《人類科學技術(shù)史-182》中國隋唐宋元時期建筑技術(shù)

中國隋唐宋元時期建筑技術(shù)

隋唐時期，以木結(jié)構(gòu)為主的古典建筑體系日趨成熟。在都城建設方面，建成了規(guī)模宏大、布局嚴整的長安城；在土木工程方面有長達4000余里的京杭大運河；橋梁建筑有世界上最早的大型敞肩拱橋——趙州橋；其他如園林、寺塔建筑也達高了很高的水平。這些都標志著中國古典建筑技術(shù)的成熟。

隋唐的都城建筑技術(shù)在當時世界各國中是第一流的，其中長安城的改建更是中外稱譽。隋開皇二年(公元582年）六月，隋文帝鑒于漢長安城狹小，不能滿足當時社會政治、經(jīng)濟發(fā)展的需要，命令高潁、宇文愷等人在長安城東南的龍首山興建大興城。興建大興城的工程雖然是由高潁掛名負責，但整個工程的規(guī)劃設計是由著名建筑學家宇文愷完成的。

宇文愷(555-612)，字安樂，一生主持過許多大的建筑工程，曾在隋煬帝時升職為將作大臣、工部尚書，總土木之政8年之久。宇文愷在設計過程中"博考群籍、研究眾說"，并用"一分為一尺"的比例(即1：100)設計了明堂圖樣，做了木制模型。這是已知的中國最早的按比例繪制建筑圖紙，是中國建筑技術(shù)的一大突破。

宇文愷主持修建的大興城是一個由許多方塊組合起來的體系。全市分為九個區(qū)，成"井"字形，區(qū)與區(qū)之間交通十分便利。為了解決城市供水排水以及環(huán)境美化的問題，宇文愷根據(jù)當時的地理環(huán)境和河道情況，開鑿了永安渠、清明渠和龍首渠，三渠都經(jīng)宮苑后再注入渭水。渠兩邊種植柳樹，景致十分宜人，有"渠柳條條水面齊"之稱。大興城的建設還考慮了防衛(wèi)問題，在城防方面利用相間的城壕組成防衛(wèi)體系。

隋大興城如此龐大的工程要求規(guī)劃、設計、人力、物力的組織管理相當精確和嚴謹，還要認真考慮地形、水源、交通、軍事防御、環(huán)境美化、管理以及經(jīng)濟文化等多方面因素。大興城從公元582年6月開始興建，當年12月就基本完成，第二年3月遷入使用，前后歷時僅9個月。其建筑速度之快，充分顯示了當時中國當時經(jīng)濟力量和科學技術(shù)達到了很高的水平。唐代又繼承營建，蔚成大觀，重又易名為長安。隋、唐長安城規(guī)模宏大，人口眾多，是當時世界上最大的城市，為后世城市建設提供了典范。

長安城的設計者宇文愷在建筑學上的另一貢獻是建造了觀風行殿。他采用大量制作標準化預制件的方法，實行建筑裝配化，大大提高了建筑速度。據(jù)說觀風行殿的構(gòu)造特點是"可離合為之"，隨裝隨拆，速度之快，"有若神功"。而且"下施輪軸"，可往來移動。隋煬帝巡幸西北邊隆時，曾經(jīng)設了可容納數(shù)百人的觀風行殿，"戎狄見之，莫不驚駭"。

隋唐時期，中國傳統(tǒng)的以木結(jié)構(gòu)為主的建筑技術(shù)已然成熟。唐代五臺山佛光寺東大殿建于大中十一年(公元857年），是中國現(xiàn)存最早的木結(jié)構(gòu)建筑。大殿面闊7間，進深4間，由立柱、斗拱、梁枋組成梁柱式的構(gòu)架。殿內(nèi)外柱列和梁坊互相聯(lián)結(jié)，組成一個穩(wěn)固的整體，并以柱的側(cè)腳加強構(gòu)架和榫卯結(jié)合。殿的外檐斗拱使用下昂和橫拱，形制雄壯有力。內(nèi)柱上使用偷心拱上承平阇(小方格式），殿內(nèi)顯得整潔明亮。屋項的曲線輪廓由各層縱橫的大小梁坊和檁條標高的變化形成，出檐深遠。采用宏大的斗拱承托，給人以屋頂厚重有力的感覺。佛光寺東大殿有一套明確完整的構(gòu)架體系，反映了唐代木結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)的成熟。

