浅析我国古代土木结构建筑的科技内涵

杨雅萱 山东师范大学附属中学

浅析我国古代土木结构建筑的科技内涵

杨雅萱 山东师范大学附属中学

随着时代更迭，古代建筑结构不但没有湮没在发展的潮流中，而且对现在土木工程有非常大的影响，在学习中也对我们有很大的启发。现代建筑在某些方面甚至考虑的不及几百年前的古人周密、实用。本文从我国古代土木结构建筑的科技内涵入手，对其所涉及的科学问题进行探究。

古代土木结构建筑 设计技术 构造技术 施工技术 防护技术

从我国的历史来看，我国古代的土木建筑工程施工技术可以被看做是我国历史文化的一种表现载体。受到当时科技水平的影响，我国古代土木工程施工领域中的很多施工工艺并没有一种较为明确的理论内容，对其自身的科学内涵的发挥，对我国现代土木工程技术的发展，会起到一定的促进作用。

1 古代土木结构建筑的设计技术

在我们搜集到的一些资料之中，光学技术可以被看作是古代土木结构建筑的设计技术的一种表现形式。窑洞彩光技术可以被看作是这种设计技术的一种代表性因素。在一些古代题材的影视作品中，窑洞的整个洞口几乎都安装了门窗，这样的背景设计，与我们在一些历史材料中所看到的古代窑洞的形态之间是存在有一定的联系性的。为了对窑洞的采光问题进行解决，古代设计者设计的花窗和花格，对窑洞的采光面积的增加也有着一定的促进作用。在一些汉代的木结构建筑中，天窗的设计是对土木建筑的采光面积进行增加的一种有效措施。宋代木结构建筑中所应用的破棂子窗，则是通过对太阳方位角内光线的入射角进行调整的方式来对采光面积进行增加的。

在我们小学阶段学过的《赵州桥》这篇课文中，我们可以古代工匠在建造赵州桥的过程中所应用到的力学技术产生初步的了解。在对古代土木结构建筑的力学技术的一些知识进行了解以后，我们可以发现，在现代一些农村地区所采用的人字形屋架技术也是我国古代建筑力学技术的一种表现，这种屋架结构的设计对三角形的稳定性这一几何特性进行了充分的应用。在对古代土木结构建筑所应用的力学技术进行探究的过程中，我们也可以发现，在我们在历史课堂上所接触到的《清明上河图》这一作品中，作者所描绘的东京（今河南开封）虹桥采用的是无桥墩、大跨度的飞桥技术，这种桥梁的技巧与赵州桥的设计形式之间存在着一定的相似性，在雨水充沛的时期，这样的桥梁建筑形式可以让洪水对桥梁的冲击得到有效地减轻。由于宋代东京城也是水路交通的一大重镇，这种桥梁设计形式的应用，也对桥梁建成以后的大船通行问题进行了解决。

2 古代土木结构建筑的构造技术

土质材料构造技术，顾名思义，是以土为主要的建筑基材的基础上，对房屋进行置骨加筋处理的房屋构造手法。在我国的南北朝时期，房屋的建造者在对图纸材料构造技术进行应用的过程中，经常会将三合土应用在房屋的地面部位的施工过程之中。在对一些历史资料进行了解以后，我们可以发现，这种图纸材料构造技术最早是起源于原始社会时期的，在原始时期，人们发现了泥土在干结硬化以后会出现开裂现象的问题。为了对其自身的拉结强度进行有效提升，原始人类在利用泥土构建房屋的过程中就有意识地对草筋进行了应用。我国东北地区曾经采用过的利用稻草作为草筋的构造方式，对房屋墙体的整体强度的提升，也起到了一定的促进作用。从古代建筑中的木结构的构造技术来看，斗拱在建筑中的应用，是一种较为常用的构造结构方式。

3 古代土木结构建筑的施工技术

开挖技术、夯打技术、版筑技术和砌筑技术是我国古代的土木建筑在建设过程中所应用到的主要施工技术。预制装配技术可以被看作是古代土木结构施工技术的一种重要例证。起吊搭建技术也在我国古代的土木建筑施工工作中得到了应用。我们在物理课堂上所接触到的滑轮知识、杠杆原理等知识在我国古代的土木建筑施工领域得到了充分地应用。这一系列施工技术的发展，与我国古代木加工技术的发展之间存在着一定的联系性。

4 古代土木结构建筑的防护技术

在参观故宫的时候，我们可以发现故宫中摆放的很多水缸，经过导游的讲解，我们可以知道，在古代，这些水缸发挥的是防火的功能。在消防能力相对落后的古代社会，除了这种简单可行的防护方式以外，建筑周边的水沟、水池和水井的设计，也可以发挥出防范火灾的功能。在一些古代的典籍之中，我们也可以发现，处于防范火灾的需要，一些古籍对房屋烟囱的高度也有着较为严格的要求。在《墨子》这一典籍中，我们可以发现，“突高出屋四尺”是其对房屋烟囱的要求。除了防火问题以外，防水技术也在我国古代的土木建筑中得到了应用。从我国目前保存下来的一些古代建筑来看，大屋顶是这些建筑的建筑特色的一种表现[3]。从建筑防水的角度来看，这种设计形式就是对建筑物的排水问题进行解决的一种有效方式。

结论：古代土木结构建筑是我国古代劳动人民智慧的结晶。对这些建筑在设计技术、施工技术和结构技术等方面所表现出来的科学内涵的发挥，可以让我们对我国古代建筑的发展历程进行更为充分的了解，也可以让我们对历史知识进行丰富。对这一问题的研究，对现存古代建筑的修缮工作的开展也有着一定的促进作用。

[1]杨国忠,刘彩,刘怡燕,栗晓文.中国古代土木结构建筑的科技内涵[J].河南大学学报(自然科学版),2009,04:436-440.

[2]李蓺楠.二十世纪八十年代以来的中国近代建筑史研究[D].清华大学,2012.

[3]郑小东.建构语境下当代中国建筑中传统材料的使用策略研究[D].清华大学,2012.