借助信息技术的中国古典建筑一览及模型制作

——历史组校本研修主题

一、主题由来

    近年来，不少人发现，有着近600岁高龄的紫禁城变了，经常性地“刷屏”让故宫成为年轻人心中的“网红”打卡地。从珍贵藏品的统计梳理，到故宫“文物医院”的创立；从不断扩大的开放区域，到网上售票后的成功限流；从古建文物的保护修复，到文创产品的走俏，再到3D“智慧故宫”的全方位设计……今日的紫禁城不再高冷，变得年轻时尚，也更立体起来。

中国悠久的历史创造了灿烂的古代文化，而古建筑便是其重要组成部分。中国古代涌现出许多建筑大师和建筑杰作，营造了许多令人难忘的宫殿、陵墓、庙宇、园林、民宅……。中国古代建筑不仅是我国现代建筑设计的借鉴，而且早已产生了世界性的影响，成为举世瞩目的文化遗产。欣赏中国古建筑，就好比翻开一部沉甸甸的史书。那洪荒远古的传说，秦皇汉武的丰功，大唐帝国的气概，明清宫禁的烟云，还有史书上找不到记载的千千万万劳动者的聪明才智，都一一被它形象地记录了下来。
    因此，我们想借着这股“故宫热”，从古建筑的角度入手，借助信息技术提升培训，学习古代建筑知识，体会古人的智慧，同时感受中华文化的博大精深，让古建筑随着“故宫热”一起变得“年轻、时尚”。

二、研究目的与意义

中国传统建筑的美是有目共睹的。从皇城到民居，从高楼到低房，每一处都流露出古代生活气息。或是有着特殊的作用、或是存在其中的历史意义，每一座古建都值得我们细细品鉴。

    中国古建筑的外观形式丰富多彩，色彩也极为丰富。房屋格式竞相不同，屋顶的形式也变化多端。建筑色彩有的色调鲜明，对比强烈；有的色调和谐，纯朴淡雅。建筑师根据不同需要和风俗习尚而选择使用，使得古建筑各不相同，各有特色。
    中国古建筑的内部也大有学问。今日我们所住的楼房还有不少问题，那么古人是如何在他们的房子里度过春夏秋冬、日常生活的呢？

中国古建筑结构复杂，但整栋房子都具有强大的稳定性。在不依靠一个钉子的情况下就可以盖起一个房顶？在多少次地震后依然屹立不倒？这些问题深深地吸引着我们，也需要借助信息技术建模还原建筑结构来进一步了解。

    综合上述，中国古建筑有着很高的欣赏价值。它给我们以审美享受，为研究历史和科学提供实证，为新建筑设计和新艺术创作提供借鉴。它不仅是中华民族文明发展的历史见证，而且是一部极有价值的爱国主义教科书。

三、人员分工

调查资料：史秀艳、张艳红、郭士粉、徐海凤

实地考察：孙晖、罗玉泽、郭士粉、赵昕昕

采访问答：张文久、沈钟蓝

成果展示：陈笑

四、研究方法、步骤

 （一）研究所用的方法：1、文献研究法 2、多媒体建模3、观察法4、调查法

 （二）研究步骤

1、准备阶段：（5.1-5.14）

   确定主题、小组成员，撰写开题报告。

2、实施阶段：（5.15-6.7）

   各成员按计划进行调查整理，突发状况共同解决。

3、总结阶段（6.8-7.5）

   整理资料并总结，准备成果，撰写结题报告。

五、研究过程概述

 （一）今年5月，经学校及组内成员研究同意成立该课题小组。

       课题组长：孙晖、罗玉泽

       成员：史秀艳、张艳红、徐海凤、郭士粉、张文久、陈笑、赵昕昕、沈钟蓝

 （二）开始研究

     按照预订计划开始。首先，全部组员确定了一些研究方向，经选择计划研究以京派建筑为主要的相关问题：“京派建筑的特点”、“古建筑屋顶”、“古代房屋取暖方式”、“古建筑通风研究”、“古建筑内饰”、“台基、斗拱和基础梁架结构”以及“古建筑于现代建筑的应用”。

负责查阅资料的组员针对性地收集了大量资料，通过分析与整合以文档形式保存，为接下来的实地考察和采访做好了充足准备。

利用节假日，考察组成员进行故宫实地考察。组员创造性地提出可以利用信息技术3D“全景故宫”来辅助实地考察，研究得以进一步推进。

组员考察赤峰境内的一些古建筑并带来了一些图片，并利用“全景故宫”拍得了需要的照片。

采访组组员准备了调查问卷，经过组内讨论后于五一小长假采访赤峰三亨家具一位专业设计师。

                          问卷定稿

    组长海越在暑假制作了四合院模型。整个研究过程持续到6月7日完成 。

（三）研究结束后组内成员着手成果展示。组员东方制作了3D斗拱模型。各组员记录心得。在全组成员的共同努力下，组内成功完成制作结题报告与PPT。主题研究到此圆满结束。

