建筑材料的變化與形式的演變范文
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《創新科技雜志》2015年第二期
值得一提的是，此時的鐵開始參與到建筑活動中來，但僅僅是作為配角而存在，主要用來固定木結構。到了戰國時期，鐵質工具用來進行農業生產的同時，對建筑用的木材也可以進行更加精細的加工，出現了斧、鋸、錐、鑿等工具的使用。同時，戰國時期我國出現了大塊的空心磚，到了西漢出現了楔形的和有榫的磚，最后大大促進了石材建筑的發展。兩漢之后的上千年間，我們國家的建筑材料保持了一個穩定發展的階段，在保持木材，石材，鐵器的基礎上，基本沒有新的材料的使用，以至于中國古代的建筑有詳細的所謂“大木作”之稱呼，到明代磚作為建材開始廣泛被社會采用，據記載明代大量使用“空斗墻”，明代出現了琉璃面磚和琉璃瓦，用于建筑立面和屋頂的裝飾，到清代隨著中西交流的逐漸加深和西方工業革命的開展，開始有一些新型的材料被中國建筑師和匠人所采用，例如清代乾隆年間從國外引進了玻璃，玻璃的出現使得原本紙糊的窗戶得到了極大的改進，室內空間開始變得透徹和明亮。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總是首先應用到皇家建筑中，滿清皇室曾經大量興建皇家建筑和園林，除了京師北京之外，這些建筑和園林遍布承德、熱河等地，在一些皇家園林中，如圓明園的長春園里出現了巴洛克風格的歐式建筑，其大量使用石材，在周圍的中式傳統建筑群中顯得別具一格。鴉片戰爭之后，隨著中國的國門被打開，中西交流力度也越來越大，西方的建筑材料隨著帝國主義的槍炮也來到中國，鋼鐵技術、鋼筋混凝土、玻璃、金屬等都逐漸成為中國新式建筑的有力支撐點。隨著清政府頤和園的修建以及最后幾座皇家陵墓的修建，中國綿延千年的木結構為主的建筑體系，在官方工程系統中終止了活動，雖然在民間仍然有所延續，但已經逐漸推出主流的舞臺。此時遠在歐洲法國巴黎的一些高等建筑藝術院校中，開始出現折中主義的建筑風格，這種風格也逐漸漂洋過海來到近代中國。
20世紀30年代以后，中國開始出現一些時尚的新型住宅，如上海銅仁路的吳同文宅，這些新住宅廣泛采用了鋼筋混凝土結構和大片玻璃等新型材料，采用新的建筑結構，裝置了電梯，彈簧地板，采用了玻璃頂棚等新的設施，整體建筑空間在新材料的作用下顯得通透和流暢。這些新的建筑材料在沿海一些開放城市首先登陸和普及，1929-1933年的世界性經濟危機中，西方很多國家在遠東地區的商行極力向中國傾售新型建筑材料，客觀地說，這也加快了中國建筑的發展。總體來說，中國的建筑材料的發展規律是從天然材料開始，發展到各種新型的人造材料，且人造建材的種類越來越多，性能越來越良好，新材料滿足了各種建筑風格的需求，也催生建筑風格形式的新的變化。
2中國建筑風格形式的演進與變化
中國建筑風格與生產力發展水平、中國哲學思想、官方的統治思想以及建筑材料密切相關。中國的建筑形式則與社會各個階層的需要密切相關。遠古的原始社會中，勞動人民居住天然的巖洞，這是我國境內已經知道的最早的人類的居住形式。《韓非子》說：“上古之世，人民少而禽獸眾，人民不勝禽獸蟲蛇，有圣人作，構木為巢，以避群害。”這句話提出了巢居的住所形式，有專家猜測這或許是地勢低洼潮濕而多蟲蛇的地區采用的一種原始居住形式，而一些地勢很高的地區，人民則可以直接開鑿洞穴進行居住。這是由于生產力底下的前提下，人民改造自然的能力極其有限，因此只能因地制宜去發揮智慧創造安全的居住空間。距今六千到七千年前，當我國進入氏族社會的時候，開始有人造房屋的出現，其代表樣式主要為兩種：一種是長江流域河流密集地區由巢居發展而來的干闌式建筑，比較典型的代表是河姆渡村發掘出土的河姆渡房屋，如圖1所示；第二種是北方黃河流域由穴居發展而來的木骨泥墻建筑。
