站在 Bloedel 温室穹顶旁边的山顶广场上往四周看。脚下踩的不是泥土或草地,而是一块混凝土盖板。盖板下面是巨大的蓄水库,存着 1.75 亿升饮用水,供应大温地区约 200 万人。这座公园的平地不是建在天然地形上的,是建在一座供水设施屋顶上的。覆盖着草坪和花坛的广场,本质上是一座巨型水箱的顶盖。广场上的几个金属通风口和检修井盖是唯一提示"下面有水"的线索,其余全部被园艺覆盖。穹顶本身也是这座供水系统的"盖子"上最显眼的建筑:它从广场升起,像一座半透明的气泡搁在山顶。

这个位置叫 Little Mountain,海拔 125 米,是温哥华市内唯一的火山岩露头,形成于约 3100 万年前。从山顶往下看,整个温哥华市区的地形一目了然:北岸山脉、Burrard Inlet 的水面、南面的 Fraser River 平原全部收入视线。地质上这座小山属于 Vancouver 地区少数露出地表的火山岩,其余大部分被冰川沉积物覆盖。1900 年前后,加拿大太平洋铁路(CPR,Canadian Pacific Railway)在此开凿玄武岩采石场,碎石用于铺温哥华最早的街道,运营期约 1890 至 1911 年。采石场把山顶炸成一个凹陷盆地,基岩裸露。Gastown 和 Shaughnessy 最早的路面下面铺的就是这座山的碎石。这个凹陷不是设计产物,是工业开采的物理副产物,但它成了后续所有工程叠加的前提。没有这道凹陷,就没有后面三件事中的任何一件。

采石场变成下沉花园

从广场沿台阶向下走,进入 Sunken Garden(下沉花园),部分岩壁仍然暴露着玄武岩的断面。岩石上的柱状节理(火山岩冷却时自然形成的垂直裂缝)是采石场爆破切出来的。站在花园步道里抬头看,岩壁上方的树冠线就是原来的山顶高度。从这里失去的高度,就是采石场从山顶炸走的岩石体积。1936 年,BC Tulip Association 向市府公园局建议在旧采石场凹陷里建下沉花园1929 年市府已从 CPR 购买这片土地。1939 年英王乔治六世与王后伊丽莎白访问温哥华,公园以王后命名。公园局副总监 Bill Livingstone 主持设计,利用采石场的天然盆地、挡风微气候和排水条件,在里面布置了台地式种植床、跌水和池塘,花园在 1960 年代初开放。花园最显眼的季节是春天,杜鹃和樱花依次开放时,凹陷里填满颜色,站在高处往下看,岩壁的深灰色和花的亮色形成对照。

Livingstone 做的事情不是平地造花园,是在一个工业凹陷里接住它已有的围合面和排水条件,把岩壁变成花园的背景墙。他布置的台地式种植床顺着凹陷的坡度逐级下降,跌水的水流从岩壁最高处落下,汇入底部池塘。步道沿着凹陷的轮廓弯曲延伸,每走几步就能看到岩壁从不同角度出现在视野里。花园的形状不是园艺师画出来的,是炸药炸出来的。凹陷的深度、走向和形状都是采石场遗留的直接产物。植物选型上也利用了凹陷的挡风微气候,有些在平地无法过冬的物种在这里可以存活。

花园下面的水库

Little Mountain Reservoir 是大温哥华供水局(GVWD,Greater Vancouver Water District)供水系统的关键节点。这个系统的水来自北岸的 Capilano 和 Seymour 集水区。原水库建于 1911 年,是一个露天土坝池。1920 年代其中一个旧采石坑被转用为水库。1960 年代中期加建混凝土盖板,盖板上做广场和停车场。但盖板老化,抗震评估发现土坝在中等地震下可能溃坝。

2002 至 2003 年,整座水库被完全重建:一个 180 米长、120 米宽、10 米高的整体混凝土箱体,无伸缩缝,储水 1.75 亿升,造价 3700 万加元。这是 BC 省最大的饮用水蓄水库,也是大温地区震后应急饮用水和消防用水的最大本地储备。重建的一个工程难点是:公园不能长期关闭,施工必须在保持地面绿化和公共开放的前提下进行。混凝土箱体分阶段浇筑,每一段完工后立即回填覆土。站在公园广场上,脚下平整的地面、花坛和喷泉下面就是这个箱体。地面上的通风口和维护盖板是水库存在的唯一线索。

2009 年,公园局因预算赤字投票关闭 Bloedel Conservatory,年运营成本约 24 万加元加上穹顶需要更换屋顶。社区倡导组织 Friends of the Bloedel 在几个月内筹集了数十万加元,2010 年公园局投票保留穹顶,把它并入 VanDusen Botanical Garden 体系管理。穹顶的存续不是一次性捐赠的结果,是建造捐赠加 50 年公共资金持续投入的累积。今天的验票窗口和纪念品商店都不是原始设计的一部分,它们是在运营压力下后来加上的。

盖板上的测地穹顶

Bloedel Conservatory 于 1969 年 12 月 6 日开放。林业巨头 Prentice Bloedel(Macmillan Bloedel 林业公司)通过 Bloedel Foundation 捐赠 125 万加元,加上市府和公园局配套资金。建筑师 McKinley Underwood 设计了这座测地穹顶(geodesic dome,由三角网格构成的球形屋顶),受美国建筑师 Buckminster Fuller 1967 年蒙特利尔世博穹顶启发。穹顶直径 43 米,高 21 米,由 2324 段挤压铝管和 1490 块亚克力气泡玻璃组成。铝制框架在渥太华制造,运 3000 英里到温哥华,在 10 天内完成结构安装。开放后第一年,这座穹顶吸引了大量访客,成为温哥华新的城市地标。

