古建筑建筑材料与工艺研究

黎雨佳 李少璇

古建筑作为历史长河中凝固的艺术，其独特的魅力源于精心挑选的建筑材料与精巧绝伦的工艺技术。中国官式古建筑营造技艺的八大作—土作、石作、搭材作、木作、瓦作、油作、彩画作和裱糊作，构成了这一领域工艺体系的基石[1]。然而古建筑工艺面临着失传的风险，亟待深入研究与有效保护和传承。本文旨在全面考察古建筑方向的建筑材料与工艺，探究其内在工艺规律、艺术价值及现实意义，为古建筑保护与传统工艺振兴提供理论依据。

1 土作与地基构筑艺术

土作，作为古建筑营造的重要基础环节，涵盖从土壤性质评估、地基选择到夯筑技术实施等一系列严谨而精细的过程。它是建筑稳固的基石，更是古代工匠智慧与技艺的体现。

1.1 土壤性质与地基选择

土壤作为建筑的地基材料，其物理、化学性质直接影响建筑物的安全性、耐久性和稳定性。古代工匠在进行土作时，首要任务便是对施工区域的土壤进行全面且细致的勘察与分析。他们通过观察、取样、试验等多种手段，评估土壤的颗粒组成、密实度、含水量、承载力、压缩性、渗透性及可能存在的不良地质现象，如滑坡、沉降、膨胀、冻胀等，从而确定其适合作为地基的性能。

在地基选择上，古人遵循“因地制宜”的原则，充分考虑地形地貌、地下水位、气候条件等因素。对于质地坚实、承载力强的土层，往往直接利用其作为天然地基；而对于松软、承载力不足或存在潜在地质风险的土壤，则采取换填、加固或深基础设计等措施。例如，对于湿陷性黄土，常采用灰土换填法，即将原土挖出，按一定比例掺入生石灰，搅拌均匀后回填夯实，以提高地基的承载能力和抗水害能力[2]。

此外，古人还注重地基与建筑的整体协调性。在风水学说的影响下，地基选址不仅需要关注土壤的工程性能，还要考虑其与周围环境的和谐共生，如顺应山川走势、避开不利地形、确保良好的通风采光等。

1.2 夯筑技术与稳定性保障

夯筑是土作的核心技术，通过人力等反复击打使土壤颗粒间紧密结合，形成密实、均匀、有足够强度的土体。在中国古代，常用的夯筑工具有木夯、石夯、铁夯等，操作者按照一定的节奏和力度进行有序夯打，确保夯筑质量。夯筑过程中，工匠严格控制土料含水量，以达到最佳的夯实效果。

中国古人在夯筑技术上的创新与实践，确保了地基及墙体的稳定性。例如，他们在墙体夯筑中采用了夹板、土坯、糯米浆等辅助材料与方法，提升了建筑墙体的抗剪切、抗压以及防渗性能[3-4]。

为了进一步增强地基的稳定性，古人还发展了桩基础、筏板基础等复合地基形式。例如，明代长城的部分地段，就采用了打入岩石的木桩或石桩作为基础，有效解决了局部地基承载力不足的问题。

1.3 现代科技在土作改良中的应用

随着科学技术的发展，现代土作在继承传统技艺的基础上，引入了诸多先进的勘察、测试、施工与监测技术，显著提升了工作效率与工程质量，具体为：第1，现代地质勘探技术如钻探、物探、遥感等，能够精准、快速地对地基土层进行探测，获取更为详尽的地质信息，为地基设计提供科学依据。同时，实验室测试技术的进步，使得土壤的物理力学性质得到精确测定，有助于工程师准确评估地基承载力并预测其长期性能。第2，现代施工技术如深层搅拌法、高压喷射注浆法、强夯法、振冲法等，能有效处理各类不良地基，改善土壤性质，提高地基承载力。这些方法不仅能解决传统夯筑技术难以应对的复杂地质问题，还大大缩短了施工周期，降低了劳动强度。第3，数字化技术的应用，如地理信息系统（Geographic Information System，GIS）、建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）、远程监控等，实现了土作过程的可视化、智能化管理。通过实时监测地基沉降、应力分布等关键参数，工程师能及时发现并处理潜在问题，确保土作工程的安全与质量。

2 石作工艺与建筑美学表达

石作工艺作为古建筑营造技艺的重要组成部分，不仅关乎建筑结构的稳固与耐久，更在塑造建筑形态、传达美学理念与文化象征等方面发挥了关键作用[5]。

2.1 石材种类与特性解析

石材作为古建筑的主要建材之一，种类丰富，特性各异，其选择与运用直接影响建筑的整体风貌与耐久性。常见的石材包括花岗岩、大理石、砂岩、青石、汉白玉等，具体为：第1，花岗岩具有硬度高、耐磨性强、色泽稳定等特点，常用于建筑基础、柱础、台基、台阶等承重及耐磨部位，如故宫太和殿的台基即采用花岗岩打造，坚固耐用，历经数百年风雨仍较为完好。第2，大理石质地细腻，纹理丰富，色彩斑斓，常用于宫殿、庙宇等重要建筑的柱身、栏杆、浮雕等装饰部位，如北京颐和园的云龙石雕栏杆展现了大理石的华美质感与雕刻艺术的高度融合。第3，砂岩质地较软，易于雕刻，常用于制作精细的浮雕、线雕等装饰构件，如龙门石窟的石窟造像，砂岩的细腻质地赋予了雕像生动的表情与细腻的衣纹。第4，青石、汉白玉则以其独特的色泽与质感，在建筑中展现出沉稳内敛或纯洁高贵的气质，如北京天安门前的华表、故宫三大殿的石阶均采用汉白玉，洁白无瑕，象征皇家的尊贵。

