古建筑建筑材料與工藝研究

黎雨佳 李少璇

古建筑作為歷史長河中凝固的藝術，其獨特的魅力源于精心挑選的建筑材料與精巧絕倫的工藝技術。中國官式古建筑營造技藝的八大作—土作、石作、搭材作、木作、瓦作、油作、彩畫作和裱糊作，構成了這一領域工藝體系的基石[1]。然而古建筑工藝面臨著失傳的風險，亟待深入研究與有效保護和傳承。本文旨在全面考察古建筑方向的建筑材料與工藝，探究其內在工藝規律、藝術價值及現實意義，為古建筑保護與傳統工藝振興提供理論依據。

1 土作與地基構筑藝術

土作，作為古建筑營造的重要基礎環節，涵蓋從土壤性質評估、地基選擇到夯筑技術實施等一系列嚴謹而精細的過程。它是建筑穩固的基石，更是古代工匠智慧與技藝的體現。

1.1 土壤性質與地基選擇

土壤作為建筑的地基材料，其物理、化學性質直接影響建筑物的安全性、耐久性和穩定性。古代工匠在進行土作時，首要任務便是對施工區域的土壤進行全面且細致的勘察與分析。他們通過觀察、取樣、試驗等多種手段，評估土壤的顆粒組成、密實度、含水量、承載力、壓縮性、滲透性及可能存在的不良地質現象，如滑坡、沉降、膨脹、凍脹等，從而確定其適合作為地基的性能。

在地基選擇上，古人遵循“因地制宜”的原則，充分考慮地形地貌、地下水位、氣候條件等因素。對于質地堅實、承載力強的土層，往往直接利用其作為天然地基；而對于松軟、承載力不足或存在潛在地質風險的土壤，則采取換填、加固或深基礎設計等措施。例如，對于濕陷性黃土，常采用灰土換填法，即將原土挖出，按一定比例摻入生石灰，攪拌均勻后回填夯實，以提高地基的承載能力和抗水害能力[2]。

此外，古人還注重地基與建筑的整體協調性。在風水學說的影響下，地基選址不僅需要關注土壤的工程性能，還要考慮其與周圍環境的和諧共生，如順應山川走勢、避開不利地形、確保良好的通風采光等。

1.2 夯筑技術與穩定性保障

夯筑是土作的核心技術，通過人力等反復擊打使土壤顆粒間緊密結合，形成密實、均勻、有足夠強度的土體。在中國古代，常用的夯筑工具有木夯、石夯、鐵夯等，操作者按照一定的節奏和力度進行有序夯打，確保夯筑質量。夯筑過程中，工匠嚴格控制土料含水量，以達到最佳的夯實效果。

中國古人在夯筑技術上的創新與實踐，確保了地基及墻體的穩定性。例如，他們在墻體夯筑中采用了夾板、土坯、糯米漿等輔助材料與方法，提升了建筑墻體的抗剪切、抗壓以及防滲性能[3-4]。

為了進一步增強地基的穩定性，古人還發展了樁基礎、筏板基礎等復合地基形式。例如，明代長城的部分地段，就采用了打入巖石的木樁或石樁作為基礎，有效解決了局部地基承載力不足的問題。

1.3 現代科技在土作改良中的應用

隨著科學技術的發展，現代土作在繼承傳統技藝的基礎上，引入了諸多先進的勘察、測試、施工與監測技術，顯著提升了工作效率與工程質量，具體為：第1，現代地質勘探技術如鉆探、物探、遙感等，能夠精準、快速地對地基土層進行探測，獲取更為詳盡的地質信息，為地基設計提供科學依據。同時，實驗室測試技術的進步，使得土壤的物理力學性質得到精確測定，有助于工程師準確評估地基承載力并預測其長期性能。第2，現代施工技術如深層攪拌法、高壓噴射注漿法、強夯法、振沖法等，能有效處理各類不良地基，改善土壤性質，提高地基承載力。這些方法不僅能解決傳統夯筑技術難以應對的復雜地質問題，還大大縮短了施工周期，降低了勞動強度。第3，數字化技術的應用，如地理信息系統（Geographic Information System，GIS）、建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）、遠程監控等，實現了土作過程的可視化、智能化管理。通過實時監測地基沉降、應力分布等關鍵參數，工程師能及時發現并處理潛在問題，確保土作工程的安全與質量。

