建筑材料的变化与形式的演变范文

《创新科技杂志》2015年第二期

1中国建筑材料的演进与变化

值得一提的是，此时的铁开始参与到建筑活动中来，但仅仅是作为配角而存在，主要用来固定木结构。到了战国时期，铁质工具用来进行农业生产的同时，对建筑用的木材也可以进行更加精细的加工，出现了斧、锯、锥、凿等工具的使用。同时，战国时期我国出现了大块的空心砖，到了西汉出现了楔形的和有榫的砖，最后大大促进了石材建筑的发展。两汉之后的上千年间，我们国家的建筑材料保持了一个稳定发展的阶段，在保持木材，石材，铁器的基础上，基本没有新的材料的使用，以至于中国古代的建筑有详细的所谓“大木作”之称呼，到明代砖作为建材开始广泛被社会采用，据记载明代大量使用“空斗墙”，明代出现了琉璃面砖和琉璃瓦，用于建筑立面和屋顶的装饰，到清代随着中西交流的逐渐加深和西方工业革命的开展，开始有一些新型的材料被中国建筑师和匠人所采用，例如清代乾隆年间从国外引进了玻璃，玻璃的出现使得原本纸糊的窗户得到了极大的改进，室内空间开始变得透彻和明亮。石材在建筑中的使用也有所突破，新型的建筑材料和建筑手法总是首先应用到皇家建筑中，满清皇室曾经大量兴建皇家建筑和园林，除了京师北京之外，这些建筑和园林遍布承德、热河等地，在一些皇家园林中，如圆明园的长春园里出现了巴洛克风格的欧式建筑，其大量使用石材，在周围的中式传统建筑群中显得别具一格。鸦片战争之后，随着中国的国门被打开，中西交流力度也越来越大，西方的建筑材料随着帝国主义的枪炮也来到中国，钢铁技术、钢筋混凝土、玻璃、金属等都逐渐成为中国新式建筑的有力支撑点。随着清政府颐和园的修建以及最后几座皇家陵墓的修建，中国绵延千年的木结构为主的建筑体系，在官方工程系统中终止了活动，虽然在民间仍然有所延续，但已经逐渐推出主流的舞台。此时远在欧洲法国巴黎的一些高等建筑艺术院校中，开始出现折中主义的建筑风格，这种风格也逐渐漂洋过海来到近代中国。

20世纪30年代以后，中国开始出现一些时尚的新型住宅，如上海铜仁路的吴同文宅，这些新住宅广泛采用了钢筋混凝土结构和大片玻璃等新型材料，采用新的建筑结构，装置了电梯，弹簧地板，采用了玻璃顶棚等新的设施，整体建筑空间在新材料的作用下显得通透和流畅。这些新的建筑材料在沿海一些开放城市首先登陆和普及，1929-1933年的世界性经济危机中，西方很多国家在远东地区的商行极力向中国倾售新型建筑材料，客观地说，这也加快了中国建筑的发展。总体来说，中国的建筑材料的发展规律是从天然材料开始，发展到各种新型的人造材料，且人造建材的种类越来越多，性能越来越良好，新材料满足了各种建筑风格的需求，也催生建筑风格形式的新的变化。

2中国建筑风格形式的演进与变化

中国建筑风格与生产力发展水平、中国哲学思想、官方的统治思想以及建筑材料密切相关。中国的建筑形式则与社会各个阶层的需要密切相关。远古的原始社会中，劳动人民居住天然的岩洞，这是我国境内已经知道的最早的人类的居住形式。《韩非子》说：“上古之世，人民少而禽兽众，人民不胜禽兽虫蛇，有圣人作，构木为巢，以避群害。”这句话提出了巢居的住所形式，有专家猜测这或许是地势低洼潮湿而多虫蛇的地区采用的一种原始居住形式，而一些地势很高的地区，人民则可以直接开凿洞穴进行居住。这是由于生产力底下的前提下，人民改造自然的能力极其有限，因此只能因地制宜去发挥智慧创造安全的居住空间。距今六千到七千年前，当我国进入氏族社会的时候，开始有人造房屋的出现，其代表样式主要为两种：一种是长江流域河流密集地区由巢居发展而来的干阑式建筑，比较典型的代表是河姆渡村发掘出土的河姆渡房屋，如图1所示；第二种是北方黄河流域由穴居发展而来的木骨泥墙建筑。

