Bí ẩn kiến trúc phía sau nhà thờ cao nhất thế giới

• • Tác giả, Martha Henriques
  • Vai trò, BBC.com

• Được đăng 23 phút trước

• Thời gian đọc: 10 phút

Vào tháng 6/1926, một ông già ăn mặc rách rưới bị xe điện tông khi băng qua đường trên đường đến nhà thờ. Vài ngày sau, ông qua đời trong bệnh viện dành cho người nghèo.

Người đàn ông đó là Antoni Gaudí, được mệnh danh là "kiến trúc sư của Chúa".

Gaudí để lại một công trình đồ sộ còn dang dở.

Ông qua đời trong quá trình xây dựng Sagrada Família - một nhà thờ cao chót vót mang tính biểu tượng ở Barcelona, thành phố phía ​​đông bắc Tây Ban Nha.

Nhìn từ xa, nhà thờ hiện lên trên đường chân trời của thành phố như một sinh vật khổng lồ với lớp "lông" thô cứng.

Khi đến gần, công trình càng giống một cơ thể sống.

Các mặt tiền được chạm khắc tinh xảo đến mê hoặc, tái hiện các câu chuyện trong Kinh Thánh, như thể tự nhiên mọc lên từ khối đá.

Ngay từ đầu, người ta đã dự định sẽ tiếp tục xây dựng công trình này sau khi ông Gaudí qua đời.

Tuy nhiên, việc hoàn thiện nhà thờ Sagrada Família đặt ra những thách thức đặc biệt cho những người tiếp tục công việc này sau ông.

Các bản phác thảo và mô hình của kiến trúc sư Gaudí đã bị phá hủy trong Nội chiến Tây Ban Nha năm 1936, để lại rất ít tài liệu cho những người đảm nhiệm công việc sau này.

Những tòa tháp vươn cao từng bị đánh giá là vượt quá khả năng chịu tải của nền móng và có thể không chống đỡ được gió mạnh.

Tuy nhiên, 100 năm sau khi kiến trúc sư Gaudí qua đời, ngọn tháp trung tâm của nhà thờ - Tháp Chúa Giêsu Kitô - được hoàn thành ở độ cao 172,5 mét.

Công trình này đã giúp Sagrada Família trở thành nhà thờ cao nhất thế giới.

Cảm hứng cổ xưa

Theo Gijs van Hensbergen, một nhà sử học nghệ thuật và người viết tiểu sử về Gaudí, Gaudí là một kiến ​​trúc sư trẻ tuổi, vô cùng tham vọng và sùng đạo Công giáo.

"Trước hết, ông muốn tạo ra một cuốn Kinh Thánh bằng đá, đó chính là nhà thờ Sagrada Família. Nhưng cũng muốn sửa chữa tất cả những khiếm khuyết của các phong cách kiến ​​trúc trước đó."

Để làm được điều đó, ông phải nhìn lại một trong những kỳ quan của thế giới cổ đại, Cổng vòm Taq Kasra ở thành phố cổ Ctesiphon thuộc Iraq ngày nay, một ví dụ ban đầu ấn tượng về một cấu trúc cực kỳ vững chắc được gọi là vòm dây xích.

Gaudí tin rằng kiểu vòm này sẽ giúp ông khắc phục một yếu tố mà ông cho là bất cập trong các nhà thờ lớn đương thời.

Để nâng đỡ những mái vòm đồ sộ, các nhà thờ Tân Gothic thường phải dựa vào trụ chống bay – những kết cấu đá vươn ra từ phần tường phía trên xuống các tầng thấp hơn để truyền tải trọng xuống đất.

Kiến trúc sư Gaudí coi các trụ này là những "chiếc nạng", dùng để chống đỡ một công trình không đủ khả năng tự chịu trọng lượng.

Thay vào đó, ông áp dụng nguyên lý của vòm dây xích vào thiết kế 18 ngọn tháp của nhà thờ.

Theo ông, nếu được xây dựng dựa trên hình dạng này, các tòa tháp có thể tự chịu được trọng lượng mà không cần đến các kết cấu chống đỡ bên ngoài.

