【Sacrum Regnum】聊一聊伊朗建筑的穹顶结构

 

大家好啊，距离上一次更新已经是半年前的事情了，这一次我们继续来聊有关穹顶的故事

其实我也没想到这个系列竟然能出到第二期，大概是因为上一次的内容反响还算不错？上一次的内容我们主要说了西欧中世纪的穹顶构造，这一篇大致上是上一篇的姊妹篇，在这一篇里我们就来说一说差不多在同一时代，伊斯兰世界的伊朗经历了怎样的穹顶发展

在开篇之前还是想感谢一下写这篇文章时给予帮助的

，和他的交流令我收获颇多

在开始今天的内容时，我想花一部分篇幅，来给大家讲述一个老生常谈的问题：如何支承一个穹顶？

穹顶的历史，少说也得有个……三四千年了吧。众所周知啊，穹顶是集中式建筑里必不可少的元素，不论是在覆盖大跨度空间还是在主导一个空间的布局上，穹顶都能起很大的作用。我们就拿早期古典穹顶建筑的代表——万神庙（Pantheon）来举例吧：

不能否认万神庙的确是创造了一个很完美的几何空间，然而就构造上来说，万神庙仍然算是一个非常原始的穹顶

这是为什么呢？因为在当时，只有用连续的的厚重实墙，才能平衡这个大跨度穹顶所产生的巨大侧推力，这也解释了为什么万神庙的平面最后选择了圆形而无法采用方形

因此，我们在万神庙穹顶上看到的那些壁龛，除了装饰作用之外，也有减轻穹顶自重的因素。在古典时代，正是诸如此类的问题一直限制着将穹顶纳入较为复杂的，连贯性强的建筑空间

所以怎样才能让穹顶摆脱圆形或是多边形空间的限制，以及在方形平面上完成对圆形穹顶的转化，这个问题对当时的古罗马人也依然是个问号

差不多在万神庙之后的一百年，隔壁的伊朗人（萨珊波斯）想出了一个办法：

阿尔达希尔的宫殿（Palace of Ardashir）大致修建于公元224年

所谓在方形平面上架设圆形穹顶，要解决的无非是两种几何图形之间的承接过渡问题。这个过渡区域不仅要在结构上很好的将上部荷载传递到底部，最好也不要有多余的部分，以免造成不必要的重量

而这一时代的伊朗人想到的，就是通过填充方形房间的角部，将原先的方形基座转换为一个八边形的平面来承接穹顶。这一结构被称作突角拱（Squinch）

阿尔迪斯坦聚礼清真寺（Jameh Mosque of Ardestan，建于12世纪）的高冠四心突角拱结构

突角拱是一个了不起的发明，它很好地解决了方形平面和圆形穹顶之间的承接过渡问题，这也使得它不仅仅在当时的伊朗，乃至在东地中海区域的建筑里都有很广泛的传播

举个例子，在古典时代晚期到拜占庭早期（差不多5-7世纪）叙利亚乃至近东其他区域的基督教堂中，我们就能看见很多被突角拱所支承的穹顶

一个更为直观的早期突角拱例子：亚美尼亚8世纪教堂（Odzun Church）中所使用的突角拱

当然，时代在进步，技术也在不断地进步，差不多经过几个世纪的不断尝试，西边的罗马人终于发明出了一种结构更加整体，受力更为均衡的过渡结构取代了突角拱，这也就是我们常说的帆拱（即穹隅，Pendentive）了

总之，罗马-拜占庭建筑体系所使用的帆拱和伊朗建筑体系中使用的突角拱是人们在解决穹顶过渡区域时所使用的不同方式。不过啊，这两种方式之间其实是没有绝对的优劣之分的

帆拱的发明也是个可以载入史册的里程碑，自此在关于如何解决穹顶平面的过渡问题上，人们有了不同的解决方案对帆拱而言，其本质是用一个连续，整体的三角球面完成了一个区域的过渡，但是其自然简洁的形式也导致这个面的结构是不能被破坏的而对于突角拱而言，其线性构成导致了组成突角拱的面不是一个，而是很多个，因此突角拱反而能较之帆拱产生更多的变化，在形式上也更为多样阿尔罕布拉宫狮子院两姐妹厅的穹顶，可以看到正是这种无限可分的特性让突角拱能产生比帆拱多得多的变化样式

