Cấu trúc tạo dựng không gian

Như một dấu ấn cho sự xuất hiện của con người trên trái đất, không gian có tính chất quần tụ là hình thái đầu tiên của tính đối xứng trục. Bản thân nguyên liệu thô sơ cũng như phương thức thủ công và văn hóa sử dụng đã phản ánh tính đối xứng với các mô phỏng của đá, của cây, của xương, da các loài vật, của băng đá,..ở bất cứ không gian khởi đầu nào. Hình thái đối xứng có lẽ giống với tổ của các loài hơn.

Pont du Gard, Cầu dẫn nước La Mã cổ đại ở Nîmes, Pháp,


Thư viện quốc gia Pháp, KTS. Henri Labrouste – Pháp – Vật liệu thép thời đại công nghiệp với cấu trúc truyền thống.

Mặt khác, trong những kỳ quan cổ đại thì đặc tính đối xứng trục dễ dàng được nhìn thấy nhưng giải thích cho sự tồn tại của chúng là một thách thức lớn. Một hình chính Bắc, một góc chuẩn vuông, một đường chuẩn nằm ngang,.. và rất nhiều yếu tố khác phần lớn được lý giải dựa trên các giả định và suy đoán. Tuy vậy, không thể phủ nhận rằng những gì còn lại là hình ảnh của khối tích vững trãi, cân bằng, quần tụ như đánh dấu sự xuất hiện của con người, rất khác với các hình ảnh “không có góc vuông” của tự nhiên cây cỏ, sông suối, rừng và biển. Hình thái đối xứng thu được chính là sự khác biệt lớn nhất làm nên môi trường nhân tạo.

Nhu cầu phát triển các không gian trong lịch sử trải qua các bài toán về độ lớn hay khẩu độ, cũng như các thách thức về vật liệu thể hiện qua các cấu trúc mà ở đó đặc tính đối xứng là quy luật tất yếu của kết cấu chịu lực, của cân bằng, ổn định và bền vững. Chúng tạo ra vô vàn các cấu trúc không gian phong phú, phần lớn có thể minh họa bằng các sơ đồ đối xứng.

Các cấu trúc dạng vòm là hình ảnh sống động của phát triển cấu trúc không gian. Các vòm giao vuông góc với nhau mang đến hiệu quả chịu lực cũng như ánh sáng cho không gian thực sự là một bước đột phá lớn so với các vòm dạng hầm ban đầu nặng nề và tối tăm chỉ có được các khoảng mở ở hai đầu.

Bài toán tạo dựng những không gian có nhịp lớn hơn các cấu kiện, mà ở đây, là chiều cao các cây gỗ trong rừng, các khối đá có thể chế tác được, đã tạo nên nhiều cấu trúc tương hỗ, các cấu trúc mà ở đó các thành phần nhỏ kết hợp với nhau tạo nên một cấu trúc lớn hơn rất sáng tạo. Hình ảnh kiến trúc truyền thống phương Đông có lẽ là đại diện ưu tú nhất cho những cấu trúc đối xứng như vậy. Ngày nay tính biểu trưng của nó còn lớn hơn cả những công dụng mà nó mang tới.

Bảo tàng Yusuhara Wooden Bridge Museum – KTS.Kengo Kuma Nhật Bản. Cấu trúc đấu chồng đặc trưng phương Đông này được sử dụng cho sân vận động Olympic Tokyo 2021.

Các không gian hiện đại luôn đặt dưới nhiều áp lực phải thích nghi, phải biến đổi, phải tồn tại tạo nên một cấu trúc linh hoạt hơn là điều tất yếu. Hình dáng cấu trúc sáng tạo, kết cấu thông minh và khả năng hòa nhập môi trường luôn là các đặc điểm của loại cấu trúc này. Ở đây tính đa trục, đa hướng, đa chiều được thể hiện rất rõ, có thể là gián tiếp hay trực tiếp tác động tới sự hình thành và phát triển của không gian.

Khối kim tự tháp kính, Bảo tàng Lourve, tại Paris. KTS. I.M.Pei.

Ý đồ thiết kế không gian

Ý đồ phát triển không gian từ một hạt nhân nào đó là biểu hiện rõ nét và quan trọng nhất của tính đối xứng theo trục. Các không gian truyền thống cũng có các tiến trình phát triển tương tự. Cấu trúc phương Đông từ một gian chính khi phát triển mở rộng thu được ba gian, năm gian, bảy gian,.. Tương tự như vậy, các cấu trúc cổ điển phương Tây có bốn, sáu hay tám cột,.. tương ứng khi cứ mỗi hai cột được thêm vào hai bên tạo được hai gian. Do đó có thể thấy rằng “chẵn nét (cột), lẻ khoảng (gian)”, một cách gọi dân dã cho các cấu trúc truyền thống cổ điển, có ý nghĩa đối xứng từ sự phát triển hạt nhân của nó.

