楊雅萱 山東師范大學(xué)附屬中學(xué)

淺析我國古代土木結(jié)構(gòu)建筑的科技內(nèi)涵

楊雅萱 山東師范大學(xué)附屬中學(xué)

隨著時(shí)代更迭，古代建筑結(jié)構(gòu)不但沒有湮沒在發(fā)展的潮流中，而且對(duì)現(xiàn)在土木工程有非常大的影響，在學(xué)習(xí)中也對(duì)我們有很大的啟發(fā)。現(xiàn)代建筑在某些方面甚至考慮的不及幾百年前的古人周密、實(shí)用。本文從我國古代土木結(jié)構(gòu)建筑的科技內(nèi)涵入手，對(duì)其所涉及的科學(xué)問題進(jìn)行探究。

古代土木結(jié)構(gòu)建筑 設(shè)計(jì)技術(shù) 構(gòu)造技術(shù) 施工技術(shù) 防護(hù)技術(shù)

從我國的歷史來看，我國古代的土木建筑工程施工技術(shù)可以被看做是我國歷史文化的一種表現(xiàn)載體。受到當(dāng)時(shí)科技水平的影響，我國古代土木工程施工領(lǐng)域中的很多施工工藝并沒有一種較為明確的理論內(nèi)容，對(duì)其自身的科學(xué)內(nèi)涵的發(fā)揮，對(duì)我國現(xiàn)代土木工程技術(shù)的發(fā)展，會(huì)起到一定的促進(jìn)作用。

1 古代土木結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)技術(shù)

在我們搜集到的一些資料之中，光學(xué)技術(shù)可以被看作是古代土木結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)技術(shù)的一種表現(xiàn)形式。窯洞彩光技術(shù)可以被看作是這種設(shè)計(jì)技術(shù)的一種代表性因素。在一些古代題材的影視作品中，窯洞的整個(gè)洞口幾乎都安裝了門窗，這樣的背景設(shè)計(jì)，與我們?cè)谝恍v史材料中所看到的古代窯洞的形態(tài)之間是存在有一定的聯(lián)系性的。為了對(duì)窯洞的采光問題進(jìn)行解決，古代設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)的花窗和花格，對(duì)窯洞的采光面積的增加也有著一定的促進(jìn)作用。在一些漢代的木結(jié)構(gòu)建筑中，天窗的設(shè)計(jì)是對(duì)土木建筑的采光面積進(jìn)行增加的一種有效措施。宋代木結(jié)構(gòu)建筑中所應(yīng)用的破欞子窗，則是通過對(duì)太陽方位角內(nèi)光線的入射角進(jìn)行調(diào)整的方式來對(duì)采光面積進(jìn)行增加的。

在我們小學(xué)階段學(xué)過的《趙州橋》這篇課文中，我們可以古代工匠在建造趙州橋的過程中所應(yīng)用到的力學(xué)技術(shù)產(chǎn)生初步的了解。在對(duì)古代土木結(jié)構(gòu)建筑的力學(xué)技術(shù)的一些知識(shí)進(jìn)行了解以后，我們可以發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)代一些農(nóng)村地區(qū)所采用的人字形屋架技術(shù)也是我國古代建筑力學(xué)技術(shù)的一種表現(xiàn)，這種屋架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)三角形的穩(wěn)定性這一幾何特性進(jìn)行了充分的應(yīng)用。在對(duì)古代土木結(jié)構(gòu)建筑所應(yīng)用的力學(xué)技術(shù)進(jìn)行探究的過程中，我們也可以發(fā)現(xiàn)，在我們?cè)跉v史課堂上所接觸到的《清明上河圖》這一作品中，作者所描繪的東京（今河南開封）虹橋采用的是無橋墩、大跨度的飛橋技術(shù)，這種橋梁的技巧與趙州橋的設(shè)計(jì)形式之間存在著一定的相似性，在雨水充沛的時(shí)期，這樣的橋梁建筑形式可以讓洪水對(duì)橋梁的沖擊得到有效地減輕。由于宋代東京城也是水路交通的一大重鎮(zhèn)，這種橋梁設(shè)計(jì)形式的應(yīng)用，也對(duì)橋梁建成以后的大船通行問題進(jìn)行了解決。

2 古代土木結(jié)構(gòu)建筑的構(gòu)造技術(shù)