值得注意的是，這一時期的房屋已經出現相對精細的建筑結構，木構件遺物有柱、梁、枋、板等，而且很多構件上都有榫卯，如圖2所示，有的有一處，有的有多處，榫卯結構大大增強了建筑的耐風性和抗震性，使其居住起來更加安全。這些榫卯由當時的石器工具加工，可見當時的手工藝技術也達到了一定的水平，木材從這一時期開始在古代建筑中發揮決定性作用，且由于地勢低洼的原因，為了防止潮濕，很多建筑有木架的臺基。同一時期里，北方黃河流域的仰韶文化的龍山文化中，廣泛采用木骨架上扎結枝條后涂以泥漿的做法來制作房屋，房屋的室內為了安全期間，使用數量不等的木柱子作為支撐，為了鞏固房屋，立面和地面會采用細膩的泥土涂抹或者燒烤，使之陶化，可以在一定程度上降低潮濕，室內地面上出現了防水層，材料為木材或者植物，由于在室內生活，因此，這些房屋設計的有燒火的坑穴和相關的排煙口。在這些建筑的建設中，木材和泥土發揮了決定性作用，由于這些材料的限制，當時應該不會有多層的房屋和建筑，值得注意的是，這時期北方的建筑也愛選擇地勢相對高的地方選址搭建，而這些高的地勢也具有臺基的雛形。臺基是中國古典建筑的一大特色，有人俗稱中國古代建筑為“三段”式建筑，即一間中國古典建筑通常由屋頂，屋身和臺基組成，西方古典建筑也有臺基或者類似于臺基的結構，如雅典衛城的帕特農神廟也出現了幾階的踏步，相對于西方古典建筑，中國建筑更加強調臺基，早期的中國建筑臺基還是由夯土制作，最早的目的是為了防潮防水，加上建筑本身有一定的重量，為了保證建筑物完工之后不會出現塌陷的安全問題，也需要一個堅實有力的臺基，臺基后來逐漸用來代表封建等級制度，據說西周時期出現的高臺建筑就可以看作是臺基的頂峰表現。
早期的臺基主要用夯土筑成，后來則在建造過程中在夯土的表面包砌磚石，有的甚至還有壓闌石、角柱和間柱。還有一大類的臺基由佛教中的座演變過來，稱為須彌座，圖3所示，其形體的表面有復雜的裝飾紋樣，廣泛用于高級的建筑中，如宮殿、寺廟，塔的基座等，目前最早記錄的須彌座見北朝時期的石窟藝術中，發展至唐代其樣式到巔峰，非常華麗，具有很強的裝飾性，宋遼等時期繼承了這種風格，須彌座至元代開始簡化，明清時期的須彌座則主張上下的對稱形式。中國古代木構架建筑的主要結構部分稱為“大木作”，也就是建筑的主體，通常由“柱、梁、枋、檁”組成，把木藝在建筑學上推向了一個淋漓盡致的高潮，宋代的李誡根據實際經驗著有《營造法式》一書，系統地論述了建筑的設計與施工工藝，大木作如圖4所示。
大木作集中體現了中國傳統建筑的精華，其正面相鄰的兩個檐柱間的水平距離稱為“開間”，也叫“面闊”，開間這一叫法一直沿用到當代的建筑，我們通常稱室內空間的水平橫向距離為“開間”。由于中國古法和哲學的作用，建筑的開間數在漢朝之后大多采用十一以下的奇數（也有少量的偶數開間建筑）。一般來說，民間的建筑用三至五開間，官方的宮殿建筑、宗教的廟宇建筑、政府的署衙建筑用五到七開間，如果用到九開間以上，說明這個建筑是非常正式非常隆重的，例如唐代長安大明宮含元殿和清代北京故宮太和殿則采用了十一開間的規格。由于建筑屋頂的重量，因此，建筑的柱子就要起到承重的作用，把屋頂的重量傳達給臺基。柱子同樣采用木材來制作，有的在建筑的四周，有的在建筑的室內，但幾乎沒有純粹用來裝飾的柱子而都是有一定的承重任務的。中國古代柱子大多使用圓形的剖面，秦朝出現過方形的柱子，漢代的柱子樣子更多，增加了八角、束竹、凹楞、人像等新的式樣。在上千年的建筑建造中，柱子的位置出現過所有調整的時候，宋代的一些建筑將室內的柱子向內移動，稱為“移柱造”，還有一些建筑在確保安全的前提下減少了柱子，稱為“減柱造”。