当然我们这期的重点不是帆拱……不过就像拜占庭建筑对帆拱的运用一样，具有伊朗地域特色的突角拱穹顶也随着伊朗进入伊斯兰时代被伊斯兰建筑所继承，而且不得不说，在开发突角拱的结构功能和形式潜力上，他们确实是很有一手的

其实如果看过前面一篇应该也不难发现，在罗曼时期的教堂中，大部分的中殿穹顶其实都是采用突角拱这一结构的……其实吧，这两种结构体系并没有太明显的地域分野，10世纪后的拜占庭教堂中就有用突角拱结构的，而14世纪的马穆鲁克清真寺里也有抽象形式的帆拱穹顶出现。

11世纪修建的美因茨主教堂（Mainz Cathedral）西侧的穹顶，可以看到其中的突角拱

回到正题，按照这个脉络，我们就可以大致归纳出从从古典到中世纪，穹顶结构的大致发展状况。至于后来的伊斯兰时代穹顶又经历了什么样的发展……

这就不是几句话能说清楚的了，但其实只要观察过伊斯兰时代不同时期的伊朗穹顶，你会发现这也无非就是当时世界上大部分建筑体系都在经历的一种趋势：简化内部结构，加强整体联系。具体的内容则可以体现在近似于框架式的肋状结构在穹顶中的运用。

布哈拉伊斯马仪陵墓 10世纪萨曼王朝时期 伊斯法罕聚礼清真寺 11世纪塞尔柱王朝时期谢赫卢特法拉清真寺 17世纪萨法维王朝时期

当然啦，既然说到突角拱“无限可分”的特性，那自然是要谈到突角拱和“muqarnas”装饰的结合了。随着穹顶的结构和做法逐渐定型，人们也逐渐开始将注意力放在了如何丰富穹顶内部的装饰上。后期的伊朗穹顶就充满了错综复杂，光怪陆离的几何装饰图案，这一切都使穹顶本身成为了一件纯然的艺术品。

卡尚的商人住宅 19世纪

说了这么多，我们今天不是要说伊朗穹顶的嘛？

这个部分说复杂也复杂，但说简单也简单，主要是来说一说伊朗的穹顶构造体系。至少能让我们以后看到具有伊朗建筑特色的穹顶后，能够了解它里面是个什么样的结构来

我们都知道，区分一个穹顶主要有以下这么几个划分方法：

如果根据穹顶的形状来分，有单圆心穹顶、双圆心穹顶以及四圆心穹顶这么几类如果根据穹顶的壳体来划分，那么则有单壳穹顶、双壳穹顶以及三壳穹顶（这个比较稀有）这么几类三壳穹顶一般在构造上是不连续的（如果是连续的那就真的太迷惑了）帖木儿后期赫拉特的乔哈尔沙德清真寺（Gawhar Shad mausoleum）是仅有的少数几个三壳穹顶实例

整理一下语言呢，所谓单圆心穹顶，自然说的就是穹顶形状是一个完美的半球形（布哈拉的伊斯玛仪陵墓就是一例）双圆心穹顶类似于双圆心拱（就是我们常说的尖拱）也很好理解

至于四圆心穹顶，简单地来说，只要不是太离谱的形状，我们认知中的洋葱头穹顶基本上都可以由四个不同圆心构成的圆弧构成，例如：

不过我们这一期说的是伊斯兰世界里的洋葱型穹顶，它的形状没有像俄罗斯的穹顶那样夸张就是了，不过一般来说，一个穹顶的形状还是要通过一串数学公式计算出来的

这一期说的四圆心穹顶一般长这个样

了解了以上概念之后，那么我们认知里的穹顶样式，基本上就可以由这样的外形与结构组合而成了，例如什么双圆心单壳穹顶，四圆心双壳穹顶之类的。接下来我们着重分析以下其中的双壳穹顶这么一个结构。

