仿古建筑園林中新材料與新技術(shù)的應(yīng)用

余文博

西南大學(xué)園藝園林學(xué)院，重慶400715

仿古建筑園林中新材料與新技術(shù)的應(yīng)用

余文博

西南大學(xué)園藝園林學(xué)院，重慶400715

仿古建筑是文化和工藝傳承的重要建筑形式，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代園林建設(shè)中，并融合了現(xiàn)代園林建設(shè)的新思路、新材料與新技術(shù)。本文在園林仿古建筑的設(shè)計(jì)類型和規(guī)格概述的基礎(chǔ)上，剖析了主要新材料與新技術(shù)在仿古建筑中的應(yīng)用，并以雷峰塔重建為實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證。

仿估建筑；園林；新材料；新技術(shù)

1　園林中仿古建筑設(shè)計(jì)

1.1仿古建筑設(shè)計(jì)類型

仿估建筑與真正的古建筑從外型看差不多，兩者均是依據(jù)房頂形狀來界定建筑類型，其基本建筑類型有：廡殿建筑、硬山建筑、攢尖頂建筑等，當(dāng)然還有一部分是在該形狀的基礎(chǔ)進(jìn)行組合式的建筑，比如十字頂建筑、人字頂建筑與盔頂建筑等，由于組合形狀建筑不太常見，本文就不作介紹，主要簡(jiǎn)介幾類比較常見的基本形式建筑。

1.1.1廡殿建筑該建筑最大的特點(diǎn)，就是屋頂具有四個(gè)坡度，即東、西、南、北均有坡度，又名為“四阿殿”，還由于該建筑最上層房頂具有四個(gè)垂直屋脊與一個(gè)正脊構(gòu)成，又被稱為作為“五脊殿”。該建筑依據(jù)立面檐口的形式又為重檐廡殿與單檐廡殿［1］（圖1，2）。

圖1　重檐廡殿建筑Fig.1 The palace with double-hipped roofs

圖2　單檐廡殿建筑Fig.2 The palace with single-hipped roof

1.1.2硬山建筑該建筑的房頂只有兩個(gè)坡分別是前坡與后坡，左右兩邊沒有坡度與墻面連在一起，而且還把梁木埋在墻內(nèi)。此類建筑是古建筑應(yīng)用最多的一類建筑，如圖3。不管老百姓住房還是宮殿、園林與寺廟等均能見到此類建筑。硬山建筑通常是以較小的形式出現(xiàn)為主，有五檀小式、六檀小式與七檀小式之分。五檀小式一般沒有廊廂房、倒座房等配房；六檀式通常是前出廊式用來做帶廊式的廂房與配房，也可以做前廊式的正房。七檀式樣常用來做主房，有時(shí)也做過廳，屬于地位較高的建筑。

圖3　硬山建筑Fig.3Architectureonthehardmountain

圖4　北京故宮的中和殿的攢尖頂建筑Fig.4ThepinnacleontheZhonghePalaceinthePalaceMuseumofBeijing

1.1.3攢尖頂建筑該建筑是把房頂匯聚成尖頂式的建筑，其由個(gè)尖脊頂與數(shù)個(gè)其輻射成若干垂攢脊構(gòu)成。該類建筑在古代建筑中也應(yīng)較為廣泛，古代園林中的各類翹角亭均是這攢尖頂建筑，在宮殿、寺廟中也有這類建筑，比如故宮的中和殿就屬于此建筑。如圖4。

1.2仿估建筑設(shè)計(jì)規(guī)格

1.2.1度量的規(guī)格在古代建筑中對(duì)房屋建筑均有一套較為完整的度量規(guī)格。也是我們現(xiàn)代人對(duì)仿估建筑進(jìn)行建設(shè)的主要參考依據(jù)。

比如在宋代的《營(yíng)造法式》中就對(duì)部分建筑的規(guī)格做過詳細(xì)要求：在建筑壕寨時(shí)就明確規(guī)定了：每堵墻的厚度與高度的規(guī)格為：3尺*9尺，墻頂上部要建成斜坡結(jié)構(gòu)，厚度就減少一半，倘若墻的高的增加三盡，那么厚度就要增加一尺［2］。