六、研究成果

  （一）系统地整理了古建筑有关的基础概念。

  （二）分析鉴赏了中国古建筑外立面设计，明确了屋顶的分类与用途

1、颜色问题：红色在传统文化中，被视为一种喜庆的正色，象征着庄严、幸福，富贵、吉祥。而紫禁城传承了古老宫殿的美学色彩，对“红”情有独钟，在城墙的建筑上，大胆使用整片的红色调。而这种红是“朱砂红”，体现出故宫的神秘，更加衬托出紫禁城“大红大紫”的华贵气质，雄伟壮观的磅礴气势。黄色是中华民族文化和文明的象征，黄色也是中华民族的主色调。在封建社会，黄色是皇宫专有的色彩，因为黄金也是黄色，所以有着大富大贵的含义。你看皇帝都是黄袍加身，龙袍上还绣有图腾龙的图案，代表至高无上的权力。在古代人们有“敬土”的思想，按照《易经》阴阳学说，土在五行中为黄色，是“中央土”。黄色象征以君主为中心的统治地位，神圣尊贵不可侵犯，从隋朝以后，皇帝就开始穿黄龙袍，以后黄色就成了帝王独占的颜色。要是有人穿黄色的衣服，那就是挑战皇权，下场可想而知。故宫的城墙及房屋上面，都用黄铜色的瓦来装潢。

    2、中国古代建筑以它优美柔和的轮廓和变化多样的形式而引人注意，令人赞赏。但是这样的外形不是任意造成的，而是适应内部结构的性能和实际用途的需要而产生的。如像那些亭亭如盖，飞檐翘角的大屋顶，即是为了排除雨水、遮阴纳阳的需要，适应内部结构的条件而形成的。两千多年前的诗人们就曾经以“如翚斯飞”这样的诗句来描写大屋顶的形式。在建筑物的主要部分柱子的处理上，一般是把排列的柱子上端做成柱头内倾，让柱脚外侧的“侧脚”呈现上小下大的形式，还把柱子的高度从中间向外逐渐加高，使之呈现出柱头外高内低的曲线形式。这些做法既解决了建筑物的稳定功能，又增加了建筑物外形的优美曲线，把实用与美观恰当地结合起来，可以说是实用与美观的统一佳例。

3、屋顶划分：第一级：重檐庑殿顶，用于重要的佛殿、皇宫的主殿，象征尊贵；是清代所有殿顶中最高等级。庑殿顶又叫四阿顶，是“四出水”的五脊四坡式，由一条正脊和四条垂脊共五脊组成，因此又称五脊殿。又叫五脊殿。这种殿顶构成的殿宇平面呈矩形，面宽大于进深，前后两坡相交处是正脊，左右两坡有四条垂脊，分别交于正脊的一端。重檐庑殿顶，是在庑殿顶之下，又有短檐，四角各有一条短垂脊，共九脊。故宫中的太和殿是皇帝活动的中心，占据着紫禁城最重要的部位，用的就是重檐庑殿屋顶。  

    第二级：重檐歇山顶，用于常见于宫殿、园林、坛庙式建筑；歇山顶也叫九脊殿，除正脊、垂脊外，还有四条戗脊。正脊的前后两坡是整坡，左右两坡是半坡。重檐歇山顶的第二檐与庑殿顶的第二檐基本相同。整座建筑物造型富丽堂皇。  

第三级：单檐庑殿顶，用于重要的建筑；  

第四级：单檐歇山顶，用于重要的建筑；  

第五级：悬山顶，用于民居、神库（神库，仓库名。清代工部制造库下属单位之一）悬山顶等级上低于庑殿顶和歇山顶，仅高于硬山顶，只用于民间建筑，是建筑中最常见的一种形式。悬山有一条正脊，四条垂脊。其特征是：各条桁或檩不像硬山那样封在两端的山墙面中。而是直接伸到山墙以外，以支托悬挑于外的屋面部分。也就是说悬山建筑不仅有前后檐，而且两端还有与前后檐尺寸相同的檐。于是其两山部分便处于悬空状态，因此得名。  

第六级：硬山顶，即硬山式屋顶，是中国传统建筑双坡屋顶形式之一。等级最低，根据清朝规定，六品以下官吏及平民住宅的正堂只能用悬山顶或硬山顶。  

房屋的两侧山墙同屋面齐平或略高出屋面。屋面以中间横向正脊为界分前后两面坡，左右两面山墙或与屋面平齐，或高出屋面。高出的山墙称封火山墙，其主要作用是防止火灾发生时，火势顺房蔓延。然而从外形看也颇具风格。

