随着现代建筑的飞速发展,科学技术对建筑的影响与推动越来越大。如果没有材料力学、结构力学等的理论支持,建造摩天大厦和特大型建筑是根本不可能的。“鸟巢”的建造就是一个鲜明的例子。“鸟巢”的编织状钢外罩所带来的开放性和人性化使人领略到一种全新的建筑理念,它的创新设计和人文关怀体现出北京奥运会的精神所在。无论是碗状看台的设计、全部扭曲钢结构的外圈、对外通透的结构,还是各种出于人本和环境考虑的设备安装和设计,以“鸟巢”为首的奥运体育项目建设都为中国的建筑进程立下一座里程碑。
“鸟巢”整个结构是裸露在外的建筑。外层看是无序的,实际却是科学有序的空心外罩。完全敞开式的结构,非常亲和,其重要的设计理念是规则的排除。设计师有意将游者导入一种进入无序“鸟巢”的感觉。钢材像草根一样被扭曲,编织起来。走在里面,人们很难找出这个结构的支撑在哪儿。事实上,无数力学上的规律被隐藏在刻意的无序后面。从“无序”中寻找“有序”:整个钢结构分成主次两种构架,主构架中,两根贯穿了330米之长的桁架是唯一的平行线,也构成了有序主结构的起点和终点。外部钢构件重量达到4.2万吨,得用30多列火车满满运过来。这么重的钢构件怎么支撑呢?整个建筑有24组大柱子,这些柱子每3根一组,分成24组均匀分布在椭圆形结构的最外圈,它们承受了建筑的大部分力。每组柱子又和对面的两组连接形成桁架,和中心开口正好相切,切线导致了平衡。就像编篮子一样,每个桁架既受力,又互相扶持。整个体育场,外圈的钢柱扭曲上升,纷繁交错,里面的混凝土柱子也没有一根是垂直的,倾斜的柱子通过横梁取得平衡。在大量计算的基础上,一个不可思议的“无规则”体就出现在现实中。
科学技术有两个来源:经验的总结和科学的应用。在某些领域内(例如材料力学和水力学),技术科学是从理论物理学和实验物理学发展而来的,而机械运动学则直接产生于工程实践。19世纪初,铁成了建筑物、桥梁等结构的通用材料,用户也积累了实际使用铁的经验,但显然缺乏科学数据和理论,不是用得过多造成浪费,就是用得过少造成事故,这就促进了材料科学的发展。
从建筑本身讲,在工业革命的推动下,建筑的结构、形式和功能都全面为技术所渗透,技术不仅作为手段决定了建筑的空间结构,而且深深地影响了建筑空间的形式和功能。结构体系决定建筑体系。技术过程是抒发设计情怀的最佳居所。这些都是巨大的建筑变革,它归功于钢筋混凝土和金属构造等新技术的各种可能性。如果说实证科学的空间概念决定了现代建筑空间概念的本质内涵,那么,可以说现代工程技术决定着现代建筑空间的具体构造及其实现。
建筑活动是为满足人类生产活动和生活需要的一种空间营造活动,建筑活动总是在一定技术基础上进行,建筑业的历史发展以建筑技术的不断进步为前提。建筑业对技术的大胆尝试和利用大都表现在材料技术、结构技术、设备技术等方面。建筑涉及到人类生活的各方面,因而制约建筑空间发展的因素也是多方面的,受社会、经济、技术等多种因素的影响。技术是把建筑构思、意念转变为现实的重要手段。
纵观建筑空间的发展历程,每一次技术变革都会引起建筑空间的相应变化,这与技术自身的创新能力以及它对社会经济系统的影响分不开,这也正是科学技术是第一生产力的写照。以建筑材料为例,工业革命前一直以木、砖、石为主,工业革命直接引起建筑材料方面的技术变革,带来了崭新的建筑空间形式,通过钢筋、混凝土和玻璃实现的体育场、飞机库、火车站,取代了过去的教堂、宫殿,成为新技术的最佳表现。
一个时代的建筑不仅与当时社会的物质状况和社会状况有关,在思想领域的各种意识形态也对其产生巨大的制约作用。进入现代建筑运动之后,大量哲学思潮的涌现,对建筑空间的发展产生新的冲击,使建筑空间也进入了多元发展的阶段。
