Bloedel Conservatory 测地穹顶外观,铝管框架和亚克力气泡玻璃面板构成三角网格穹顶,穹顶后方可见温哥华市中心天际线
Bloedel Conservatory 测地穹顶,1969 年建成,铝管框架和亚克力气泡玻璃面板构成三角网格。摄影 Theyuppieshow,CC BY-SA 4.0,Wikimedia Commons

穹顶建在水库盖板上的前提是盖板能承受附加荷载。公园局和供水局确认了结构可行性,但条件是穹顶和广场的建造不能影响饮用水水质。绕穹顶走一圈,会发现它没有普通建筑那种清晰的地下室入口,也没有向外展开的深基础。它被放在一个已经完成的平整平台上,所有重量都必须先经过盖板,再传到水库结构。穹顶看起来轻,是因为它必须轻:铝管、亚克力面板和三角网格不单纯是造型选择,而是水库盖板承载力边界内的结构选择。

这座穹顶采用的铝管连接系统叫 triodetic 结构,每个铝管端头压扁后插入连接件用螺栓固定,节点本身就是一个精密加工的零件。2324 段铝管在工厂里预制编号,运到现场后像拼装模型一样组装。亚克力气泡玻璃比普通玻璃轻很多,透光率更高,也不易破碎。这套材料组合从工程角度解释了为什么穹顶在 10 天内就能完成结构安装:铝管比钢轻,亚克力比玻璃轻,预制件在工厂里就已经切好打孔,现场只做拼装。穹顶的三角网格还有一个结构上的好处:三角形不会变形,所以整座穹顶不需要内部的承重柱。内部没有柱子的遮挡,热带植物可以长到自然高度。

Bloedel Conservatory 穹顶结构近景,铝管节点和亚克力面板的连接方式清晰可见
Bloedel Conservatory 穹顶结构近景,铝管三角网格节点和亚克力气泡玻璃面板的连接方式。摄影 Dllu,CC BY-SA 4.0,Wikimedia Commons

穹顶内部保持三个气候区:热带雨林、亚热带雨林和沙漠,养有 200 多只热带鸟类和约 500 种植物。鸟类的鸣叫声在穹顶内部回荡,热带植物的气味充满整个空间。站在室内往上看,铝管框架在头顶形成巨大的三角网格天幕,光线透过亚克力面板变成柔和的漫射光。这种光照正是热带植物需要的,也是亚克力面板而非普通玻璃的一个功能理由。穹顶旁的广场上立着英国雕塑家 Henry Moore 的青铜作品 Knife Edge - Two Piece 1962-65,同样由 Bloedel 夫妇捐赠,是温哥华公园局接受的第一件非纪念性公共雕塑

Bloedel Conservatory 穹顶内部热带植物空间,亚克力面板透入自然光,铝管框架在植物上方形成三角网格天幕
Bloedel Conservatory 内部,铝管框架和亚克力面板围合的热带植物空间,穹顶建在水库混凝土盖板上。摄影 Dllu,CC BY-SA 4.0,Wikimedia Commons

把四层工程叠在一起看,从底部到顶部依次是:最底层是 3100 万年前的火山岩和 1900 年代的旧采石坑,中间是 1960 年代的城市饮用水库,上面是公园平台和公共雕塑,最上面是 1969 年的测地穹顶。没有采石场就没有凹陷,没有凹陷就没有 Sunken Garden,没有水库的混凝土盖板就没有穹顶的建造前提。这不是四座并排陈列的建筑,是四层互相压在对方身上的工程,每一层都利用了前一层的物理遗留。现场能看到的线索很少,正因为少,维护井、通风口、穹顶铝管节点和采石场岩壁断面才值得逐一看。对温哥华居民来说,这座公园也是城市基础设施的一个地面标记:日常用水的来源分为两处:北岸山区的水库和这座公园地下的蓄水箱。

如果到现场,带四个问题去看

第一,Sunken Garden 的岩壁在说什么? 走进花园,找到仍然暴露的玄武岩断面。看岩石的柱状节理(火山岩冷却时形成的垂直裂缝)。这些裂缝是火山岩冷却时自然形成的,采石场的爆破把它们切成了崖壁。花园的围合面不是设计出来的,是采石炸出来的。站在步道里抬头看树冠线,那就是原来的山顶高度。

第二,Bloedel 穹顶的铝管节点和 Science World 的钢节点有什么不同? 走近穹顶,看铝管之间的连接方式。铝制挤压管加螺栓节点,轻、细、间距密。16 年后 Science World 建的穹顶用的是钢节点,粗、重、间距更大。同一种几何形式(测地穹顶),两种材料选择反映了 16 年间结构工程和预算的变化。

第三,地面上有没有"花园下面是水库"的线索? 在广场和花园周围找带金属栅栏的维护入口和通风管道。这些是 1.75 亿升饮用水库存的唯一地面表达。水就在脚下几米处,但水库完全不可见。

第四,从山顶看 360 度,温哥华的城市形态说明了什么? 站在公园最高点。北面是 North Shore Mountains(Capilano 和 Seymour 集水区的水就从那里来),南面是 Richmond 平原(Fraser River 三角洲)。125 米的高差让这座小山变成理解温哥华"山—水—平原"三层地理的观景台。