2.2 采石、加工与安装技艺

古人凭借丰富的经验与智慧，根据石材的地质分布、岩性特点，选择合适的开采方式。例如，露天开采适用于露出地表的石材，洞采适用于埋藏较深的矿脉。

石材加工包括切割、打磨、雕刻等工序。切割主要依据设计图纸，将整块石材分割成所需尺寸。打磨则是使用砂轮、砂纸等工具，将石材表面打磨得平整光滑。雕刻集中了石作工艺的精华，工匠运用线雕、浮雕、圆雕、透雕等技法，将石材塑造成各种精美的装饰构件与艺术品。

安装技艺同样至关重要，包括石材的定位、固定、拼接等环节。古人巧妙运用榫卯结构、铁件锚固、砂浆黏结等方法，确保石材安装的精准、稳固。例如，故宫的石雕栏杆每块石构件都通过精密的榫卯结构拼接且严丝合缝，彰显出高超的安装技艺。

2.3 石作装饰元素与象征意蕴

石作装饰元素丰富多样，如龙凤、莲花、牡丹、寿桃等传统吉祥图案，以及人物故事、神话传说等主题，通过雕刻、线刻、镶嵌等形式，赋予建筑深厚且丰富的文化内涵与艺术魅力：第1，龙凤作为皇权的象征，常见于皇家建筑的石雕装饰中，如故宫太和殿的蟠龙金柱、石雕御路等，彰显皇家的威严与尊贵。第2，云水、莲花等自然元素寓意吉祥、纯净，如佛教建筑中的莲花浮雕、云水纹饰，营造出宁静、超脱的宗教氛围。第3，寿桃等吉祥物则代表福寿双全的美好祝愿，常出现在民宅、园林的石雕装饰中，如门墩、影壁、石桥等，寄托人们对生活的美好向往。

石作装饰还常常用于各地的牌坊、碑刻、石狮等，既是建筑的点睛之笔，也是历史记忆的载体，诉说着地域文化与历史变迁的故事[6]。

3 木作技艺与建筑结构创新

木作技艺作为中国古代建筑营造的核心技术之一，以其独特的构架体系、精巧的细部装饰及卓越的防腐防火技术，成就了无数巍峨壮观、精致典雅的木构建筑[7]。

3.1 大木作—构架体系与力学原理

构架体系是大木作的主体，是支撑建筑、传递荷载、保持整体稳定的核心结构。中国古代木构建筑以抬梁式、穿斗式、井干式等为主要构架形式，尤以抬梁式最为典型，被广泛应用于宫殿、庙宇、府邸等大型建筑。抬梁式构架以柱、梁、檩、枋等构件相互连接，形成逐层抬高的屋架结构，通过榫卯结构实现各构件间的刚性连接。

力学原理在中国传统大木作中得到充分体现。古人在设计构架时，巧妙运用杠杆原理、三角形稳定原理、拱形结构原理等，确保建筑在承受各种荷载时保持稳定。例如，梁柱节点处的斗栱通过层层出挑、层层递收，形成上小下大的稳定结构，可以有效分散屋面荷载，减轻柱子压力；斜向支撑的昂、翘利用杠杆原理，可以增强构架侧向稳定，防止建筑倾斜；曲度适宜的梁、檩形成连续的拱形结构，可以有效抵抗弯矩，提高结构刚度。

3.2 小木作—细部装饰与功能设计

建筑中的细部装饰是小木作的重要内容，包括门窗、隔扇、藻井、挂落、雀替、斗栱装饰等，它们既是建筑的视觉焦点，又是展现建筑艺术风格、反映文化特色与内涵的重要载体。小木作装饰手法多样，题材丰富，无不展现出中国古人的审美情趣。

功能设计是小木作的另一核心，如门窗设计兼顾采光、通风、保温、防盗等功能。隔扇、屏风则可灵活划分室内空间，满足私密性与开放性的需求。藻井、挂落等不仅美化室内空间，还具有吸音、防尘、调节湿度等实用功能。此外，小木作通过设计巧妙的机关装置，如折叠门、升降窗、活动格栅等，实现空间的灵活变换，提升了建筑的使用便利性与舒适度。