我们都知道呢，所谓的双壳穹顶，指的是穹顶的壳体分为内壳和外壳两层，而根据双壳穹顶上，内壳与外壳之间的联系。我们又可以将双壳穹顶区分成两类：连续的/不连续的壳体结构。

所谓连续双壳穹顶（continuous double-shell domes）指的是穹顶的内壳与外壳之间并不存在相当大的距离，有时穹顶的内外壳之间还有某种程度上的连接体用以联系。伊斯兰时代早期伊朗的许多陵墓以及文艺复兴时期的很多穹顶都是此类结构

布鲁内莱斯基所设计的圣母百花大教堂主穹顶就是一个很经典的连续双壳穹顶结构，在穹顶的内壳和外壳之间还有供人登临的阶梯

连续双壳穹顶一般是我们认知中的双壳穹顶，但这并不能代表所有的伊朗穹顶。在伊斯兰时代后期的伊朗穹顶结构中，双壳穹顶的内壳和外壳之间却留有相当大的距离，我们将这种穹顶称为不连续双壳穹顶（ discontinuous double-shell domes）

这样的距离可以有多大呢？我们举一个直观的例子，就拿伊斯法罕的国王清真寺内部来说

可以看到，在伊朗的不连续双壳穹顶中，穹顶的内壳和外壳之间是存在着相当大的一段距离的，其距离甚至形成了一个可以供人进入其中用以维护结构的空间（每年都会有人从穹顶底部的小窗户里爬进去检修的）如果将这个大空间内部继续进行分析，我们还可以看到如下的结构：

这类竖向的结构被称作补强板（stiffeners，或者波斯语里的Khashkhashis）补强板是与穹顶外壳联系在一起的砖砌结构，它与木构架一起，构成了加强外穹顶结构的作用，将外穹顶壳体的荷载直接传递到了穹顶的鼓座基础部分，避免了穹顶因荷载过大而坍塌

就这样，内外壳、补强板、木支架以及鼓座一起，构成了一个完整的伊朗不连续双壳穹顶。这一类穹顶是伊朗人的创造，其分布范围也只限于伊朗文化圈内以及那些受到伊朗文化影响的区域，可以说是自成体系。在莫卧儿帝国的泰姬陵中，我们都可以看到同样的结构

不连续双壳穹顶这一种具有伊朗特点的穹顶结构肯定是有着自身的优势的，它是伊朗工匠为了解决高鼓座基础上如何承载穹顶的问题而寻求的解决方法。它不仅将穹顶的内外壳加以分离，减小了气候，温度等外部环境对于内部空间的影响，在一定程度上也通过缩减壳体厚度减轻了穹顶壳体的自重

最早的不连续双壳穹顶大概是伊斯法罕的Sultan Bakht Aqa陵墓，修建于1351年

不连续四圆心双壳穹顶在伊朗出现的时间应该不会早于14世纪中期的伊儿汗国后期（在此之前尚未发现这类穹顶的实例）就其诞生和出现的原因嘛，其实前文也提到过了，大体上是由于这一时期穹顶的鼓座变高所致

对于建筑纪念型意义的追求让过去的人们总是追求建筑更为高耸的形态，就穹顶而言也是同理。其实在四圆心双壳穹顶出现之前，伊朗的工匠已经在思考这件事情了，只不过他们采用的是另一种方式