第七级：卷棚顶，多用于民间建筑。卷棚式屋顶，又称元宝顶，是古代中国建筑的一种屋顶样式。为双坡屋顶，两坡相交处不作大脊，由瓦垄直接卷过屋面呈弧形的曲面，卷棚顶整体外貌与硬山、悬山一样，唯一的区别是没有明显的正脊，屋面前坡与脊部呈弧形滚向后坡，颇具一种曲线所独有的阴柔之美。根据左右山墙的悬山式和硬山式不同，卷棚顶可分为悬山卷棚、硬山卷棚、歇山式卷棚。

   （三）研究了古人取暖、通风的方法。

     取暖小至汤婆子、手炉，大至炭盆、火墙，都是利用火（热水）来维持温度。

古代房子通常南北朝向，正常通风问题很容易解决。但墙内就不一样了——墙内的木

头柱子最怕潮湿，如果因潮湿而腐化则会危及建筑安全。所以除了正常的窗子外，有些墙上还有“镂空小窗”--透风。它们的作用是给墙内的木头柱子通风，防止柱根糟朽。为了不让“小透风”那么呆板突兀，工匠们又在上面雕刻各种图案，兼具实用性与美观性。

  （四）简单涉及了古代房屋内饰与一些日常用品，如彩瓷、书画、香炉等。

  （五）简单了解了古代房屋的构造。

    1、“梁”是建筑中的水平受力构件。在较大型的建筑物中，梁是放在斗拱上的，斗拱下面才是柱子，而在较小型的建筑物中，梁直接放置在柱头上。梁的位置：单步梁、双步梁、三架梁、五架梁、七架梁、顺梁、扒梁、角梁。梁的外观：直梁、月梁（虹梁）。

2、“柱”是建筑中的垂直主结构件，承托在它上方物件的重量，比如屋檐的重量，是建筑的承重部分。此外还有一些其他较小的柱，这些短柱不是置于地基之上，而是置于梁架之上，承托上方物件的重量，再把这重量透过梁架，传递至主柱之上，例如脊瓜柱或蜀柱。古代柱子多为木造，亦有石柱。为防水、防潮，在主柱与地基间，建有柱础，并在木柱的柱础之上，垫以石櫍。

3、“檩”是架在梁头位置的沿建筑面阔方向的水平构件。其作用是直接固定椽子，并将屋顶荷载通过梁而向下传递。

4、“枋”是在柱子之间起联系和稳定作用的水平向或者与梁垂直方向的穿插构件，它往往是随着梁或檩而设置。

5、“椽子”是屋面基层的最底层构件，垂直安放在檩木之上。屋面基层是承接屋面瓦作的木基础层，它由椽子、望板、飞椽、连檐、瓦口等构件所组成。按照位置分为停椽、花架椽、出檐椽、飞椽等。

  （六）对斗拱进行了研究

斗与拱，均为我国木结构建筑中的支承构件，在立柱和横梁交接处。从柱顶探出的弓形肘木叫拱，拱与拱之间的方形垫木叫斗。斗拱承重结构，可使屋檐较大程度外伸，形式优美，为我国传统建筑造型的一个主要特征。斗拱的产生和发展有着非常悠久的历史。从两千多年前战国时代采桑猎壶上的建筑花纹图案，以及汉代保存下来的墓阙、壁画上，都可以看到早期斗拱的形象。中国古典建筑最富有装饰性的特征往往被皇帝攫为己有，斗拱在唐代发展成熟后便规定民间不得使用。

斗拱，是汉族建筑上特有的构件，是由方形的斗、升、拱、翘、昂组成。 是较大建筑物的柱与屋顶间之过渡部分。其功用在于承受上部支出的屋檐，将其重量或直接集中到柱上，或间接的先纳至额枋上再转到柱上。一般上，凡是非常重要或带纪念性的建筑物，才有斗拱的安置。

斗拱通过力学原理，将梁对外挑屋檐的受力传输到立柱，从而解决了大面积挑空屋顶的受力难题。它既起到了承上启下、传递荷载的作用，也起着使建筑物出檐更加深远，造型更加优美、壮观的作用。在中国古代，斗拱是区别建筑等级的标志，越高贵的建筑斗拱越复杂、繁华。过去人们一直认为斗拱是建筑装饰物，而研究证明，斗拱把屋檐重量均匀地托住，起到了平衡稳定作用，有着很强的抗震、抗压能力。

  七、研讨了古建筑的保护与传承问题。

经过了长达四个月的研究学习后，每位组员都提出了自己对于古建未来的看法。

1、要加强对古建筑的保护工作。

2、积极宣传古建知识，让更多人普及并体会古建魅力。

3、将古建元素融入现代建筑中，体现中华文化的纵深影响。

4、利用科技，参考故宫博物馆等先进做法，将古建信息用数据、图像等保存，遗留后代。

八、参考文献

赵广超 《紫禁城100》 故宫出版社

只露声音的宫殿君 《这里是故宫》 中国友谊出版公司

赵广超 《不只中国木建筑》 生活·读书·新知三联书店

部分资料源自网络