立在砖石基座上的柱梁枋
用榫卯互相咬合
挑起了四角飞檐的大屋顶
你是否曾想过
这就是古人当时高精尖的科技
今天就一起来了解
古人在当时的建筑中
巧妙运用过哪些科学吧
01 基础技术——榫卯
什么是榫卯？
榫（sǔn）卯（mǎo）
和许多古建筑名词一样
榫卯的名字就代表了它的结构
凸出部分叫作榫
凹进部分叫作卯
榫卯最根本的作用就是连接材料
多为木头，少数也有石头
榫卯在古建筑中的运用 摄制@骆凯&陈婉钰/遗介
最早的榫卯结构
出现在6000~7000年前
河姆渡遗址的古人
用石头制作工具加工木材
借助榫卯建造了
干阑式建筑和竖井支护结构
干阑式建筑 武汉长江博物馆藏 摄制@骆凯/遗介
榫卯从最初的几种发展成几百个种类
被广泛应用在建筑和家具等领域
按照结合的用途可以视为三类
1 组合面与面的榫卯
这种组合是为了解决木材板面的面积问题，通过拼合来增大面积。具有代表性的包括企口榫、穿带榫、燕尾榫等。
燕尾榫 制图@陈婉钰/遗介
穿带榫 制图@陈婉钰/遗介
2 组合交接点的榫卯
这种组合是为了处理丁字、交叉、夹角的结构。具有代表性的包括明榫、格肩榫、双榫、楔钉榫等。
明榫 制图@陈婉钰/遗介
格肩榫 制图@陈婉钰/遗介
3 多个构件组合的榫卯
这种组合是为了处理复杂特殊的结构需求，使材料更有耐用性和美感。具有代表性的包括粽角榫、长短榫、抱肩榫等。
粽角榫 制图@陈婉钰/遗介
榫卯的优势
使其在古建筑中广泛应用
重量小，易加工
木头不会生锈，更耐用
可拆卸，易维修
可小范围扭动，能抗震
02 排雨利器——坡屋顶
人类最早在地穴和树巢居住
后来才发明了具有屋顶雏形的
半地穴建筑和木骨泥墙等建筑
自此用以避雨的斜屋顶
就成了建筑的必备
原始建筑 竖穴与巢居 制图@洪凡凡/遗介
在不同的地域
人们结合当地气候条件和使用需求
将屋顶改造成不同模样
皇家的建筑屋顶
需要体现皇权至上和等级秩序
于是出现了很多种样貌各异的大屋顶
古建筑常见屋顶样式 制图@陈婉钰/遗介
但对普通老百姓而言
屋顶不需要那么浓重的文化寓意
以西双版纳为代表的
南方多雨地区
为了防止短时间内的大降雨
房顶大多都做成高又尖的斜屋顶
以便于雨水快速地流向地面
两种斜度的坡屋顶排水效果 制图@陈婉钰/遗介
云南西双版纳建筑的高坡屋顶 图源@摄图网授权
以新疆和西藏为代表的
干旱少雨地区
人们需要在屋顶上
晒粮食和举行活动
为考虑如何让屋顶发挥多功能作用
这里的屋顶被建成了平屋顶
两种平屋顶的排水效果 制图@陈婉钰/遗介
新疆民居 拍摄@刘雷
除了干旱和多雨的地区
一般民居建筑都采用了
有点坡度的坡屋顶
厦门鼓浪屿 四落大厝 摄制@骆凯/遗介
小知识：
根据专家研究发现，一般年降水量大，或春雨、梅雨或者台风带来的夏季降雨量大的地区的民居屋顶坡度更大。相较于年降水量来说，月度的降水量强度才是影响屋顶坡度最重要的因素。此外，屋面防水材料、地区风力、建筑的使用用途等也都会影响古建筑屋顶坡度。
03 肩负重担——木构架
“墙倒屋不塌”
古建筑将承重的任务
交给了木构架
墙体只是挡风遮雨而已
千百年来不同地区的人们
因地制宜地发明了不同木构架
建造出特色各异的建筑
满足自己的生活需求
古建筑 柱梁檩的示意 制图@陈婉钰/遗介
1 抬梁式