清朝建造房屋時(shí)除了對(duì)于房屋的長(zhǎng)、寬、高，以及斗拱的規(guī)格沒有規(guī)定之外，其余的小型建筑與構(gòu)件都是采用直接給出規(guī)格。比如在清代的〈工程做法則例〉中的第二十四卷，對(duì)硬山建筑的七檀小式建筑就詳細(xì)談到：“凡檐柱面闊十分之八比決定柱子的高低，十分之七定徑。倘若面闊15尺，則柱高應(yīng)是8.4尺，直徑為17.3寸。”

南方地區(qū)民間還出現(xiàn)了能魯班尺作為營(yíng)造尺寸，依據(jù)明代的〈魯班經(jīng)〉有關(guān)記載，魯班尺分為曲尺與直尺，直尺是用于對(duì)門、窗、床等洞口的確定，而曲尺是營(yíng)造規(guī)格，通常用在計(jì)算、裁料、測(cè)量等方面的度量。一魯尺=275 mm。

1.2.2平面規(guī)格我國(guó)古代建筑承擔(dān)著建筑物的重量主要是靠屋柱。一幢建筑物平面分間。通常是以柱為中心線為界。四根柱子圍合在一起面積叫做“開間”或“間”，間的橫向被叫作“面闊”或“闊”。間的縱被叫作“進(jìn)深”。若干進(jìn)深之和就被稱作“通進(jìn)深”，若干面闊之和被稱作為“通面闊”［2］。

一幢房屋之中，心間是正面方向的最中間的一間，次間是指心間兩邊的房間，梢間是指在次間之外的房間，盡間就是指次間最外的兩端的房間。倘若在進(jìn)深方向，有數(shù)間，則分別叫做兩山明間、兩山梢間或兩山次間。在間的外面沒有柱子被稱作為廊。

宋代以前古建筑對(duì)面闊沒有一定的標(biāo)準(zhǔn)，但是到宋代就有了面闊規(guī)格。據(jù)宋代的《營(yíng)造法》就談到正房屋的基礎(chǔ)之間的水平距離應(yīng)18尺左右，折合現(xiàn)在規(guī)格為5.3 m至5.6 m。

清朝的《工程做法則例》中就對(duì)房屋建筑的面闊規(guī)格有非常具體化要求。以九檀帶頭拱歇山建筑為例，就談到是面闊與進(jìn)深度的規(guī)格，都是通過斗科攢數(shù)確立，一攢又是通過口數(shù)十一份來確定寬度。以科中分算，得斗科每攢寬為3.3尺［3］。

對(duì)于大式帶斗拱的建筑來說，正間的面闊常常是依據(jù)斗拱組數(shù)的多少來進(jìn)行確定的，稍間與次間面闊是依正間逐次減一組。每組斗拱寬度固定為十一份，每份規(guī)格是多少，要依據(jù)材料等級(jí)來確定，如表1，斗拱組數(shù)多的建筑選小的等材，組數(shù)少的選大的等材，園林建筑通常是依照七八等材。

表1　清代建筑用材規(guī)格表Table 1 The sizes of construction materials in Qing Dynasty

1.2.3立面規(guī)格仿古建筑的立面高度通常是兩個(gè)方面來確定的，分別是由房頂?shù)母叨扰c檐柱的高度，只有這兩方面高度確定好了，才能建造出比較科學(xué)的仿古建筑。

（1）關(guān)于房頂?shù)母叨鹊拇_立。我國(guó)古代建筑物的屋頂通常是帶有很多優(yōu)美弧度的木質(zhì)結(jié)構(gòu)，這是體現(xiàn)我古代建筑藝術(shù)所在。其原因是能夠使比較笨重的建筑看上去比較輕盈美妙，視覺上動(dòng)態(tài)實(shí)足。因此房頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是仿古建筑非常值得重視與注意的地方。以宋代房屋建筑的屋頂為例對(duì)房頂高度的確定進(jìn)行說明。依據(jù)〈營(yíng)造法式〉的有關(guān)規(guī)定：在建造宮殿、樓、閣、塔什么的，屋頂?shù)目偱e高應(yīng)依照房屋前后兩檐柱柱心水平距離的約三分之一左右。除了殿、樓、閣、塔等建筑之外，其他的建筑屋頂規(guī)格也有一套相應(yīng)規(guī)格規(guī)定。總舉高度為H，前后兩撩檐枋（兩檐柱）枋心水平距離為L(zhǎng)，則依據(jù)《營(yíng)造法式》的有關(guān)要求就能算出不同的建筑的舉高，其計(jì)算公式如表2。不過倘若屋頂要做帶弧度的木質(zhì)結(jié)構(gòu)，還要對(duì)層面另加有關(guān)曲折處理，由于篇幅關(guān)系，就不做詳細(xì)分析。