隋唐建筑，以匠心獨運的石拱橋建造技術(shù)最為馳名中外。建于隋開皇中期(591-599)的安濟橋，俗稱趙州橋，橫跨在河北趙州(今趙縣）洨河之上，是現(xiàn)存最早的大型石拱橋。橋全長50.82米，拱券凈跨度37.37米，橋面寬9米，橋腳寬9.6米。設計者隋代工匠李春為了減低橋梁坡度，提出了割圓式橋型方案。安濟橋的拱矢只有7.23米，大大小于半徑，與拱的跨度比約1：5，屬于坦拱，極大地便利了交通。李春最輝煌的功績還在于對"拱肩"實行的改造。他把以往拱橋中常用的實肩拱改為敞肩拱，在橋的兩側(cè)各建兩個小拱作為拱肩，這是世界"敞肩拱"橋型的開端。敞肩拱不僅可以減少主拱圈的交形，提高橋梁的承載力和穩(wěn)定性，而且敞拱肩比實拱肩節(jié)約原料，又減輕橋身的自重，從而減少橋臺對橋基的重直壓力和水平推力。此外，汛期中還有協(xié)助泄洪的作用，建筑形象也比較美觀。安濟橋以首創(chuàng)的敞肩拱結(jié)構(gòu)形式，精美的建筑藝術(shù)，標新立異的建筑技巧，在中外橋梁史上有著舉世矚目的地位。

宋元建筑處在自唐風格向明清風格轉(zhuǎn)化的過程中。因此這時期的建筑既不象隋唐那樣樸拙雄渾，也不似明清的浮艷華麗，而是于雄壯中帶些纖巧，雖巧麗而不離于雄渾。宋元時期的建筑技術(shù)日趨成熟，其中城市建設、《營造法式》反映的木結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)、以及橋梁建筑技術(shù)都達到了新的高峰。

北宋時期汴京城(今河南開封）商業(yè)和手工業(yè)特別發(fā)達，人口多達120萬，是10至12世紀世界上最大的城市。汴京城是一座南北略長的長方形都城，中心部位為宮城，周圍20里。又有內(nèi)城和外城共3層，外城周圍40里，共有城門12座，水門6座。汴河、蔡河、五丈河、惠通河流經(jīng)城內(nèi)，河道和街道交叉處建有各種橋梁，僅汴河上就有13座。汴京城在城市建筑上打破了唐代里坊制度，居民坊巷由封閉式變?yōu)殚_放式。城內(nèi)出現(xiàn)了商業(yè)街，有的商業(yè)街與住宅相互交叉。街道兩邊二層樓房很多，臨街建樓，建設商店等。商業(yè)活動早晚不停，經(jīng)常有夜市，十分熱鬧。汴京城對城市防火和綠化比較重視，公共游樂場所也有所增加。這表明，汴京已是一座新型城市。由于宋代戰(zhàn)亂頻仍，城防工程也極為嚴密：外城城壕寬10多丈，每個城門都設瓷城，跨河部位建立鐵閘門，城墻每百步還設馬面、戰(zhàn)棚。此外，南宋的臨安城(今浙江杭州）、元大都(今北京）城市建筑也很有特色，是當時世界上最繁華的城市。

由于中國有著長期的建筑實踐，北宋時對建筑技術(shù)作了一次總結(jié)。熙寧年間(1068-1077)開始組織編修建筑技術(shù)的規(guī)范，于元佑六年(公元1091年）完成了《元佑法式》的編寫。可惜該書"只有料狀，別無變造用材制度，其間工料太寬，關(guān)防無術(shù)"。因此李誡在哲宗紹圣四年(公元1097年）奉敕重修。

李誡(-1110)字明仲，管城縣(今河南鄭州）人。他在任將作監(jiān)期間，用了3年時間，于1100年編成《營造法式》一書，1103年刊行。《營造法式》對歷代工匠流傳的經(jīng)驗以及當時的建筑技術(shù)成就作了全面系統(tǒng)的總結(jié)，是當時中原地區(qū)官式建筑的規(guī)范。李誡在將作供職13年，親自主持過一系列大工程的修建，而且他不恥下問，親自和工匠們一起逐項推敲研究建筑技術(shù)。因此，《營造法式》成為一代定制，不朽之作。