抬梁式就是把梁抬起来的木构架，不止抬一次，而是柱上架梁，梁上又抬梁。
古建筑 抬梁式木构架 制图@陈婉钰/遗介
抬梁式木构架在宫殿、庙宇、寺院等大型建筑中普遍采用，更是皇家建筑群首选形式，也是古建筑木构架的代表。
柱子少，跨度大，可以营造开阔的大空间，也能体现建筑内部雄伟壮丽的气势。
抬梁式建筑-乾清宫 摄制@李雪力&骆凯/遗介
2 穿斗式
穿斗式是先用穿枋将柱子穿起来，形成一榀（pǐn）一榀木构架，另一个方向用斗枋把柱子穿起来，一个穿斗式建筑的木构架就做好了。
古建筑 穿斗式木构架 制图@陈婉钰/遗介
穿斗式在汉代已相当成熟，但需要有大量柱子作支撑，所以做不出贯通的大空间，无法满足多人集会的大空间需求，因此很少使用在宫殿、寺庙这样的建筑中。
穿斗式可以预先拼装成整体屋架，然后树立组装，便于施工。它的网状结构的牢固性强，整体的韧性较强，整体结构具有高度的完整性。
有穿斗式元素建筑-绍兴鲁迅故居 摄制@陈婉钰&骆凯/遗介
3 并干式
井干式结构不用柱子和大梁，只是从下到上把圆木或加工的木头层层堆叠，形成房屋的四面墙，四个墙壁交接处让木头交叉咬合，其实就是用木头垒了四面墙。
井干式建筑方式 制图@陈婉钰/遗介
井干式在商朝后期的陵墓内出，周代到汉代的陵墓曾长期使用这种木墩。汉初宫苑中还有井干楼，井干式结构需要大量木材堆叠成墙，耗费木材，不够划算，因此只在树木充足的少数地区多见。
山区多见的井干式建筑
04 古建天工——斗拱
斗拱是古建中特殊的组合构件
由斗、拱、翘、昂、升等
构件组合而成
因此有人也说
斗拱全名为“斗拱昂”
宋式四铺作斗拱拆解 制图@陈婉钰/遗介
斗拱有哪些构件？
1
斗
斗拱中承托拱、昂的方形木块，我们常见的最底下的斗就是大斗，而斗口尺寸决定着整个建筑的规模。
斗拱拆解 制图@陈婉钰/遗介
2
拱
拱是矩形断面的短枋木，外形略似弓。
斗拱拆解 制图@陈婉钰/遗介
3
昂
昂位于斗拱前后中线，前后纵向伸出贯通斗拱，前端有尖斜向下，尾则向上伸至屋内。
斗拱拆解 制图@陈婉钰/遗介
斗拱有什么作用？
1 传导重量
斗拱被放在柱子与梁架之间，从上面承接屋顶重量，向下将重量传递给柱子，最后由柱子将重量传到基础和地面。
斗拱模型 摄制@骆凯/遗介
2 增大出檐
斗拱一层层向外叠出，使斗拱承接的屋檐逐渐向外挑出。唐代巨大斗拱使得唐代建筑出檐深远，佛光寺的大出檐就是实证。
佛光寺建筑模型 国家博物馆藏 摄制@骆凯/遗介
3 增加“弹性”
斗拱在檐下形成的斗拱层像弹簧垫层，地震虽然会导致建筑来回摇晃，但斗拱和木结构中的榫卯却可以小范围活动，从而吸收地震引发的纵横地震波。这种可活动的结构让许多古建筑得以保存至今，因此斗拱对增强建筑的抗震性能十分有利。
防震的木构架与斗栱 图源@纪录片《紫禁城的秘密》 制图@骆凯/遗介
4 美化装饰
明清时期斗拱逐渐变成装饰构件，民间的斗拱做法更加花样繁多。人们开始在造型和色彩上美化斗拱，使斗拱也具有了一定的美化装饰作用。
太
和殿斗拱 摄制@骆凯/遗介
05 美好向往——脊兽
古人将自己
对艺术和精神的追求
在古建筑的屋顶上
体现的淋漓尽致
总有些精巧玲珑的小怪兽站在屋脊
他们有一个共同的名字
脊兽
脊兽-龙 设计@王梦琪
正脊上的吻兽
垂脊上的垂兽
戗脊上的戗兽
戗脊前面的蹲兽
