要将石头从奢华的材料重新定位为实用的材料——这恰好也是美丽的。”。
“我们必须开始展示斯通的潜力。”
石头“丰富、自然、低碳、美丽”
Dezeen在《石器时代2.0》系列节目中与Carfrae进行了交谈,该系列节目探讨了这种材料作为钢铁和混凝土的耐用、低碳替代品的潜力。对他来说,在建筑中重新引入石头有很多好处,最明显的是它作为一种天然材料的品质。
Carfrae说:“结构石的主要好处是它是一种丰富、天然、低碳、美观的材料。”。
“它还可以改变建筑过程,形成一种将自然材料、传统工艺和数字驱动制造相结合的结构,从而提供一种人们可以更好地与之相处的建筑,提供更大的乐趣和福祉。”
上图:工程师Tristram Carfrae是结构石的支持者。照片由奥雅纳提供。上图:他目前正在巴塞罗那的圣家堂进行工程设计。Bernard Gagnon摄
Carfrae在圣家堂亲身展示了这一信念,他在奥雅纳的团队一直在帮助设计建筑师Antoni Gaudi构思的世界著名项目。
他的团队应圣家堂基金会的邀请,帮助加快其众多巨大元素之一——圣母玛利亚塔的建设并减轻其重量,所有这些都“忠实于高迪的愿景”。
他解释道:“当然,长方形会堂主要是用石头以纪念性砖石的形式建造的,与所有大型教堂和大教堂的建造方式大致相同。”。
“但该基金会热衷于加快建设,需要减轻其中一座主要塔楼玛丽塔的重量,玛丽塔由弗朗切斯科·维拉尔在高迪被任命之前为一座小得多的教堂建造的地下室支撑。”
石头建筑不再是“邻里公害”
为了实现这一目标,奥雅纳利用现代建筑技术开发了一种基于预制石板的建筑系统。
Carfrae解释道:“我们与Sagrada的建筑师和建筑商以及2BMFG的工程师一起,共同设计了一个使用预制后张石面板的概念,可以在场外大规模生产,然后在现场快速组装。”。
通过使用这些加固的石板代替传统的砌块,每个构件的厚度从大约1200毫米减少到300毫米,确保了塔楼“在原始地下室基础的承重能力范围内”。
奥雅纳为圣家堂开发了一种基于预制石板的建筑系统
Carfrae说:“这一制造和组装过程还提高了施工速度,同时在大部分时间里腾出了主塔式起重机用于其他任务。”。
“玛丽塔的建造非常成功,随后所有主塔都采用了这一工艺,六座塔中的五座现已完工。”
Carfrae表示,通过使用数字建筑信息建模(BIM)模型,以这种方式使用结构石的过程得到了加强,这是“Sagrada设计团队20多年前开创的”。
BIM模型使施工团队能够使用计算机控制的金刚石带锯切割石头,只将表面处理留给工匠,从而加快了施工速度。
Carfrae说:“数百年来,每一块石头的裸露表面仍然由热爱的工匠手工完成,创造出一种唤起快乐和增进幸福的美学。”。
“因此,建筑业从一个肮脏、嘈杂、劳动密集型的街区变成了一场戏剧表演——巨大的精确制造的部件由少数人安静而安全地吊装到位。”
“我们需要更多的原型”
根据Carfrae的说法,圣家堂率先在石头建筑方面取得的进展证明了石头是如何有效地重新引入现代建筑的。
特别是,他希望这将引起人们对如何通过后张拉等措施开发和提高石头的天然抗压强度的关注。
“如果我们能够正确地使用[石头的]抗压强度,通常比混凝土的抗压强度大,同时设计替代的张力路径,例如使用后张拉,那么我们就可以将其用作结构材料。”
“除了降低普通钢结构和混凝土结构的碳强度外,
使用后张石面板的建筑可以更快、更便宜、更轻、更耐用。”
Carfrae的团队帮助加快了施工速度,减轻了结构的重量
Carfrae多年来一直是石头建筑的开拓者,他最早的材料探索是在1992年塞维利亚博览会的未来馆,为此他与Arup的Peter Rice和MBM Arquitectes工作室的David Mackay合作。
最近,他在悉尼植物园创作了克里斯·布斯的Wurrunguri雕塑。
然而,尽管像这样的项目是令人印象深刻的工程壮举,但他认为需要更多普通的结构石实例来鼓励其在行业中的应用。
他反思道:“已经有一些令人震惊的例子,比如威尼斯双年展上菲利普·布洛克的Armadillo Vault和圣家堂的作品,但我们需要更多在普通环境中使用石头的原型和例子。”。
“这个行业不会在一夜之间,甚至十年内发生转变,但我们仍然可以起步。”
Carfrae表示,除了缺乏例子外,阻碍其使用的一个障碍是“关于石头到底有多可持续的持续辩论”。然而,他相信可以负责任地使用它。
1992年,Carfrae在塞维利亚世博会的未来馆工作时,首次在建筑中探索石头。照片由Jl FilpoC通过Wikimedia Commons拍摄
他解释说:“毕竟,这不是一种可再生资源,但资源非常丰富。”。
Carfrae继续说道:“从地下开采的天然材料的数量与混凝土的数量大致相同,但没有将这种材料转化为有用的结构产品的能源密集型过程。”。
“所有石头的开采、成型和组装都可以由可再生能源驱动的电机完成。”
石头应该“与其他材料一起考虑”
他补充说,正如圣家堂所证明的那样,通过使用后张拉等技术来减少结构石材组件的所需重量,我们将“使用比历史上少得多”。
以这种方式将石头作为混合结构的一部分,也反映了他认为材料重新进入建筑师和建筑商工具包的最合适方式。
事实上,他希望混合结构也能成为未来现代建筑的一种常用施工方法。
他解释道:“我认为石头——以及木材和其他形式的砖石——应该重新进入结构词典,并与其他材料一起考虑。”。
他继续说道:“材料的选择应该根据背景和期望的结果逐个项目进行。”。
“但请永远记住,石头,尤其是使用电气设备开采和制造的石头,碳含量非常低,而且非常漂亮。”
这一概念呼应了建筑师Aurore Baulier的观点,他是结构石的另一位支持者,曾与Dezeen就其石器时代2.0系列进行过交谈。
Baulier告诉Dezeen:“仅仅因为你可以用石头做一堵实心墙,并不意味着你应该这么做。”。“一个更好的组合是开始使用木材和石头的混合结构。”
工程师Steve Webb对此表示赞同。在为《石器时代2.0》撰写的一篇评论文章中,他说“石头有道理,但它不是银弹”。
除非另有说明,否则照片由圣家堂基金会提供。
里萨·萨诺插图
石器时代2.0
这篇文章是Dezeen的石器时代2.0系列的一部分,该系列探讨了石头成为一种可行的、低碳的现代结构材料的潜力。
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