《營造法式》正文34卷。其中《總釋》、《總例》2卷，內(nèi)容主要是統(tǒng)一名稱，統(tǒng)一文例，使有關(guān)建筑的專有名詞和術(shù)語標準化；又有《制度》13卷，敘述木、石、磚、瓦、泥、彩繪等諸作活計的規(guī)格、形制和作法；《功限》10卷，敘述估計工期或制訂工程定額的法則；《料例并工作等第》3卷，敘述工程用料的估算法，并根據(jù)活路的復雜程度對各工種(木、石、磚、瓦）內(nèi)部進行等級劃分。書中李誡根據(jù)"有定式而無定法"的編書方針，使建筑工藝標準化。最后是6卷圖樣，共有房屋仰視平面圖、橫剖面圖、局部構(gòu)件組合圖、部件圖、構(gòu)件構(gòu)造圖、彩圖、雕飾圖、施工儀器圖等多種，讓使用者一目了然，便于施工。《營造法式》標志著宋代建筑技術(shù)向標準和定型方向的發(fā)展，貢獻很大。

宋元時期橋梁建造技術(shù)已經(jīng)純熟，出現(xiàn)了不少技術(shù)上的突破。僅按結(jié)構(gòu)分，出現(xiàn)了拱橋、梁橋、懸橋、伸臂橋、開會橋數(shù)種。如果這些形式經(jīng)過組合變幻，還能生出許多巧妙的新形式。宋元時期橋梁建筑興盛的原因是與工商業(yè)發(fā)展的需要密切相關(guān)的。這時期建造的橋梁數(shù)量很多，特別是在寬闊水面造了不少大中型橋梁，形成了中國歷史上的一個建橋高潮時期，在橋梁史上占有很重要的地位。其中最著名的橋梁有泉州洛陽橋、汴京拱橋和金代中都(北京）的蘆溝橋等。

泉州洛陽橋在今福建省泉州市晉江、惠安兩縣交界的洛陽江入海處，宋名萬安渡石橋。橋長360丈，寬1.5丈，分47孔，建于北宋仁宗皇佐五年(公元1053年）四月，嘉祐四年(公元1059年）十二月竣工，由泉州知州蔡襄主持修造。洛陽橋位于洛陽江入海口，江面開闊，水急浪高。為了解決橋梁基礎問題，建造時首創(chuàng)了"筏形基礎"的方法：在江底拋擲數(shù)萬立方巨石，筑成寬20米、長1里的石堤，然后在石堤上建筑橋墩。為了解決橋基和橋墩的聯(lián)結(jié)稼固問題，建橋工匠們巧妙構(gòu)思了"種蠣固基"的方法，利用海生動物牡蠣的石灰質(zhì)貝殼附著在石塊間繁殖生長的特性，在橋墩和橋基間大量種植牡蠣，使橋墩、橋基的石塊通過牡蠣殼相互聯(lián)結(jié)成堅固的整體。橋梁的安裝采用了"浮運法"：先用船載石梁到橋下適當位置，潮落時，將石梁穩(wěn)置在橋墩上。洛陽橋的建造凝聚了中國古代勞動人民的智慧，其中創(chuàng)立的許多方法，至今在橋梁工程中還廣泛地使用著。

汴京(今河南開封市）虹橋建于北宋，是這一時期木拱橋的代表作。用木梁相接成拱，不用支柱，既易架設又便于通航。虹橋的組合是以木梁交疊而成，是一種"疊梁拱"，又稱之為"虹梁結(jié)構(gòu)"。其整體造型輕盈，猶如飛虹飛越河上，構(gòu)造又比較簡單，構(gòu)件能按尺寸預制，裝拆都很迅速便捷。這種長跨徑木橋是橋梁建筑中的杰作，在世界橋梁史上也是十分罕見的。

蘆溝橋在北京西南郊，約建于金世宗大定二十九年(公元1189年），此后曾多次重修。蘆溝橋為聯(lián)拱式石橋，造型美觀，堅實穩(wěn)固，沿用至今。曾被馬可.波羅譽為"世界上最好的、獨一無二的橋。"