3.3 木材防腐与防火技术的历史演变

防腐技术是确保木构建筑长久使用的前提。古人通过选用耐腐木材、涂刷防腐剂、设置通风防潮层等技术措施，有效延缓了木材腐朽。比如，选用柏木、楠木等天然耐腐木材，或在木材表面涂刷桐油、朱砂等防腐材料；在建筑底部设置台基，隔绝土壤湿气。

防火技术是保障木构建筑安全的关键。古人采取了隔离火源、设置消防设施、使用防火材料等多重措施。例如，建筑布局中设置防火间距，建筑内部设置防火墙、隔火楼板等；配备灭火器具，如水缸、水桶、灭火毯等；将防火涂料如石硫合剂、石灰浆等涂抹在木构件表面，降低火灾风险。

4 非木材质工艺与建筑表征

非木质材料工艺在传统建筑中占据重要地位，并且其具有独特的技艺与美学表现。

4.1 瓦作—屋面装饰与防水功能

屋面装饰是瓦作工艺最直观的表现。瓦作为中国古代建筑屋顶覆盖材料，从最初的陶瓦到后来的琉璃瓦，种类繁多，色彩丰富，形态各异。

陶瓦质地朴素，色泽沉稳，常用于普通民居与寺庙；琉璃瓦色泽艳丽，光泽耀眼，多用于宫殿、庙宇等建筑[8]。瓦的排列方式、边脊装饰及瓦当图案共同构成了屋顶独特的视觉景观，展现并代表了建筑的等级、地域文化特色与时代风貌。

防水功能是瓦作工艺的本质要求。瓦片通过互相叠压、搭接，形成严密的防水层，可有效阻挡雨水侵入。同时，瓦垄设计科学合理，可保证雨水迅速排离屋面，减少积水。瓦与瓦之间的灰缝填充采用特制的砂浆或灰浆，能进一步提升建筑防水性能。对于特殊部位，例如，天沟、女儿墙、烟囱口等，还会采用特别的防水工艺处理，从而确保建筑整体防水体系的有效和完整性。

4.2 油作—涂料工艺与色彩美学

涂料工艺是油作的核心，涉及木材、砖石、灰泥等多种建筑材料的表面处理。古建筑涂料主要以植物油（如桐油、亚麻籽油等）、矿物颜料、胶质等为原料，经过熬炼、调配、涂抹、打磨等工序，形成具有保护、装饰双重作用的涂层。其中，底漆着重防腐防潮功能，面漆则需注重色泽饱满、光泽持久。油作工艺还包括漆器制作，如雕漆、描金、填彩等，用于制作家具、门窗、装饰件等工艺，提升建筑的艺术价值。

色彩美学在油作中得到充分体现。古人依据五行理论、阴阳哲学、礼制规范等，确立了建筑色彩的系统性与象征意义，如黄色象征皇权，绿色寓意生机，红色代表喜庆。油作工匠通过调配不同色彩的涂料，结合建筑的整体风格与功能定位，实现既符合美学原则又富有文化内涵的色彩搭配。此外，随着时间推移，涂料褪色、斑驳形成的岁月痕迹，亦成为建筑历史感与沧桑美的重要表征。

4.3 彩画作与裱糊作—室内艺术氛围营造

彩画作专注于室内外梁枋、斗栱、天花、墙面等木构件的彩绘装饰，是中国传统建筑艺术的瑰宝。彩画分为和玺彩画、旋子彩画、苏式彩画等，适用于皇家建筑、官式建筑、民间建筑等不同建筑。彩画内容丰富，既有龙凤、花卉、山水等图案，又有历史经要故事传说、吉祥符号等主题，通过线描、设色、贴金等技法，呈现出层次分明、富丽堂皇的视觉效果。

裱糊作则是室内墙壁、顶棚、门窗等表面的装饰工艺，主要采用纸、绢、布等材料，经过剪裁、拼接、糊贴、描绘等步骤，形成各种图案或纹理。裱糊作不仅能美化室内空间，还具有吸音、保温、防潮等实用功能。常见的裱糊样式有壁纸、壁毯、花罩、挂落等，其图案设计往往与建筑的整体装饰风格相协调，营造出宁静雅致、温馨舒适的室内氛围。

5 结语

中国古代建筑艺术的独特魅力源于其精湛的营造技艺与精选的建筑材料。八大官式技艺各司其职，构建了古建筑的物质与精神框架。

土作科学评估土壤、选择地基，现代科技助力其精准勘察与高效施工。石作精挑石材、巧施技艺，装饰元素富含象征意蕴，赋予建筑深厚历史底蕴与艺术魅力。木作创新构架体系、细部装饰，运用防腐、防火技术，确保建筑稳固、灵动与耐久。瓦作兼具装饰与防水，油作展现涂料工艺与色彩美学，彩画作与裱糊作营造室内艺术氛围。古建筑工艺融合科学性、艺术性与文化性，体现出中国古人对自然环境的尊重、技艺传承的执着及生活美学的追求。

在现代化进程中，古建筑工艺是历史文化的载体，还是现代建筑创新与文化遗产保护的重要资源。应深入研究，有效保护，并推动古代建筑技艺传承与现代实践相结合，让古建筑艺术在新时代持续焕发光芒。