太和殿上的十个走兽
外加骑凤仙人
是大家最熟悉的蹲兽
（请将手机横屏观看，并让大脑尝试识记）
太和殿脊兽 制图@陈婉钰/遗介
小知识：
十个走兽的顺序其实在学术界尚无定论。《钦定大清会典事例·工部·物材》中脊兽的顺序被描述为：龙、凤、狮子、天马、海马、狻猊、狎鱼、獬豸、斗牛、行什。但其实明初初建时候的顺序已不得而知。专家们普遍认可的是天马与海马、狻猊与狎鱼、獬豸与斗牛分别为一组的三组顺序不变即可，组内其实经常可见互换位置的情况。
06 装饰工艺——彩画
彩画是古建筑
不可缺少的部分
最初是为了
防腐防虫和建筑卫生
发展到后期
逐渐赋予精神意义
表达信仰或艺术追求
常见彩画分为几种？
1 和玺彩画
清代官式建筑上等级最高的彩画形式为大量装饰龙凤图案，仅用于宫殿、坛庙主殿及堂、门等重要建筑，“W“形线可作为我们辨识它的主要特征。
和玺彩画特征
太和殿上的和玺彩画 摄制@骆凯/遗介
2 旋子彩画
有带卷涡的旋花的清代官式彩画式样，等级上低于和玺彩画，多用于皇家建筑次要殿宇、门庑，祭祀的坛庙、殿堂等建筑。
旋子彩画特征 图源@《中国建筑彩画图集》 改绘@张蓝天&陈婉钰/遗介
故宫东华门上的旋子彩画 摄制@骆凯/遗介
3 苏氏彩画
源于江南水乡苏州一带，传入北方后被引入官式彩画。一般用于装饰园林和民居建筑，苏式彩画的辨识要点是它的题材多为山水、人物、花卉、走兽、鱼虫等。
苏式彩画特征
北京颐和园长廊苏式彩画 摄制@骆凯/遗介
4 地方彩画
广袤的中国各地都有不同文化差异，各地方的彩画也十分丰富，地方彩画的特点是形式活泼、地方特色突出。
山西晋祠的地方风格彩画 摄制@骆凯/遗介
彩画有什么用处？
增加木材使用年限
个别色彩可以防虫防晒
构图精妙色彩丰富
是古建筑的装饰艺术
皇家彩画规范严格
体现古代等级制度
民间题材丰富
是人民对美好生活的向往
我们常说建筑是活历史
却好像忽略了
古建筑真实记录下来的古代智慧
古人根据
当地气候环境与科学技术
创造出各种各样的古建筑
以匾额、彩画、脊兽装饰
这就是满藏科学且韵味满满的
中国传统建筑
参考文献
出版物
1、中国建筑类型及结构_刘致平 1987
2、中国古代木结构建筑技术（战国—北宋）_陈明达 1990
3、中国古代建筑史_刘敦桢 1984
4、中国建筑史_潘谷西 2004
5、中国建筑油漆彩画 边精一
6、中国建筑彩画图案
7、中国建筑彩画图集 何俊寿
8、故宫博物院.纪录片《八大作》
9、抬梁？穿斗？中国传统木构架分类辨析——中国传统木构架发展规律研究（上） _赵潇欣
10、从建构思维看古代建筑结构的类型与演化_张十庆
11、中国木构架古建筑结构特性分析_陶瑞峰
12、讨论古建筑木构架类型在历史演进中的关系_肖旻
13、福建传统民居建筑屋顶坡度与当地降水的关系研究_魏凡卜
14、传统木结构建筑典型榫卯节点力学性能研究_郭宇
15、传统民居屋面坡度与气候关系研究_张俭
16、不同坡度与长宽比双坡屋面...建筑群的风荷载干扰效应研究_程行
17、基于榫卯结构的拼装类玩具设计_王刚
END
编辑：刘佐琪
校对：陶铮
审校：余治国
来源：遗介家科教
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