"Rõ ràng ông ấy là người say mê toán học, nhưng tất cả đều xuất phát từ niềm tin rằng đó là công trình của Đấng Sáng tạo," ông Gijs van Hensbergen nói.

Ông Gaudí tin rằng trọng lực và vòm dây xích là những phát minh của Thượng đế.

"Đối với ông, đó là một chủ đề xuyên suốt tuyệt vời, như một cách gợi nhắc rằng chính Chúa mới là kiến trúc sư vĩ đại nhất."

Khi hiểu biết về kết cấu và các lực tác động ngày càng sâu sắc hơn, Antoni Gaudí càng tự tin loại bỏ những mái vòm và cung vòm mà ông cho là không thực sự cần thiết về mặt kết cấu khỏi thiết kế của nhà thờ.

"Ông ấy đã thiết kế lại nhà thờ ba lần," Liam Duff, một kỹ sư kết cấu, người đứng đầu nhóm làm việc tại Sagrada Família thuộc công ty kỹ thuật toàn cầu Arup, cho biết.

Bên trong gian giữa – không gian trung tâm của nhà thờ – kiến trúc sư Gaudí sử dụng các cột đỡ được giản lược tối đa nhưng phân nhánh như thân cây.

Lấy cảm hứng từ thiên nhiên, những cột này được thiết kế giống như những thân cây vươn lên cao, với các nhánh tỏa ra để nâng đỡ sức nặng của mái nhà và các ngọn tháp phía trên.

Đứng trong gian giữa của nhà thờ, nơi ánh sáng màu cam và đỏ xuyên qua các ô kính màu ở phía tây, những "cột cây" này tạo cảm giác như đang lơ lửng, khiến toàn bộ không gian dường như không hề mang sức nặng của khối đá khổng lồ phía trên.

Những ngọn tháp đồ sộ

Mặc dù các tòa tháp được thiết kế tối giản và tiết kiệm, nhưng việc xây dựng một trong những tòa tháp cao nhất lại gặp phải một thách thức rất lớn: quá nặng.

Tháp Đức Mẹ Đồng Trinh cao 138m, chỉ đứng thứ hai về chiều cao sau Tháp Chúa Giêsu Kitô ở trung tâm với 172,5m.

Trong quá trình xây dựng Tháp Đức Mẹ, các kỹ sư phát hiện rằng hệ cột chống phía dưới sẽ không đủ khả năng chịu tải nếu ngọn tháp được thi công theo phương pháp xây đá truyền thống hoặc bằng bê tông cốt thép có ốp đá bên ngoài.

Một giải pháp là sử dụng khung thép bên trong để đỡ tháp, được ốp bằng các tấm bê tông mỏng hơn để giảm tải trọng.

Với kế hoạch này, nhà thờ Sagrada Família đã thuê một nhóm kỹ sư kết cấu từ công ty Arup ở Anh vào năm 2014.

"Sagrada Família là một địa điểm huyền thoại, đúng không? Đó là một dự án mà bạn luôn mong ước được góp mặt, và rồi đến với chúng tôi một cách rất tự nhiên", ông Steve McKechnie, một kỹ sư kết cấu tại Arup, người tham gia dự án từ giai đoạn đầu, bộc bạch.

Các kỹ sư của Arup đã có một ý tưởng táo bạo để giải quyết vấn đề trọng lượng của tháp.

Họ đề xuất loại bỏ hoàn toàn khung thép và bê tông cốt thép, thay vào đó là một lớp đá mỏng hơn được gia cường bằng các dây thép dự ứng lực bên trong.

Đó là một sự thay đổi đáng kể so với kế hoạch ban đầu.

"Đó là một sự thay đổi rất lớn," kỹ sư McKechnie nói.

"Đó là một bước ngoặt rất lớn. Có lúc chúng tôi tưởng như sẽ không còn cần tham gia nữa, và mọi thứ gần như rơi vào im lặng."

May mắn thay, ông McKechnie nói, tình hình sau đó đã thay đổi.

Nguyên lý đằng sau ý tưởng sử dụng các tấm đá dự ứng lực là: đá trở nên cực kỳ bền chắc khi chịu lực nén, nhưng nếu chịu lực kéo – tức là bị kéo giãn thay vì bị ép lại – thì rất dễ nứt vỡ và mất khả năng chịu lực.