表2　宋代建筑總舉高度計(jì)算公式Table 2 The formula of total heights in the Song Dynasty

（2）關(guān)于檐柱柱高的確立。通過對(duì)唐宋時(shí)期建筑與有關(guān)文獻(xiàn)查閱，發(fā)現(xiàn)這個(gè)時(shí)期的房屋建筑與《營(yíng)造法式》的記載柱高一般不會(huì)超過房間的寬度的原則相符。詳見表3。

表3　唐宋時(shí)期的部分建筑物的柱高Table 3 The heights of columns in some buildings of Tang and Song Dynasties

尤其注意宋代房屋建筑的最外層檐柱高度不一致，以心間的兩根檐柱為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)稱向兩邊逐次增高。

〈工程做法則例〉對(duì)清朝帶斗拱的房屋建筑的檐柱高度也有明確規(guī)定，由于篇幅關(guān)系也不作詳細(xì)論述。

2　建筑園林中的仿估建筑的使用材料與新技術(shù)分析

2.1古建筑的常用材料

我國(guó)古代建筑常用主材有：木、石與磚等。我國(guó)古代建筑絕大部分是采用木構(gòu)架榫卯結(jié)構(gòu)為主，建筑主材以木料為主，其原因由于我國(guó)木材分布廣泛，取材方面便，同時(shí)由于木材具有抗震性，便于加工與拆遷等方面優(yōu)勢(shì)。石頭也是我國(guó)古代建筑主要材料，主要用于鋪設(shè)地面、建設(shè)欄桿。磚也是古代建筑主要建材之一，磚在古代建筑中主要用于外部圍合與地面鋪設(shè)，由于其具有清晰的紋理，很具有觀賞價(jià)值，在古代建筑中常被當(dāng)作筑圍墻的重要主材之一。裝飾材料主要有油漆、顏料與輔助料，一般用于古建筑的彩繪。

2.2仿古建筑的新材料

2.2.1鋼筋混凝土由于鋼筋混凝土具有其他材料的沒有優(yōu)點(diǎn)，比如能夠防潮、防蟲、防腐等方面性能，再加上使用鋼筋混凝土能夠節(jié)省木材，能夠起到減少生態(tài)環(huán)境破壞作用。因此仿古建筑一般是使用鋼筋混凝土代替木材，使得過去那種以木材為主的結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大改變，在吸收我國(guó)古代傳統(tǒng)建筑的優(yōu)點(diǎn)，再結(jié)合鋼筋混凝土的優(yōu)勢(shì)，在此基礎(chǔ)上，把傳統(tǒng)建筑的結(jié)構(gòu)與造型作為裝飾效果，以此達(dá)到仿古建筑的目的［3］

不過鋼筋混凝土也有自身的缺點(diǎn)，比如笨重、仿造木質(zhì)質(zhì)感不強(qiáng)，而且還比較費(fèi)時(shí)費(fèi)工，因此仿古建筑的部件通常還是采用木料制作。

2.2.2金屬材料盡管在我古代建筑中有使用金屬材料的建筑，但是由于受到當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件限止，用途并不廣泛。由于現(xiàn)代的科技的發(fā)達(dá)，使得很冶金技術(shù)得到了快速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展，為仿古建筑提供了新材料的選擇。比如我國(guó)著名的雷峰塔的重建，就大量運(yùn)用鋼、銅等材料。