2 石作工藝與建筑美學表達

石作工藝作為古建筑營造技藝的重要組成部分，不僅關乎建筑結構的穩固與耐久，更在塑造建筑形態、傳達美學理念與文化象征等方面發揮了關鍵作用[5]。

2.1 石材種類與特性解析

石材作為古建筑的主要建材之一，種類豐富，特性各異，其選擇與運用直接影響建筑的整體風貌與耐久性。常見的石材包括花崗巖、大理石、砂巖、青石、漢白玉等，具體為：第1，花崗巖具有硬度高、耐磨性強、色澤穩定等特點，常用于建筑基礎、柱礎、臺基、臺階等承重及耐磨部位，如故宮太和殿的臺基即采用花崗巖打造，堅固耐用，歷經數百年風雨仍較為完好。第2，大理石質地細膩，紋理豐富，色彩斑斕，常用于宮殿、廟宇等重要建筑的柱身、欄桿、浮雕等裝飾部位，如北京頤和園的云龍石雕欄桿展現了大理石的華美質感與雕刻藝術的高度融合。第3，砂巖質地較軟，易于雕刻，常用于制作精細的浮雕、線雕等裝飾構件，如龍門石窟的石窟造像，砂巖的細膩質地賦予了雕像生動的表情與細膩的衣紋。第4，青石、漢白玉則以其獨特的色澤與質感，在建筑中展現出沉穩內斂或純潔高貴的氣質，如北京天安門前的華表、故宮三大殿的石階均采用漢白玉，潔白無瑕，象征皇家的尊貴。

2.2 采石、加工與安裝技藝

古人憑借豐富的經驗與智慧，根據石材的地質分布、巖性特點，選擇合適的開采方式。例如，露天開采適用于露出地表的石材，洞采適用于埋藏較深的礦脈。

石材加工包括切割、打磨、雕刻等工序。切割主要依據設計圖紙，將整塊石材分割成所需尺寸。打磨則是使用砂輪、砂紙等工具，將石材表面打磨得平整光滑。雕刻集中了石作工藝的精華，工匠運用線雕、浮雕、圓雕、透雕等技法，將石材塑造成各種精美的裝飾構件與藝術品。

安裝技藝同樣至關重要，包括石材的定位、固定、拼接等環節。古人巧妙運用榫卯結構、鐵件錨固、砂漿黏結等方法，確保石材安裝的精準、穩固。例如，故宮的石雕欄桿每塊石構件都通過精密的榫卯結構拼接且嚴絲合縫，彰顯出高超的安裝技藝。

2.3 石作裝飾元素與象征意蘊

石作裝飾元素豐富多樣，如龍鳳、蓮花、牡丹、壽桃等傳統吉祥圖案，以及人物故事、神話傳說等主題，通過雕刻、線刻、鑲嵌等形式，賦予建筑深厚且豐富的文化內涵與藝術魅力：第1，龍鳳作為皇權的象征，常見于皇家建筑的石雕裝飾中，如故宮太和殿的蟠龍金柱、石雕御路等，彰顯皇家的威嚴與尊貴。第2，云水、蓮花等自然元素寓意吉祥、純凈，如佛教建筑中的蓮花浮雕、云水紋飾，營造出寧靜、超脫的宗教氛圍。第3，壽桃等吉祥物則代表福壽雙全的美好祝愿，常出現在民宅、園林的石雕裝飾中，如門墩、影壁、石橋等，寄托人們對生活的美好向往。

