其中,最為后人津津樂道的阿房宮,系由秦始皇嬴政征調(diào)70萬民工、耗盡蜀山林木而起造,史載,該建筑系以終南山巔為闕,其當日之規(guī)模、氣概可見一斑。然而,2000多年后的今天,除了唐人杜牧的一篇《阿房宮賦》,和陜西省西安市郊的一片約70萬平方米的黃土廢墟以外,我們再也找不到任何它存在過的證據(jù)了。人們一直相信,阿房宮是在公元前207年被西楚霸王項羽的一把火燒光的,因此歷來有人對項羽恨恨不已,認為“江山所留之勝跡化為烏有,皆羽一人之過也”。其實不然。平心而論,就算楚人不放火,由于木結構建筑材料本身的怕火(易燃)、怕潮(易朽蝕)、怕蟻害等諸多局限性,阿房宮也很難留存至今。想想看,在阿房宮被焚的123年前,波斯帝國的波利斯王宮,也同樣被亞歷山大付之一炬,但其石柱框架和臺階遺址卻至今巍峨聳立,并于1979年被列入世界遺產(chǎn)名錄。顯然,主要問題還在材料。
正是材料的原因,使得擁有數(shù)千年建筑史的中國,留存至今的最古老的建筑實物 —— 山西五臺山的南禪寺大殿(建于唐德宗建中三年,即公元782年)距今不過1200余年,其年代比我們所熟知的古希臘的帕提農(nóng)神廟晚了1300多年,與古埃及的胡夫金字塔相比,更是晚了3400多年。
但是,木材作為建筑材料未必沒有它的好處。
首先就是易于加工,起造速度快。大家知道明成祖朱棣營建北京紫禁城,72萬平方米的宮城里頭將近1000幢建筑物,從備料到全部竣工只用了15年的時間,其中實際施工時間僅為4年。而差不多與此同期的意大利佛羅倫薩主教堂,光那座石頭穹頂就花費了將近20年的光陰才完成。
此外,木材造房子還有一個好處,就是抗震性能好。當?shù)卣饋硪u,磚石砌體結構的建筑物大多發(fā)生的是脆性破壞。何謂脆性破壞?就是建筑構件憑借自身的剛性與外力進行抵抗,抗得過便紋絲不動,而一旦所遇外力過強而抗不過時,便瞬間倒塌。這是建筑最怕的一種破壞。我們所希望的,是建筑在地震中發(fā)生延性破壞,即依靠建筑構件發(fā)生扭曲、形變來解卸掉外力所加給建筑的能量,系以“柔功”打“消耗戰(zhàn)”,而非硬碰硬,抗得過就抗,抗不過馬上倒塌。要講延性破壞,自然是柔韌度高的材料更勝任,而要比柔韌性,死硬的磚石材料哪里是木材的對手?
可見,無論磚石還是木料,都有各自的優(yōu)缺點,整體上不存在優(yōu)劣之分,只能看其是否適合使用它的人與建筑。
“人事有代謝,往來成古今?!痹诮裉欤瑹o論是因耐久性強而被西方人青眼有加的石材,還是由于柔韌性好而使中國人情有獨鐘的木料,其主流地位都已被現(xiàn)代材料所取代。由于科學技術的發(fā)展,今天的人們不但以混凝土代石,而且還在混凝土構件內(nèi)放置鋼筋,這種新材料的應用使得建筑構件在遇到強力沖擊時不易發(fā)生脆性破壞而突然斷掉,建筑物的安全系數(shù)得以大大提高。
此外,鋼筋混凝土這種人工材料還具有極強的可塑性,它可以任意做成各種形狀的構件,如法國的朗香教堂、澳洲的悉尼歌劇院,那些奇特的造型,恐怕也只有鋼筋混凝土材料才能勝任。
最后,我們可以簡單歸納一下,一種理想的建筑材料所應具備的特點,說起來很簡單,就四條:強度要大、自重要輕、性能要高、可塑性要強(也就是說要易于加工)。
B. 建筑結構
結構是什么?說白了,就是我們所能想出來的,把屋頂撐住,使建筑物屹立不倒的法子。如果我們把建筑比作人的話,結構就是她的骨架,它為建筑提供合乎使用的空間,同時承受該建筑全部的荷載,抵抗由于風雪、地震、土壤沉陷、溫度變化等可能對建筑引起的損壞。因此,結構的堅固程度直接影響著建筑物的安全與壽命[. 參見田學哲:《建筑初步》,17頁,北京,中國建筑工業(yè)出版社,1999。]。
梁柱結構與拱券結構(見圖1)是人類最早采用的兩種建筑結構形式,也是目前仍然常見的結構形式。隨著科學技術的進步,人們對建筑結構受力情況進行分析和計算的能力大大增強了,所以又相繼出現(xiàn)了桁架、剛架和懸挑結構(見圖2)等各種新的結構形式[. 參見田學哲:《建筑初步》,18頁,北京,中國建筑工業(yè)出版社,1999。]。
但我們無論采取上述哪一種結構形式來營造建筑物,都不過是在選擇一種渠道而已,最終殊途同歸,都是要把整個建筑物的重量傳遞到土壤—— 因地心引力的存在,真正的“空中花園”是不存在的。一般情況下,房屋重量的傳遞方式(體系)有兩種:即通過墻傳到基礎(即承重墻體系,或稱組砌式)和通過梁與柱傳到基礎(即框架體系)。