值得注意的是，这一时期的房屋已经出现相对精细的建筑结构，木构件遗物有柱、梁、枋、板等，而且很多构件上都有榫卯，如图2所示，有的有一处，有的有多处，榫卯结构大大增强了建筑的耐风性和抗震性，使其居住起来更加安全。这些榫卯由当时的石器工具加工，可见当时的手工艺技术也达到了一定的水平，木材从这一时期开始在古代建筑中发挥决定性作用，且由于地势低洼的原因，为了防止潮湿，很多建筑有木架的台基。同一时期里，北方黄河流域的仰韶文化的龙山文化中，广泛采用木骨架上扎结枝条后涂以泥浆的做法来制作房屋，房屋的室内为了安全期间，使用数量不等的木柱子作为支撑，为了巩固房屋，立面和地面会采用细腻的泥土涂抹或者烧烤，使之陶化，可以在一定程度上降低潮湿，室内地面上出现了防水层，材料为木材或者植物，由于在室内生活，因此，这些房屋设计的有烧火的坑穴和相关的排烟口。在这些建筑的建设中，木材和泥土发挥了决定性作用，由于这些材料的限制，当时应该不会有多层的房屋和建筑，值得注意的是，这时期北方的建筑也爱选择地势相对高的地方选址搭建，而这些高的地势也具有台基的雏形。台基是中国古典建筑的一大特色，有人俗称中国古代建筑为“三段”式建筑，即一间中国古典建筑通常由屋顶，屋身和台基组成，西方古典建筑也有台基或者类似于台基的结构，如雅典卫城的帕特农神庙也出现了几阶的踏步，相对于西方古典建筑，中国建筑更加强调台基，早期的中国建筑台基还是由夯土制作，最早的目的是为了防潮防水，加上建筑本身有一定的重量，为了保证建筑物完工之后不会出现塌陷的安全问题，也需要一个坚实有力的台基，台基后来逐渐用来代表封建等级制度，据说西周时期出现的高台建筑就可以看作是台基的顶峰表现。

早期的台基主要用夯土筑成，后来则在建造过程中在夯土的表面包砌砖石，有的甚至还有压阑石、角柱和间柱。还有一大类的台基由佛教中的座演变过来，称为须弥座，图3所示，其形体的表面有复杂的装饰纹样，广泛用于高级的建筑中，如宫殿、寺庙，塔的基座等，目前最早记录的须弥座见北朝时期的石窟艺术中，发展至唐代其样式到巅峰，非常华丽，具有很强的装饰性，宋辽等时期继承了这种风格，须弥座至元代开始简化，明清时期的须弥座则主张上下的对称形式。中国古代木构架建筑的主要结构部分称为“大木作”，也就是建筑的主体，通常由“柱、梁、枋、檩”组成，把木艺在建筑学上推向了一个淋漓尽致的高潮，宋代的李诫根据实际经验著有《营造法式》一书，系统地论述了建筑的设计与施工工艺，大木作如图4所示。

大木作集中体现了中国传统建筑的精华，其正面相邻的两个檐柱间的水平距离称为“开间”，也叫“面阔”，开间这一叫法一直沿用到当代的建筑，我们通常称室内空间的水平横向距离为“开间”。由于中国古法和哲学的作用，建筑的开间数在汉朝之后大多采用十一以下的奇数（也有少量的偶数开间建筑）。一般来说，民间的建筑用三至五开间，官方的宫殿建筑、宗教的庙宇建筑、政府的署衙建筑用五到七开间，如果用到九开间以上，说明这个建筑是非常正式非常隆重的，例如唐代长安大明宫含元殿和清代北京故宫太和殿则采用了十一开间的规格。由于建筑屋顶的重量，因此，建筑的柱子就要起到承重的作用，把屋顶的重量传达给台基。柱子同样采用木材来制作，有的在建筑的四周，有的在建筑的室内，但几乎没有纯粹用来装饰的柱子而都是有一定的承重任务的。中国古代柱子大多使用圆形的剖面，秦朝出现过方形的柱子，汉代的柱子样子更多，增加了八角、束竹、凹楞、人像等新的式样。在上千年的建筑建造中，柱子的位置出现过所有调整的时候，宋代的一些建筑将室内的柱子向内移动，称为“移柱造”，还有一些建筑在确保安全的前提下减少了柱子，称为“减柱造”。斗拱是中国古代建筑中特有的一个结构，同样由木材制成，其作用在于在横梁和立柱之间挑出以承重，将屋檐的荷载经过斗拱专递到立柱，在周朝的青铜器中，斗拱的形象第一次出现，发展到后来出现各种样式，也有单层斗拱和多层斗拱之分，唐朝时候斗拱形式达到一个大的发展阶段，宋朝时候发展到成熟阶段，在北宋的《营造法式》中将斗拱用材分为八等。到明清之后斗拱的尺寸也越来越小，其实用性也有所降低，最后主要是用来进行建筑立面的装饰。中国古代建筑的屋架则是封建等级的直接体现，常见的屋架都是山形的顶，常见的屋顶有庑殿顶、歇山顶、悬山顶、硬山顶等，其等级不同，分别用于不同的建筑类型。最高等级的建筑如故宫太和殿，则使用了庑殿顶，一般来说，只有皇家建筑和孔庙才可以使用这类屋顶，庑殿顶的样式如图5所示。