Các ý tưởng thiết kế phát triển hạt nhân tương tự như không gian sân trong, quảng trường lớn, cánh nhà, hành lang, hàng hiên,..đều là các phát triển cấu trúc theo trục tạo nên định hướng cho cả công năng và hình thức. Không gian của công trình công cộng hay công trình tôn giáo thì tính phát triển hạt nhân còn được biểu hiện rõ nét hơn. Trải qua thời gian thông thường các cấu trúc này đều có các chuẩn mực về hoạt động tuân theo hệ thống và các cấu trúc mẫu.

Trong các tổ hợp cấu trúc phức hợp, kết nối các không gian còn có sự góp mặt của trục đối xứng “ảo” tạo thành các mối liên kết phi vật chất. Thiết kế không gian quy hoạch, cảnh quan, kiến trúc, nội thất,..đều có những hình thái biểu hiện rất khác nhau cho chúng ở cả phương Đông lẫn phương Tây.

Công năng sử dụng không gian

Công năng sử dụng của không gian có liên hệ mật thiết đến nội thất trong đó các hoạt động của con người, văn hóa, phong tục tập quán, tính truyền thống, tính bản địa luôn phản ánh các cấu trúc đối xứng. Việc phát triển mang tính kế thừa theo hướng thích dụng qua thời gian của các cấu trúc dân dã, bản địa, truyền thống thường đem lại kết quả cũng có tính đối xứng. Đây là đặc điểm được cho là khác biệt so với các cấu trúc của cung đình, hoàng gia, lâu đài, cung điện nhưng đối xứng để thể hiện quyền uy, trang trọng, độc tôn, nguy nga và tráng lệ.

Trong thiết kế nội thất, các trục đối xứng là cơ sở cho bố trí nội thất và cũng là đường dựng cho hình mẫu trang trí, một phần do đặc thù nhiều lớp đồng trục chồng lên nhau của hoàn thiện nội thất. Nhìn chung các đồ đạc nội thất có tính đối xứng cao phản ánh cấu trúc và tính năng của các đồ vật cũng như đặc điểm của người sử dụng.

Trục đối xứng không chế hầu hết các liên kết trục của trần, tường, sàn cũng như đồ đạc. Nhà của Thomas Jefferson. Monticello, Hoa Kỳ. UNESCO.1987.

Các thiết kế hiện đại – hình thái biểu hiện của tính đối xứng trục

Các thiết kế hiện đại thực mang tư duy tổ hợp các bài toán đa trục, đáp ứng sự thay đổi thường xuyên và liên tục của môi trường sống. Tuy nhiên các không gian chính thông thường vẫn lưu giữ đặc tính có hướng làm cơ sở cho tạo dựng cấu trúc mang cả nội dung sử dụng và hình thức biểu hiện.

Sân vận động Olympic Tokyo 2021

Thiết kế sử dụng các thành phần nhỏ kết nối với nhau tạo nên một cấu trúc lớn. Nó rất khác biệt với phương án giành giải Nhất của KTS Zaha Hadid bị cắt gọt, giảm mức đầu tư,… cuối cùng không được thực hiện. Thiết kế được xây dựng là một hình mẫu điển hình đặc trưng của văn hóa mang cấu trúc đối xứng tương hỗ phương Đông mà cụ thể ở đây là Nhật Bản.

Thiết kế của KTS. Zaha Hadid giành giải Nhất của cuộc thi năm 2012. Sau này chính bà tuyên bố dừng dự án do chịu nhiều áp lực điều chỉnh này.


Sân vận động Olympic Tokyo 2021. KTS. Kengo Kuma.

Thư viện “Ngôi nhà Thông thái” tại Sharjah, UAE

Công trình thư viện sử dụng thiết kế đối xứng với mai đua và hệ chắn nắng truyền thống. Ý đồ thiết kế được hiện thực hóa bởi các công nghệ và vật liệu hiện đại, mái đua khẩu độ 15m và vật liệu nhôm nhưng với hình mẫu nan truyền thống. “The House of Wisdom” tại Sharjah, UAE là một hình mẫu thư viện thế kỷ 21 đã chọn cấu trúc đối xứng làm hạt nhân đầu tiên.

Thư viện “The House of Wisdom” tại Sharjah, UAE. KTS. Norman Forster và các cộng sự.