石作裝飾還常常用于各地的牌坊、碑刻、石獅等，既是建筑的點睛之筆，也是歷史記憶的載體，訴說著地域文化與歷史變遷的故事[6]。

3 木作技藝與建筑結構創新

木作技藝作為中國古代建筑營造的核心技術之一，以其獨特的構架體系、精巧的細部裝飾及卓越的防腐防火技術，成就了無數巍峨壯觀、精致典雅的木構建筑[7]。

3.1 大木作—構架體系與力學原理

構架體系是大木作的主體，是支撐建筑、傳遞荷載、保持整體穩定的核心結構。中國古代木構建筑以抬梁式、穿斗式、井干式等為主要構架形式，尤以抬梁式最為典型，被廣泛應用于宮殿、廟宇、府邸等大型建筑。抬梁式構架以柱、梁、檁、枋等構件相互連接，形成逐層抬高的屋架結構，通過榫卯結構實現各構件間的剛性連接。

力學原理在中國傳統大木作中得到充分體現。古人在設計構架時，巧妙運用杠桿原理、三角形穩定原理、拱形結構原理等，確保建筑在承受各種荷載時保持穩定。例如，梁柱節點處的斗栱通過層層出挑、層層遞收，形成上小下大的穩定結構，可以有效分散屋面荷載，減輕柱子壓力；斜向支撐的昂、翹利用杠桿原理，可以增強構架側向穩定，防止建筑傾斜；曲度適宜的梁、檁形成連續的拱形結構，可以有效抵抗彎矩，提高結構剛度。

3.2 小木作—細部裝飾與功能設計

建筑中的細部裝飾是小木作的重要內容，包括門窗、隔扇、藻井、掛落、雀替、斗栱裝飾等，它們既是建筑的視覺焦點，又是展現建筑藝術風格、反映文化特色與內涵的重要載體。小木作裝飾手法多樣，題材豐富，無不展現出中國古人的審美情趣。

功能設計是小木作的另一核心，如門窗設計兼顧采光、通風、保溫、防盜等功能。隔扇、屏風則可靈活劃分室內空間，滿足私密性與開放性的需求。藻井、掛落等不僅美化室內空間，還具有吸音、防塵、調節濕度等實用功能。此外，小木作通過設計巧妙的機關裝置，如折疊門、升降窗、活動格柵等，實現空間的靈活變換，提升了建筑的使用便利性與舒適度。

3.3 木材防腐與防火技術的歷史演變

防腐技術是確保木構建筑長久使用的前提。古人通過選用耐腐木材、涂刷防腐劑、設置通風防潮層等技術措施，有效延緩了木材腐朽。比如，選用柏木、楠木等天然耐腐木材，或在木材表面涂刷桐油、朱砂等防腐材料；在建筑底部設置臺基，隔絕土壤濕氣。

防火技術是保障木構建筑安全的關鍵。古人采取了隔離火源、設置消防設施、使用防火材料等多重措施。例如，建筑布局中設置防火間距，建筑內部設置防火墻、隔火樓板等；配備滅火器具，如水缸、水桶、滅火毯等；將防火涂料如石硫合劑、石灰漿等涂抹在木構件表面，降低火災風險。

4 非木材質工藝與建筑表征

非木質材料工藝在傳統建筑中占據重要地位，并且其具有獨特的技藝與美學表現。

4.1 瓦作—屋面裝飾與防水功能

屋面裝飾是瓦作工藝最直觀的表現。瓦作為中國古代建筑屋頂覆蓋材料，從最初的陶瓦到后來的琉璃瓦，種類繁多，色彩豐富，形態各異。

陶瓦質地樸素，色澤沉穩，常用于普通民居與寺廟；琉璃瓦色澤艷麗，光澤耀眼，多用于宮殿、廟宇等建筑[8]。瓦的排列方式、邊脊裝飾及瓦當圖案共同構成了屋頂獨特的視覺景觀，展現并代表了建筑的等級、地域文化特色與時代風貌。