Khi gió thổi vào một ngọn tháp và đẩy nó nghiêng về phía sau, mặt đón gió của tháp sẽ phải chịu lực kéo. Chính lực kéo này có thể khiến kết cấu đá bị nứt hoặc hư hại.

Hình dạng của vòm dây xích giúp giữ cho đá luôn ở trạng thái chịu nén nhờ chính trọng lượng của ngọn tháp.

Tuy nhiên, việc sử dụng các tấm đá được gia cường bằng cáp thép dự ứng lực bên trong còn tạo ra lực nén lớn hơn nữa, khiến kết cấu trở nên chắc chắn hơn.

Nhờ thiết kế này, khi gió thổi vào tháp, lực kéo xuất hiện ở mặt đón gió giảm xuống mức rất thấp.

Các gân thép phía trên và giữa các cửa sổ cũng giúp tạo dự ứng lực cho các khu vực có thể dễ bị nứt.

Điều này đặc biệt quan trọng vì thiết kế của Antoni Gaudí có rất nhiều cửa sổ nhằm đưa ánh sáng tự nhiên vào không gian bên dưới của Sagrada Família.

Tháp Đức Mẹ Đồng Trinh và năm tòa tháp trung tâm khác, gồm cả Tháp Chúa Giêsu Kitô, đã được hoàn thành bằng cách sử dụng các tấm đá dự ứng lực này.

Ông Gijs van Hensbergen tin rằng kiến trúc sư Gaudí hẳn sẽ rất hào hứng trước những khả năng mà các công nghệ mới này mang lại.

Kiến trúc sư Gaudí đã thử nghiệm nhiều phương pháp khác nhau trên Tháp Thánh Barnabas ở Mặt tiền Giáng sinh, được hoàn thành khi ông còn sống.

Ông bắt đầu từ phần đế với đá sa thạch khai thác từ ngọn núi Montjuïc gần đó, có màu sắc biến đổi tinh tế từ xám sang be, xanh lá cây, vàng đất, vàng kim, tím và đỏ. Đến phần đỉnh, ông sử dụng xi măng Portland.

"Đó là một vật liệu mới ở Barcelona vào thời điểm đó," ông Duff nói.

Những thử nghiệm của ông đã mang lại kết quả.

"Thật ấn tượng khi biết chất lượng xây dựng từ thời Gaudí," ông Fernando Villa, giám đốc công nghệ và đổi mới tại Sagrada Família, nói.

Nhà thờ dang dở của Gaudí

Trong khi các vị chức sắc, trong đó có Giáo hoàng Leo XIV, đang tề tựu để kỷ niệm 100 năm ngày mất của kiến trúc sư Gaudí, việc xây dựng nhà thờ vẫn còn lâu mới hoàn thành.

Trong số những hạng mục khác, mặt tiền chính của nhà thờ, Mặt tiền Vinh quang, vẫn chưa được hoàn thiện.

Ngay cả sau khi hoàn thành, các công nghệ hiện đại sẽ giúp bảo trì tòa nhà.

Sự thay đổi của gió, nhiệt độ và sự chuyển động của tòa nhà theo thời gian đều có thể dẫn đến có thể làm xuất hiện và lan rộng các vết nứt bên trong cũng như bên ngoài nhà thờ, theo lời ông Villa.

Trước đây, Sagrada Família nhờ đến các chuyên gia leo núi để kiểm tra các vết nứt và hư hỏng. Việc khảo sát toàn bộ đại giáo đường mất tới hai năm.

Ngày nay, Nhà thờ sử dụng drone và AI để phát hiện các vết nứt cần được chú ý.

"Một khi chúng tôi huấn luyện được AI, chúng tôi có thể quét toàn bộ vương cung thánh đường trong một tháng," ông Villa nói.

Không chỉ là một công trình kiến ​​trúc bằng đá bất động, Sagrada Família phản ứng với các yếu tố tự nhiên gần giống như một sinh vật sống.

Theo ông Villa, chính sự chuyển động và biến đổi không ngừng này phản ánh triết lý thiết kế hữu cơ của Gaudí.

"Thiên nhiên là người thầy của ông ấy."