楊雅萱 山東師范大學附屬中學

淺析我國古代土木結(jié)構(gòu)建筑的科技內(nèi)涵

楊雅萱 山東師范大學附屬中學

隨著時代更迭，古代建筑結(jié)構(gòu)不但沒有湮沒在發(fā)展的潮流中，而且對現(xiàn)在土木工程有非常大的影響，在學習中也對我們有很大的啟發(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，對其所涉及的科學問題進行探究。

古代土木結(jié)構(gòu)建筑 設計技術 構(gòu)造技術 施工技術 防護技術

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

1 古代土木結(jié)構(gòu)建筑的設計技術

在我們搜集到的一些資料之中，光學技術可以被看作是古代土木結(jié)構(gòu)建筑的設計技術的一種表現(xiàn)形式。窯洞彩光技術可以被看作是這種設計技術的一種代表性因素。在一些古代題材的影視作品中，窯洞的整個洞口幾乎都安裝了門窗，這樣的背景設計，與我們在一些歷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。為了對窯洞的采光問題進行解決，古代設計者設計的花窗和花格，對窯洞的采光面積的增加也有著一定的促進作用。在一些漢代的木結(jié)構(gòu)建筑中，天窗的設計是對土木建筑的采光面積進行增加的一種有效措施。宋代木結(jié)構(gòu)建筑中所應用的破欞子窗，則是通過對太陽方位角內(nèi)光線的入射角進行調(diào)整的方式來對采光面積進行增加的。

在我們小學階段學過的《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用到的力學技術產(chǎn)生初步的了解。在對古代土木結(jié)構(gòu)建筑的力學技術的一些知識進行了解以后，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也是我國古代建筑力學技術的一種表現(xiàn)，這種屋架結(jié)構(gòu)的設計對三角形的穩(wěn)定性這一幾何特性進行了充分的應用。在對古代土木結(jié)構(gòu)建筑所應用的力學技術進行探究的過程中，我們也可以發(fā)現(xiàn)，在我們在歷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，這種橋梁的技巧與趙州橋的設計形式之間存在著一定的相似性，在雨水充沛的時期，這樣的橋梁建筑形式可以讓洪水對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)，這種橋梁設計形式的應用，也對橋梁建成以后的大船通行問題進行了解決。

2 古代土木結(jié)構(gòu)建筑的構(gòu)造技術

土質(zhì)材料構(gòu)造技術，顧名思義，是以土為主要的建筑基材的基礎上，對房屋進行置骨加筋處理的房屋構(gòu)造手法。在我國的南北朝時期，房屋的建造者在對圖紙材料構(gòu)造技術進行應用的過程中，經(jīng)常會將三合土應用在房屋的地面部位的施工過程之中。在對一些歷史資料進行了解以后，我們可以發(fā)現(xiàn)，這種圖紙材料構(gòu)造技術最早是起源于原始社會時期的，在原始時期，人們發(fā)現(xiàn)了泥土在干結(jié)硬化以后會出現(xiàn)開裂現(xiàn)象的問題。為了對其自身的拉結(jié)強度進行有效提升，原始人類在利用泥土構(gòu)建房屋的過程中就有意識地對草筋進行了應用。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，對房屋墻體的整體強度的提升，也起到了一定的促進作用。從古代建筑中的木結(jié)構(gòu)的構(gòu)造技術來看，斗拱在建筑中的應用，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

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

4 古代土木結(jié)構(gòu)建筑的防護技術

在參觀故宮的時候，我們可以發(fā)現(xiàn)故宮中擺放的很多水缸，經(jīng)過導游的講解，我們可以知道，在古代，這些水缸發(fā)揮的是防火的功能。在消防能力相對落后的古代社會，除了這種簡單可行的防護方式以外，建筑周邊的水溝、水池和水井的設計，也可以發(fā)揮出防范火災的功能。在一些古代的典籍之中，我們也可以發(fā)現(xiàn)，處于防范火災的需要，一些古籍對房屋煙囪的高度也有著較為嚴格的要求。在《墨子》這一典籍中，我們可以發(fā)現(xiàn)，“突高出屋四尺”是其對房屋煙囪的要求。除了防火問題以外，防水技術也在我國古代的土木建筑中得到了應用。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，這種設計形式就是對建筑物的排水問題進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人民智慧的結(jié)晶。對這些建筑在設計技術、施工技術和結(jié)構(gòu)技術等方面所表現(xiàn)出來的科學內(nèi)涵的發(fā)揮，可以讓我們對我國古代建筑的發(fā)展歷程進行更為充分的了解，也可以讓我們對歷史知識進行豐富。對這一問題的研究，對現(xiàn)存古代建筑的修繕工作的開展也有著一定的促進作用。

[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].河南大學學報(自然科學版),2009,04:436-440.

[2]李蓺楠.二十世紀八十年代以來的中國近代建筑史研究[D].清華大學,2012.

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