斗拱是中國古代建筑中特有的一個結構，同樣由木材制成，其作用在于在橫梁和立柱之間挑出以承重，將屋檐的荷載經過斗拱專遞到立柱，在周朝的青銅器中，斗拱的形象第一次出現，發展到后來出現各種樣式，也有單層斗拱和多層斗拱之分，唐朝時候斗拱形式達到一個大的發展階段，宋朝時候發展到成熟階段，在北宋的《營造法式》中將斗拱用材分為八等。到明清之后斗拱的尺寸也越來越小，其實用性也有所降低，最后主要是用來進行建筑立面的裝飾。中國古代建筑的屋架則是封建等級的直接體現，常見的屋架都是山形的頂，常見的屋頂有廡殿頂、歇山頂、懸山頂、硬山頂等，其等級不同，分別用于不同的建筑類型。最高等級的建筑如故宮太和殿，則使用了廡殿頂，一般來說，只有皇家建筑和孔廟才可以使用這類屋頂，廡殿頂的樣式如圖5所示。
歇山頂的樣式則結合了直線和斜線的樣式，在側面山墻上保持了一個小的三角形立面，視覺效果感覺棱角分明，結構清晰，這種類型的屋頂在宋元時期最為流行，在封建等級最嚴格的時代，只有五品官吏家的正堂才可以使用歇山頂，其樣式如圖6所示。相對于廡殿頂和歇山頂，懸山頂和硬山頂則為廣大中下層人民所使用，這兩種屋頂的樣式看起來更加輕松，氣質更加隨和，結構更加簡單。有了整體的木構架，古代建筑墻體常見的有夯土墻和土坯墻，其中夯土墻則是最古老的形式，后來出現了磚墻，最早見于一些墓室中。明代是我國磚結構大發展的時期，大量的建筑、城墻使用到了磚，有的建筑因為磚的使用而減少了柱子的使用。中國古代建筑的屋頂也經歷了材料和式樣的變化，從早起的茅草、泥土到后來的陶筒、琉璃瓦，從形式上越來越美觀，從結構上越來越堅固，尤其是琉璃瓦具有很好的抗水性，同時把建筑裝飾的金碧輝煌。近代中國建筑形式變化很大，主要是西方折中主義風格的到來，1840年鴉片戰爭后的一些開放口岸城市率先出現了西方樣式的建筑，這是一個承上啟下，新舊交接，中西融合的建筑過渡時期。建筑結構科學的發展是建筑發展的重要成就，西方的力學、結構學傳入中國后，使我國改變了過去建筑沿用傳統法式的做法，而采用了能夠科學分析和定量計算的建筑結構科學。1863年，上海法租界承建公董局大樓，中國工匠魏榮昌中標，這一個事件開創了中國建筑工匠由傳統水木業走向近代承包營造業的時代。如下圖所示是一個新型建筑的例子，即北京北洋軍閥政府陸軍部的大樓。西方新的建筑材料傳入了中國，催生了新的建筑形式，近代建筑的主體結構有磚木混合結構、磚鋼筋混凝土混合結構，鋼和鋼筋混凝土框架結構。19世紀中期就出現了磚木混合結構，當時建造的外國古典樣式的大樓普遍采用這種結構。雖然采用的仍是傳統建筑材料，但其結構相對于傳統結構有很大改進之處，使得當時的建筑可以做到更高的層數，如1891年建成的上海中期江海關可以達到5層。
磚和鋼筋混凝土混合結構約在19世紀末到20世紀初期在中國開始普及，這類建筑的立面用很厚的磚石進行承重，樓層間用工字鋼固定，建造這樣的建筑會使用大量的鋼材，如1903年建成的哈爾濱中東鐵路管理局辦公樓就是磚和鋼筋混凝土結構。總體來說，中國近代的建筑技術在建材種類、結構計算、施工工藝、設備水平等方面有了重大的突破和發展，但由于半封建半殖民地的國情，建筑材料工業基礎的薄弱，近代中國的建筑行業沒有得到充分的發展，這體現了建筑發展在中國近代歷史的局限性。
3建筑材料和建筑樣式的關系
建筑形式往往由生產力水平、建筑思潮和建筑材料來決定，古代生產力水平低下，因此只能使用自然材料來完成建筑，而近代生產力發展水平大大提升，新型建筑材料也帶來了新的建筑思潮，磚石鋼筋混凝土結構和鋼筋混凝土框架結構使得建筑從跨度到高度上，都有了一個質的飛躍。從近代開始，建筑設計師成了一個受人尊重的職業，不再像古代的工匠那樣社會地位底下。所有的建筑也不像原來那樣千篇一律，從近代開始，在近代新式的建筑中，幾乎找不到兩棟一樣的建筑，此時才真正可以成為建筑的設計。
作者：賈琳單位：河南教育學院