Bảo tàng Grand Egyptian Museum (GEM), Ai cập

Trong khu vực Giza của Ai cập với hàng loạt kim tự tháp, khó lòng tìm được một cấu trúc không đối xứng, tuy nhiên công trình xây mới hoành tráng và tham vọng nhất của Ai cập chính là ngoại lệ đó. Thông thường thì các bố cục đối xứng cho vật phẩm trưng bày là điều phổ biến nhất, tuy nhiên với bảo tàng có vô vàn vật phẩm như tại Cairo Ai cập thì cảm giác lộn xộn cũng không thể tránh khỏi.

Bảo tàng Ai Cập tại Cairo. Một cảm giác lộn xộn vì quá nhiều vật phẩm trưng bày dù đã bố trí theo trục “đối xứng”.

Bảo tàng mới Grand Egyptian Museum (GEM)

Được xây dựng tại Giza giải quyết áp lực đó phần nào nhờ tính đa trục nhưng chính điều này lại mang đến tranh cãi về hiệu quả. Cảnh tượng Pharaoh đang đứng trong ngôi nhà mới như “khu chợ” là một trong số đó. Ai Cập dự kiến mở của bảo tàng vào năm 2021, đây sẽ là bảo tàng khảo cổ học lớn nhất thế giới.

Hình ảnh diễn họa thể hiện ý đồ đa trục của không gian trưng bày.

Bảo tàng Grand Egyptian Museum (GEM), KTS. Heneghan Peng, CH Ai Len

Pharaoh đang đứng trong ngôi nhà mới như “khu chợ”. Một hiệu quả gây tranh cãi của tính đa trục tại GEM.

Nhà ga King’s Cross tại London

Đây là công trình cho thấy sử phát triển mở rộng qua các giai đoạn theo trục đối xứng của công trình. Tại đây, thiết kế hiện đại ban đầu của nhà ga với khối xây và mái kính cũng như phần mở rộng thêm sau này, với kết cấu giàn không gian của tập đoàn Arup, đều có những hình thái hết sức thú vị. Đây cũng là hình mẫu cho thấy mở rộng không gian luôn ưu tiên mở rộng theo hướng trục.

Pharaoh đang đứng trong ngôi nhà mới như “khu chợ”. Một hiệu quả gây tranh cãi của tính đa trục tại GEM.


Không gian mới mở rộng đối xứng bên hông tòa nhà cũ. KTS. John McAslan & các cộng sự – tư vấn Arup.
 

Nhà thờ Notre Dame, Paris

Hỏa hoạn đã tạo ra một nhiệm vụ thiết kế công trình tạm cho hoạt động nhà thờ. Một lần nữa các cấu trúc thêm vào lại cho thấy lợi thế khi đồng trục với cấu trúc cũ. Trong các ý tưởng thiết kế này việc sử dụng cấu trúc đồng trục gần như là tất yếu.

Thiết kế của Gensler cho Notre Dame, Paris. 2019.


Cấu trúc tạm dành cho các hoạt động của nhà thờ Notre Dame, Paris, 2019.

Trung tâm sáng tạo tại đại học Yale

Trung tâm sáng tạo. “Tsai Center for Innovative Thinking” tại đại học Yale. 2020.

Ý tưởng chèn thêm một công trình mới vào khung cảnh gồm nhiều công trình đã có thường là một kết quả mang tính đa trục, linh hoạt và mềm dẻo. Nó phản ánh khả năng thích ứng với địa điểm cũng như yêu cầu về kết nối giao thông và công năng sử dụng. Không gian đa trục đặt vào trung tâm khoảng sân như một hạt nhân sáng tạo cho đại học Yale danh giá là ý tưởng chủ đạo dựa trên đặc tính đa trục của hình khối. Trong các hoàn cảnh tương tự thì có lẽ “đa trục” là công thức thiết kế phổ biến.

Kết luận

Qua các hình mẫu lịch sử và một số thiết kế cập nhật mới cho thấy tính đối xứng theo trục luôn ngầm chứa những tư duy về tạo dựng, phát triển cũng như sử dụng không gian. Phát triển không gian từ các hạt nhân là một biểu hiện rõ nét nhất của tính đối xứng theo trục. Từ những không gian khối tích thô sơ đơn giản cho đến những không gian phức tạp tổ hợp đa chiều, mọi cấu trúc luôn tồn tại các trục xác định đặc trưng cũng như hạt nhân phát triển cho công năng sử dung, cấu trúc tạo dựng và thẩm mỹ biểu đạt. Ngày nay, công nghệ cũng như vật liệu mới luôn thử thách giới hạn và khả năng thích ứng của các cấu trúc. Tính đối xứng theo trục sẽ mang đến nhiều hình thái biểu hiện cho cấu trúc trong tương lai.

VLXD.org (TH/ TC Kiến trúc)