2.2.3木塑復(fù)合材料該材料是由木屑與塑料依照各對(duì)半的比例進(jìn)行配比制作，是用來替代木材的一種材料。該材料的使用，就能夠大大節(jié)省天然木材，對(duì)于減少生態(tài)環(huán)境破壞發(fā)揮重要作用。該材料由于含有纖維使其能夠抗紫外線與方便于加工，作為一種新型的環(huán)保材料，得到人們相當(dāng)重視［4］。

2.3園林仿古建筑的新技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，新設(shè)計(jì)軟件的產(chǎn)生，為園林仿古建筑的設(shè)計(jì)帶來的新的方法與措施。以下著重介紹幾款新軟件。

2.3.13D Max 3D Max是屬于Autodesk公司開發(fā)的一款制作軟件。該軟件使用較廣，比如廣告、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、多媒體制作等均可以應(yīng)用。3D Max在仿古建筑領(lǐng)域可以制作三維立體效果圖，而且還能制作建筑動(dòng)畫，能夠使設(shè)計(jì)人員對(duì)古代建筑了解更透徹，從而使其對(duì)仿古建筑把握更到位，倘若出現(xiàn)偏差還能及時(shí)發(fā)現(xiàn)與糾正。3D Max的繪制的效果圖如圖5。

圖5　3D Max繪制效果圖Fig.5 The effect of 3D Max

2.3.2AutoCAD該軟件是由Autodesk公司在上個(gè)世紀(jì)80年代開發(fā)來的一款設(shè)計(jì)軟件。常用于二維繪圖，繪制配件圖與三維設(shè)計(jì)等。該軟件出現(xiàn)使得我們利用計(jì)算機(jī)代替手工工繪制，對(duì)圖的尺寸能夠準(zhǔn)確、快速地繪出，而且具有出圖快、效率高、便于修改等優(yōu)勢(shì)，被設(shè)計(jì)界廣泛地應(yīng)用。

2.3.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）技術(shù)在仿古建筑設(shè)計(jì)中，通過“資料互聯(lián)”環(huán)境，把虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的園林的景物模型和其他數(shù)碼媒介信息相互聯(lián)系起來，使得虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中一些特殊視頻能夠包含一些重要信息內(nèi)容，比如平面圖與剖面圖等。通過該軟件把仿古建筑建成后的整個(gè)環(huán)境模擬展示出來，設(shè)計(jì)人員無論在哪個(gè)設(shè)計(jì)階段，都能與仿古建筑中的大環(huán)境相結(jié)合起來，從任意角度以任意視角審視已完成的作品，對(duì)建筑的比較、裝飾效果等，均有較強(qiáng)的視覺認(rèn)識(shí)。不僅能對(duì)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤進(jìn)行更改，而且還能預(yù)防錯(cuò)誤的發(fā)生。

2.3.4Photoshop該軟件是集圖像掃描、圖像制作、廣告創(chuàng)意、圖像輸入與輸出一體圖像軟件，得到廣大設(shè)計(jì)界人員與美術(shù)藝術(shù)愛好者的追棒。該軟件能夠?qū)Ψ鹿沤ㄖS模型導(dǎo)出的圖像進(jìn)行處理，還能讓設(shè)計(jì)人員對(duì)仿古建筑表面材質(zhì)顏色效果與周邊環(huán)境進(jìn)協(xié)調(diào)更準(zhǔn)確在的把握。

3　新材料與新技術(shù)在仿古建筑中的應(yīng)有案例分析

下面以浙江杭州西湖的新雷峰塔建設(shè)用天新材料與新技術(shù)做案例說明。

3.1雷峰新塔建筑分析

浙江杭州西湖雷峰塔建于上個(gè)世紀(jì)二十年代，由于年久失修而倒踏。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，進(jìn)入新世紀(jì)之后，杭州市政府與省政府決定重建雷峰塔，該新塔于二零零二年順利建成。

雷峰新塔仍是在雷峰舊塔的遺址上進(jìn)行重建，建筑風(fēng)格還是采用中國(guó)南宋時(shí)期的建筑風(fēng)格，新塔的造型為平面八角形式樓閣塔，與保俶塔、城皇閣一起組成西湖邊上的立體視覺景點(diǎn)，不但改變了平面構(gòu)圖上的過分單調(diào)，而且還能從視角上改變了西湖南邊的缺乏重心的現(xiàn)狀。

