2020/05/19弧線的道理—文化工地造一個拱門



作拱,要做出一個穩定的弧線。弧線裡藏著數學,實作裡藏著技術。這是弧線的道理,也是汗得建築工事的「講道理」。


「暖暖六七」由改建兩座老房子而成。兩座老房子有三堵牆。把中間的石牆敲開成一個2,6公尺寬的穿越,兩座房子就變成一個可以來去的空間。這次,高二同學在「暖暖六七」的文化地,其中一項任務就是幫這個穿越——造一道拱門。


建築上的拱,是一個連結兩邊的弧線。

兩邊,可能是河岸,連結兩岸就成為拱橋。拱橋形成於建材的限制,例如用磚石來砌,而不是拉鋼索的吊橋或者落樁的水泥橋或木橋。想像一下江南冶園由二分之一圓弧線砌起的拱橋,跟水面倒影完成為一個圓。拱橋造景形成人文情調,是可以看到施做技術與美學的工藝,但也必須有足夠的承載力與結構穩定性,足以讓行人安全往來,或者駐足俯瞰園中池景。


拱門連接的是兩堵牆(柱),要有穩固的結構來抗拒地心引力,穿梭其下的行人,因為安全可以忘記拱的存在,時而仰頭時可以讚嘆拱弧的優雅。


為了達到優雅,這條弧線應該多彎?弧線的道理,這就是5/19高二同學在工務所的功課。


工頭請同學用50個小木塊模擬磚,試著做出最長最穩固的弧線。


在練習的時候,大家都想試一個「省事」的方法。用三塊磚靠在一起,也有一個小小的拱。工頭說:這是懶惰小精靈的拱門。哈哈

用三塊磚的確可以「堆出」一個弧線形成的結構,像是讓鴿子或者貓頭鷹穿越的頂窗或通風口,可是如果真用30塊磚,那就沒辦法了。


可以用膠布貼嗎?

工頭說:「當然可以。甚至,還可以穿鋼線,直接拉起來。但這不是拱橋,而是吊橋。」


做拱可以用很多種方法。用搭的、用堆的,還是用砌的。作拱門,要用工具,更重要的是模具。為了這50塊磚,同學們花了一整個早上,作模具。


有同學發展出的施工法,是放倒著做之後再扶起來。這 作模型可以,但實務上幾乎不可能。


砌。是手法,就是技術。

模擬最佳的角度可以擺的最穩,也會創造美麗的弧線。美麗弧線藏有力量,裡面有數學,也有人文。為了美麗做的算計。

為什麼是這樣的弧線?用數學來說,為什麼是這個曲率?也就是有多彎。


在模具的協助下同學們各自發展出不同的拱形,但抽掉模具時,常常撐起弧線的木塊就「嘩嘩」攤掉。於是,工頭要同學在弧線上下堆砌,可以增加穩定度。弧線穩定之後,還要置上重物確定結構穩固。


於是,同學們學到:弧線是在材料有限制時最穩固的結構。半圓,切線可以垂直地面,是最簡單的拱形。一個弧線可以有好幾個曲率。


但是,不只是數學的道理,材料上也會有挑戰。同學們今天用木塊模擬。木塊可以,但是磚石未必。因為磚石的密度是木頭的三倍,一塊磚有1000立方公分,2,5公斤中。當用磚砌拱時,手持磚的重量,要怎麼砌出符合曲率的角度?這不是鋪瓦時拉的直線水線,砌拱的水線要怎麼拉?這時候,水平尺沒有角色可以扮演。


同學們實際以砂漿當填充料在模具上砌拱,清楚明白如何在弧線磚石填充的縫隙中,看出優雅與發出讚嘆。就算你真的喜歡厚厚填充料的粗獷風格,在實作之後,也會知道要尊敬什麼樣的技術與美學。


「拱」可以拉出很多很多主題。水泥鋼構材質不同的拱,施工技術與發展的拱,磚砌的美學與要求,曾經完成的建築與設施。當然,還有數學的曲率。這就是,弧線的道理,也是汗得建築工事的「講道理」。



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