伊朗戈尔甘的卡布斯墓塔（Gonbad-e Qabus）1006年修建

还记得在很早以前我们在第一次讲述伊斯兰建筑中的陵墓建筑中时就曾经提到过，当时的陵墓建筑分为两种：顶盖（穹顶）式陵墓和塔式陵墓

戈尔甘（Gurgan）的卡布斯墓塔（Gonbad-e Qabus）就是典型的塔式陵墓，但只要我们进入其内部并观察其顶部，我们就会发现：它竟然是一个穹顶

在上一期讲罗曼穹顶的时候，我们就曾经提到，罗曼穹顶是“隐而不发”的：穹顶结构整个都被掩藏在塔楼结构里，人们只有进入内部才能看到其中的穹顶。卡布斯墓塔也是类似的构造，怪不得它还有个名字叫“卡布斯之穹”正是因为它的穹顶被隐藏在了外部的锥状结构里

一个更往后一点的例子，阿塞拜疆的Yusif ibn Kuseyir墓塔，12世纪

从第一个千年一直延续到14世纪，锥形穹顶（Conical dome）广泛的分布在从七河到安纳托利亚的广阔区域内。它们大多都作为纪念性的墓塔，这是因为在当时，由于陵墓用于纪念的性质，建筑最好是修建的越高越好。锥形穹顶可能就代表了这一时代的伊朗对于建筑纪念意味的探求：在跨度一定的情况下，穹顶能达到的高度一般是有限的，而锥形穹顶正因为其能达到更高的高度，因此在这一时代的墓塔中得到了广泛的运用。

其实穹顶直接裸露在外的墓塔在当时的伊朗也不是没有，只不过比起锥形穹顶，这类墓塔在形象上的表现就稍逊一些了

阿里墓塔（Gonbad-e Ali）修建于1056年，阿巴尔古

在某种意义上，锥形穹顶是也可以视为一种双壳穹顶的：内部装饰用的内壳以及外表呈锥形的外壳。毕竟锥形穹顶和其他的穹顶结构相比，差的只是外部的形状而已，就内壳而言大家都是一致的，在内壳的装饰上，锥形穹顶也是可以别出心裁，创造不输于其他穹顶的内部结构的

纳坦兹的Shaikh Abd al-Samad陵墓，11-14世纪修建

不过说到底，比起真正的穹顶，锥形穹顶在表现上还是有差距的，这可能也是限制了它只能在当时伊朗的墓塔中见到的原因。由于技术的发展人们也慢慢发现：为了达到高耸的穹顶形象，其实不需要将外穹顶做成锥形，我们只要增加穹顶的鼓座高度就可以了嘛，这也完全是可以通过改进穹顶的壳体结构来达成的

高鼓座穹顶的代表自然就是帖木儿时代的伊朗建筑了，为了能更好的突出建筑的纪念意味，穹顶的鼓座被拔高了一个相当高的高度

既然人们既然能想到这一点，那么离不连续双壳穹顶的出现也就不远了，差不多在伊儿汗时代，锥形穹顶的数量逐渐减少，取而代之的是不连续双壳穹顶的出现并逐步取代锥形穹顶，成为了纪念性建筑的主流。由于不连续双壳穹顶良好的结构以及在展现建筑宏伟方面的优越，使得其应用的范围很快也扩展到了大型清真寺和教经学院等建筑

具体的体现，就是在后来的帖木儿建筑以及萨法维王朝的伊朗建筑里，不连续四圆心双壳穹顶的穹顶样式逐渐定型，并最终成为了穹顶的定式……

埋葬帖木儿的古尔-埃米尔陵墓（Gur-e-Amir）可以看出经典的不连续双壳穹顶要素基本上已经在这一时期成型了

大体上有关伊朗穹顶的故事就讲到这里了，感谢大家一直读到这里

最后贴一些写这篇时有参考到的一些论文，它们为我打开了一扇新的大门：

《Discontinuous Double-shell Domes through Islamic eras in the Middle East and Central Asia: History, Morphology, Typologies, Geometry, and Construction 》《Domes in the Islamic Architecture of Cairo City：A Mathematical Approach》《Typology of Khashkhashis (stiffeners) in discontinuous double-shell domes 》《Structural and Geometric Analysis of Discontinuous Double-Shell Persian Domes in Isfahan and Nain Dome-Building Schools》