土質(zhì)材料構(gòu)造技術(shù)，顧名思義，是以土為主要的建筑基材的基礎(chǔ)上，對(duì)房屋進(jìn)行置骨加筋處理的房屋構(gòu)造手法。在我國的南北朝時(shí)期，房屋的建造者在對(duì)圖紙材料構(gòu)造技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過程中，經(jīng)常會(huì)將三合土應(yīng)用在房屋的地面部位的施工過程之中。在對(duì)一些歷史資料進(jìn)行了解以后，我們可以發(fā)現(xiàn)，這種圖紙材料構(gòu)造技術(shù)最早是起源于原始社會(huì)時(shí)期的，在原始時(shí)期，人們發(fā)現(xiàn)了泥土在干結(jié)硬化以后會(huì)出現(xiàn)開裂現(xiàn)象的問題。為了對(duì)其自身的拉結(jié)強(qiáng)度進(jìn)行有效提升，原始人類在利用泥土構(gòu)建房屋的過程中就有意識(shí)地對(duì)草筋進(jìn)行了應(yīng)用。我國東北地區(qū)曾經(jīng)采用過的利用稻草作為草筋的構(gòu)造方式，對(duì)房屋墻體的整體強(qiáng)度的提升，也起到了一定的促進(jìn)作用。從古代建筑中的木結(jié)構(gòu)的構(gòu)造技術(shù)來看，斗拱在建筑中的應(yīng)用，是一種較為常用的構(gòu)造結(jié)構(gòu)方式。

3 古代土木結(jié)構(gòu)建筑的施工技術(shù)

開挖技術(shù)、夯打技術(shù)、版筑技術(shù)和砌筑技術(shù)是我國古代的土木建筑在建設(shè)過程中所應(yīng)用到的主要施工技術(shù)。預(yù)制裝配技術(shù)可以被看作是古代土木結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的一種重要例證。起吊搭建技術(shù)也在我國古代的土木建筑施工工作中得到了應(yīng)用。我們?cè)谖锢碚n堂上所接觸到的滑輪知識(shí)、杠桿原理等知識(shí)在我國古代的土木建筑施工領(lǐng)域得到了充分地應(yīng)用。這一系列施工技術(shù)的發(fā)展，與我國古代木加工技術(shù)的發(fā)展之間存在著一定的聯(lián)系性。

4 古代土木結(jié)構(gòu)建筑的防護(hù)技術(shù)

在參觀故宮的時(shí)候，我們可以發(fā)現(xiàn)故宮中擺放的很多水缸，經(jīng)過導(dǎo)游的講解，我們可以知道，在古代，這些水缸發(fā)揮的是防火的功能。在消防能力相對(duì)落后的古代社會(huì)，除了這種簡單可行的防護(hù)方式以外，建筑周邊的水溝、水池和水井的設(shè)計(jì)，也可以發(fā)揮出防范火災(zāi)的功能。在一些古代的典籍之中，我們也可以發(fā)現(xiàn)，處于防范火災(zāi)的需要，一些古籍對(duì)房屋煙囪的高度也有著較為嚴(yán)格的要求。在《墨子》這一典籍中，我們可以發(fā)現(xiàn)，“突高出屋四尺”是其對(duì)房屋煙囪的要求。除了防火問題以外，防水技術(shù)也在我國古代的土木建筑中得到了應(yīng)用。從我國目前保存下來的一些古代建筑來看，大屋頂是這些建筑的建筑特色的一種表現(xiàn)[3]。從建筑防水的角度來看，這種設(shè)計(jì)形式就是對(duì)建筑物的排水問題進(jìn)行解決的一種有效方式。

結(jié)論：古代土木結(jié)構(gòu)建筑是我國古代勞動(dòng)人民智慧的結(jié)晶。對(duì)這些建筑在設(shè)計(jì)技術(shù)、施工技術(shù)和結(jié)構(gòu)技術(shù)等方面所表現(xiàn)出來的科學(xué)內(nèi)涵的發(fā)揮，可以讓我們對(duì)我國古代建筑的發(fā)展歷程進(jìn)行更為充分的了解，也可以讓我們對(duì)歷史知識(shí)進(jìn)行豐富。對(duì)這一問題的研究，對(duì)現(xiàn)存古代建筑的修繕工作的開展也有著一定的促進(jìn)作用。

[1]楊國忠,劉彩,劉怡燕,栗曉文.中國古代土木結(jié)構(gòu)建筑的科技內(nèi)涵[J].河南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009,04:436-440.

[2]李蓺楠.二十世紀(jì)八十年代以來的中國近代建筑史研究[D].清華大學(xué),2012.

[3]鄭小東.建構(gòu)語境下當(dāng)代中國建筑中傳統(tǒng)材料的使用策略研究[D].清華大學(xué),2012.