歇山顶的样式则结合了直线和斜线的样式，在侧面山墙上保持了一个小的三角形立面，视觉效果感觉棱角分明，结构清晰，这种类型的屋顶在宋元时期最为流行，在封建等级最严格的时代，只有五品官吏家的正堂才可以使用歇山顶，其样式如图6所示。相对于庑殿顶和歇山顶，悬山顶和硬山顶则为广大中下层人民所使用，这两种屋顶的样式看起来更加轻松，气质更加随和，结构更加简单。有了整体的木构架，古代建筑墙体常见的有夯土墙和土坯墙，其中夯土墙则是最古老的形式，后来出现了砖墙，最早见于一些墓室中。明代是我国砖结构大发展的时期，大量的建筑、城墙使用到了砖，有的建筑因为砖的使用而减少了柱子的使用。中国古代建筑的屋顶也经历了材料和式样的变化，从早起的茅草、泥土到后来的陶筒、琉璃瓦，从形式上越来越美观，从结构上越来越坚固，尤其是琉璃瓦具有很好的抗水性，同时把建筑装饰的金碧辉煌。近代中国建筑形式变化很大，主要是西方折中主义风格的到来，1840年鸦片战争后的一些开放口岸城市率先出现了西方样式的建筑，这是一个承上启下，新旧交接，中西融合的建筑过渡时期。建筑结构科学的发展是建筑发展的重要成就，西方的力学、结构学传入中国后，使我国改变了过去建筑沿用传统法式的做法，而采用了能够科学分析和定量计算的建筑结构科学。1863年，上海法租界承建公董局大楼，中国工匠魏荣昌中标，这一个事件开创了中国建筑工匠由传统水木业走向近代承包营造业的时代。如下图所示是一个新型建筑的例子，即北京北洋军阀政府陆军部的大楼。西方新的建筑材料传入了中国，催生了新的建筑形式，近代建筑的主体结构有砖木混合结构、砖钢筋混凝土混合结构，钢和钢筋混凝土框架结构。19世纪中期就出现了砖木混合结构，当时建造的外国古典样式的大楼普遍采用这种结构。虽然采用的仍是传统建筑材料，但其结构相对于传统结构有很大改进之处，使得当时的建筑可以做到更高的层数，如1891年建成的上海中期江海关可以达到5层。

砖和钢筋混凝土混合结构约在19世纪末到20世纪初期在中国开始普及，这类建筑的立面用很厚的砖石进行承重，楼层间用工字钢固定，建造这样的建筑会使用大量的钢材，如1903年建成的哈尔滨中东铁路管理局办公楼就是砖和钢筋混凝土结构。总体来说，中国近代的建筑技术在建材种类、结构计算、施工工艺、设备水平等方面有了重大的突破和发展，但由于半封建半殖民地的国情，建筑材料工业基础的薄弱，近代中国的建筑行业没有得到充分的发展，这体现了建筑发展在中国近代历史的局限性。

3建筑材料和建筑样式的关系

建筑形式往往由生产力水平、建筑思潮和建筑材料来决定，古代生产力水平低下，因此只能使用自然材料来完成建筑，而近代生产力发展水平大大提升，新型建筑材料也带来了新的建筑思潮，砖石钢筋混凝土结构和钢筋混凝土框架结构使得建筑从跨度到高度上，都有了一个质的飞跃。从近代开始，建筑设计师成了一个受人尊重的职业，不再像古代的工匠那样社会地位底下。所有的建筑也不像原来那样千篇一律，从近代开始，在近代新式的建筑中，几乎找不到两栋一样的建筑，此时才真正可以成为建筑的设计。

作者：贾琳单位：河南教育学院