科技在中国古建筑设计中的应用和创新

李双安

摘 要：科技作为现代社会的衍生词，同样适用于拥有数千年历史的中国古建筑之中。在中国古建筑的漫长发展历程中，古建筑在布局、结构和构架这三个方面都出现了科技的身影，古建筑的科技是先民智慧的结晶，对我们现阶段的建筑设计有着极大的借鉴意义。

关键词：古建筑；房屋结构；布局；木框架

中图分类号：TU366.1 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.08.023

1 中国古建筑的演变

中国古代建筑的发展经历了一个漫长的历史发展进程。大约在奴隶社会的商周时期，中国开始出现较大规模的宫殿、陵墓以及以石头为主要建筑材料的大小城市。在这些以石头为构架的城市建筑逐渐形成之时，木构架也相继成为中国古代建筑的结构方式之一。直至汉代，中国古代建筑的一些典型特征已基本形成，而后经过500多年的发展演变，至唐宋时代，中国古代建筑发展到了顶峰，出现了当时世界上最大、规划最严密的都城——长安城。中国古建筑的艺术形式在宋代可以概括为东方的“洛可可”风格。而到了封建社会晚期的明清时代，中国古建筑在细节方面更趋完美，在大框架不变的前提下，细节的变化也让中国古建筑的形式和风格走向衰微。著名的明清“北京城”是在元大都城的基础上改造、扩建而成，中国古代以宫室为中心的都城规划思想在此得到了最完整、最精彩的体现，其建筑群体布局艺术可谓臻于化境。始于商周时代的中国园林，至明清时也达到了极高的艺术境界，著名的皇家园林有圆明园、颐和园、北海、承德避暑山庄等，私家园林则以江南的苏州、扬州等地最为兴盛，名园佳作不胜枚举。

2 中国古建筑的科技与形式

在中国漫长的历史文化中，建筑对于一个民族科技水平的衍生有着不可言喻的重要作用。如果没有中国古建筑中布局、结构、框架这些丰富多彩的建筑元素，中国古建筑在形式上就不可能成为真正独立的建筑表现形式。中国建筑在中国历史文明史上经过了岁月的长期积淀，不断发展。它的特征形式是立在砖石基座上的木框架，上面有带挑檐的坡屋顶，而中国古建筑的墙体一般介于木框架的梁和柱之间，所以中国的古建筑都是以木框架为主。对应的平面和外观因此形成，木框架与木框架之间的空间被称为称为“间”。这样独特的房屋计量方式蕴含着先民独到的智慧，木建构的建筑具备许多优点：结构灵活易于拆装、坚固与柔韧并举、适应性强、取材容易、便于加工。从春秋战国时期开始，人们便有了建筑环境整体经营的观念。无论是在中国古建筑的工艺还是艺术层面，形式看似单一却讲究组合，中国古代建筑的政治伦理内容要求它表现出鲜明的性格和特定的象征涵义，为此而使用的手法很多。利用环境对建筑的功能和象征进行渲染和处理是一个极其重要的手段，再利用度量或布局、规模的不同来反映出建筑的等级，最后尽量利用许多具象的附属技术，例如匾联、碑刻等来表明建筑的风格和特点。

3 古建筑中体现的科学性和技术水准

3.1 建构分析

中国古建筑较其他文明建筑体现出了独到的科学性，不难看出，在中国古建筑中，常见榫卯、梁柱式结构和木构架等建筑形式手法。木构架是中国古建筑构架中的重中之重，其中，井干式、穿斗式和抬梁式是木构架的三种主要组成形式。井干式是一种不用于立柱和大梁的房屋结构，以圆木或矩形、六角形木料平行向上层层叠置。穿斗式比井干式更为规矩，而抬梁式的特点是在柱网或柱顶的水平铺作层上，沿房屋进深方向架数层叠架的梁。整个房屋的重量通过梁、柱传到基础。上述的构架使得中国古建筑的布局更加灵活，楼板和屋盖的重量都压在梁上，而梁所受的力压在柱子上，无论是在结构上，还是技术上，对我们现在的建筑设计和技术方面都有着极高的借鉴意义。我们应当对古建筑中体现出的科学性和技术水准有正确的认识，建筑具有永恒性，不仅是对建筑本身历史存在的肯定，更是一种对中国古建筑建构科学性的肯定。看似简单却变化无穷的木构架对于我们今天了解古建筑和日后对建筑的设计、研究也颇有指导意义。

3.2 中国古建筑的科学性和技术水准

从建筑类别上说，中国古建筑包括宫殿、寺庙、宅居、陵寝和园林等几个方面。而无论是对于宫殿，还是寺庙这两种等级建筑来说，唯独园林建筑风格不同于上述建筑。园林建筑追求自然，变化多样。与西方古建筑相比，中国古建筑在材料的选择上偏爱木材，是以木构架结构为主。有些建筑物还采用了抬梁与穿斗相结合的形式，而不拘泥于单一形式。所以，民间“墙倒屋不塌”的说法，体现出了梁柱式建筑的各种优越性。由于这种结构主要以柱梁承重，墙壁只作间隔之用，并不承受上部屋顶的重量，因此墙壁的位置可以按所需室内空间的大小而安设，并可以随时按需要改动。另外，中国古建筑的轮廓和形式也是十分特别的，不同于一些西方建筑的浮夸风格，中国古建筑带有建筑中特有的严肃性，多变的外形是基于建筑内部的结构而形成的，非刻意为之，更为巧妙的是每逢下雨，曲折的屋檐顺应雨势，起到了排水的妙用，无疑在细节方面体现出了中国古建筑在设计中高超的科技水准。而对于建筑物的主要部分——柱子的处理上，一般是把排列的柱子上端做成柱头内倾，让柱脚外侧的“侧脚”呈现上小下大的形式，还把柱子的高度从中间向外逐渐加高，使之呈现出柱头外高内低的曲线形式。这种做法既实现了建筑物的稳定功能，又使建筑物外形的曲线变得十分优美，把实用与美观恰当地结合起来，可以说是适用与美观相统一的佳例。

4 结束语

中国的古建筑是中国几千年灿烂文化的真实写照，建筑不同于其他的表现形式，建筑从空间、构成还有组合方面展示了自身独到的魅力。而在古建筑的空间、构成与组合方面，科学技术也扮演了重要角色，结构和建筑技术使建筑除了意向的表达，更多了一种具象的韵味。对于古建筑的研究，我们更应该结合中国古建筑的科学性和技术水准，来整体剖析古建筑在具象和意向上的独到之处，无路如何，我们都应当重视和珍惜这一宝贵资源。

〔编辑：王霞〕