雷峰新塔整體高度為71 m，塔身高度為45.6 m，總建筑面積是6089 m2。整體分層結(jié)構(gòu)由下到上分別是：臺(tái)基層、臺(tái)基二層、底層、暗層、二層、四層、五層、天宮與塔剎。

3.2雷峰新塔的新材料與新技術(shù)

雷峰新塔的建設(shè)全部用新材料與新技術(shù)。新塔的塔體結(jié)構(gòu)以鋼架結(jié)構(gòu)為主，主要構(gòu)件都是由銅材料制作，比如、塔柱、塔拱等構(gòu)件。而塔門是由現(xiàn)代玻璃制作。房瓦由銅瓦鋪設(shè)。采用銅瓦的優(yōu)點(diǎn)，一方面具有優(yōu)美弧度，看起來秀麗，另一方面防水效果很不錯(cuò)，如圖6所示。在技術(shù)應(yīng)用方面對(duì)于使用鋼、銅等金屬材料采用電腦控制切割。采用電腦控制切割不但可以控制切割深度，而且還控制切割的準(zhǔn)確度。

圖6　雷峰新塔銅瓦Fig.6 Copper tiles on the New Leifeng Pagoda

雷峰舊塔通過樓梯登塔頂賞景，而且安全性較差。新雷峰塔在建筑過程中加添了無障礙設(shè)計(jì)。為了方便服務(wù)于廣大游客，共設(shè)置了四部電梯，塔身與塔基各兩部。為了對(duì)舊雷峰塔遺址進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)又注意新塔形象，故電梯全部使用液壓技術(shù)。樓梯的設(shè)置過程中，為了減少柱子數(shù)字，全采取了鋼制懸掛式在主體結(jié)構(gòu)上，這樣就可以騰出更空間面積作為游客的活動(dòng)場(chǎng)所［4］。

仿古建筑在園林建筑中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。我國(guó)古建筑在建設(shè)過程中一般都有一套系統(tǒng)而又完整的規(guī)格，是現(xiàn)代人在仿古健筑建設(shè)計(jì)過程中的主要參考依據(jù)。我國(guó)古建筑通常是以木料、石頭與磚塊為主要建筑材料，油漆、顏料為主要裝飾材料。而在現(xiàn)代仿古建筑用材主要以鋼筋混凝土、金屬材料、以及塑木復(fù)合材料為主，新技術(shù)以CAD、3D Max、VR技術(shù)與Photoshop等設(shè)計(jì)軟件為主。

［1］秦巖.中國(guó)園林建筑設(shè)計(jì)傳統(tǒng)理法與繼承研究［D］.北京：北京林業(yè)大學(xué)，2009

［2］姜立，趙景學(xué)，劉連民，等.仿古建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)在園林建模中的設(shè)計(jì)研究［J］.科技致富導(dǎo)讀，2012：125-129

［3］安瑞，閻勇.談鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在仿古建筑屋蓋中的應(yīng)用［J］.陜西建筑，2006（3）：32-33

［4］郭黛姮，李華東.杭州西湖雷峰新塔［J］.建筑學(xué)報(bào)，2003（9）：50-53

The Application of New Materials and Technologies in Archaistic Architecture of Garden

YU Wen-bo
College of Horticulture and Landscape Architecture/Southwest University，Chongqing 400715，China

The archaistic architecture is an important style to inherit the ancient culture and technologies，it is widely applied in a construction of modern garden and combined with the new thoughts，materials and technologies.This paper analyzed the application of new materials and technologies in archaistic architectures on basis of reviewing the design patterns and specifications and demonstrated it by way of taking the reconstruction of Leifeng Pagoda as a case.

Archaistic architecture；garden；new materials；new technology

TU-87

A

1000-2324（2016）05-0687-05

2016-07-05

2016-08-18

余文博（1995-），男，四川南充人，本科，主要研究方向?yàn)轱L(fēng)景園林規(guī)劃與設(shè)計(jì).E-mail：mgc-chao@163.com