防水功能是瓦作工藝的本質要求。瓦片通過互相疊壓、搭接，形成嚴密的防水層，可有效阻擋雨水侵入。同時，瓦壟設計科學合理，可保證雨水迅速排離屋面，減少積水。瓦與瓦之間的灰縫填充采用特制的砂漿或灰漿，能進一步提升建筑防水性能。對于特殊部位，例如，天溝、女兒墻、煙囪口等，還會采用特別的防水工藝處理，從而確保建筑整體防水體系的有效和完整性。

4.2 油作—涂料工藝與色彩美學

涂料工藝是油作的核心，涉及木材、磚石、灰泥等多種建筑材料的表面處理。古建筑涂料主要以植物油（如桐油、亞麻籽油等）、礦物顏料、膠質等為原料，經過熬煉、調配、涂抹、打磨等工序，形成具有保護、裝飾雙重作用的涂層。其中，底漆著重防腐防潮功能，面漆則需注重色澤飽滿、光澤持久。油作工藝還包括漆器制作，如雕漆、描金、填彩等，用于制作家具、門窗、裝飾件等工藝，提升建筑的藝術價值。

色彩美學在油作中得到充分體現。古人依據五行理論、陰陽哲學、禮制規范等，確立了建筑色彩的系統性與象征意義，如黃色象征皇權，綠色寓意生機，紅色代表喜慶。油作工匠通過調配不同色彩的涂料，結合建筑的整體風格與功能定位，實現既符合美學原則又富有文化內涵的色彩搭配。此外，隨著時間推移，涂料褪色、斑駁形成的歲月痕跡，亦成為建筑歷史感與滄桑美的重要表征。

4.3 彩畫作與裱糊作—室內藝術氛圍營造

彩畫作專注于室內外梁枋、斗栱、天花、墻面等木構件的彩繪裝飾，是中國傳統建筑藝術的瑰寶。彩畫分為和璽彩畫、旋子彩畫、蘇式彩畫等，適用于皇家建筑、官式建筑、民間建筑等不同建筑。彩畫內容豐富，既有龍鳳、花卉、山水等圖案，又有歷史經要故事傳說、吉祥符號等主題，通過線描、設色、貼金等技法，呈現出層次分明、富麗堂皇的視覺效果。

裱糊作則是室內墻壁、頂棚、門窗等表面的裝飾工藝，主要采用紙、絹、布等材料，經過剪裁、拼接、糊貼、描繪等步驟，形成各種圖案或紋理。裱糊作不僅能美化室內空間，還具有吸音、保溫、防潮等實用功能。常見的裱糊樣式有壁紙、壁毯、花罩、掛落等，其圖案設計往往與建筑的整體裝飾風格相協調，營造出寧靜雅致、溫馨舒適的室內氛圍。

5 結語

中國古代建筑藝術的獨特魅力源于其精湛的營造技藝與精選的建筑材料。八大官式技藝各司其職，構建了古建筑的物質與精神框架。

土作科學評估土壤、選擇地基，現代科技助力其精準勘察與高效施工。石作精挑石材、巧施技藝，裝飾元素富含象征意蘊，賦予建筑深厚歷史底蘊與藝術魅力。木作創新構架體系、細部裝飾，運用防腐、防火技術，確保建筑穩固、靈動與耐久。瓦作兼具裝飾與防水，油作展現涂料工藝與色彩美學，彩畫作與裱糊作營造室內藝術氛圍。古建筑工藝融合科學性、藝術性與文化性，體現出中國古人對自然環境的尊重、技藝傳承的執著及生活美學的追求。

在現代化進程中，古建筑工藝是歷史文化的載體，還是現代建筑創新與文化遺產保護的重要資源。應深入研究，有效保護，并推動古代建筑技藝傳承與現代實踐相結合，讓古建筑藝術在新時代持續煥發光芒。