作者段跃初

在泰国最近发生的一次地震中,由意大利 - 泰国发展公司与中国中铁十局集团联合承建的泰国国家审计署大楼倒塌了。它是曼谷唯一一座受缅甸强震影响而倒塌的建筑。这一事件引发了轩然大波,不仅震动了泰国,也引起了国际社会的广泛关注,让建筑安全与质量问题成为了焦点。当我们努力探究这场悲剧背后的原因时,它也促使我们回顾中国古代建筑非凡的耐久性。在没有使用钢筋水泥这类现代材料的情况下,许多中国建筑历经了数百年甚至上千年的岁月洗礼依然屹立不倒。它们是如何做到这一点的呢?与此同时,我们也来探讨一下,除了质量因素之外,泰国的建筑在正常情况下通常能够保持稳固不倒的原因。

独特的建筑结构

榫卯结构:抗震减震的智慧结晶

中国古代木结构建筑以榫卯连接技术为核心,这堪称建筑史上的 “尖端技术”。榫卯是一种连接方式,即一个木构件的凸出部分(榫头)嵌入另一个木构件的凹进部分(榫眼或榫槽)。这种连接方式无需钉子,却能使木构件紧密结合,形成一个稳固的整体。以故宫为例,其建筑大量采用榫卯结构,历经200多次地震仍未倒塌。纪录片《故宫的秘密》中的实验也证明,榫卯结构甚至能够抵御10级地震。这是因为在地震发生时,榫卯节点能够通过自身的变形来吸收和消散地震能量,就如同给建筑安装了一个减震器,有效地减少了地震对建筑整体结构造成的破坏。辽宁奉国寺大雄宝殿的木结构框架也全部采用榫卯连接,承受着沉重的屋顶,历经千年的风雨和多次地震依然完好无损。

相比之下,泰国的传统建筑也有独特的结构设计来确保稳定性。高脚屋是泰国典型的传统建筑。它利用高脚柱将房屋抬离地面。这不仅能有效地防潮防虫,而且从结构力学的角度来看,这种设计使建筑的重心相对稳定,在一定程度上能够抵御洪水等自然灾害的冲击。此外,高脚屋各部分之间的连接大多采用当地独特的编织和捆绑工艺,使用像藤条这样柔韧且坚固的材料。这使得建筑的各个构件在受到外力作用时,能够有一定的缓冲和协调变形能力。与中国的榫卯结构类似,它在一定程度上能够吸收能量,确保建筑在非极端条件下的稳定性。

梁架结构:合理分配重量

抬梁式结构和穿斗式结构是中国古代木结构建筑中两种主要的梁架结构形式。在抬梁式结构中,梁放置在柱子上,短柱逐层架设在梁上,形成较大的室内空间,这种结构大多用于宫殿、庙宇等大型建筑。这种结构能够通过梁架将屋顶的荷载有效地传递到柱子上,然后再由柱子将荷载分散到基础,使建筑的受力均匀,增强了建筑的稳定性。穿斗式结构则是用穿枋将柱子串联起来,形成一榀榀的屋架,檩条直接搁置在柱头上。其优点是用料较少,建造相对简单,多应用于南方的民居建筑。这两种梁架结构都充分考虑了力学原理。通过合理地布置和连接构件,建筑能够承受较大的重量,并确保其坚固耐用。

泰国的一些大型寺庙建筑也有着非常精巧的结构设计。以曼谷的大皇宫为例。尽管其主体建筑的梁架系统与中国古代的梁架结构有所不同,但同样遵循力学原理。大皇宫建筑中的梁枋相互巧妙地搭接和支撑,将巨大屋顶的重量均匀地分散到柱子上,然后柱子再将重量传递到坚实的基础上。同时,在建筑的转角和关键受力部位,会使用特殊的结构加固部件,比如雕刻精美的木质托架等。这些托架不仅具有装饰性,更重要的是能够增强结构的稳定性,分散集中应力,使建筑在正常情况下能够稳固地矗立。

精心挑选的建筑材料

木材:大自然的馈赠

在古代,木材是主要的建筑材料,其易于获取和加工的特性使其得到了广泛应用。古人在挑选木材时非常讲究。他们通常会选择质地坚硬、耐腐蚀性强的木材,比如金丝楠木和红木。这类木材不仅强度高,而且耐久性好,能够在长期使用中保持稳定。对于一些大型建筑,常常会选用粗壮笔直的木材作为柱子,以承受整个建筑的重量。同时,为了防止木材受潮、腐烂和遭受虫害,古人会对木材进行特殊处理,比如涂抹桐油、油漆等防护层。这些措施有效地延长了木材的使用寿命,进而确保了建筑的长期稳定性。

泰国地处热带,拥有丰富的木材资源。当地的传统建筑大多使用优质的本地硬木,比如柚木。柚木具有天然的耐腐蚀性和防虫性,而且质地坚硬,纹理美观,是一种理想的建筑材料。泰国人在使用柚木建造房屋时,会根据木材的特性进行合理的加工和利用。例如,在制作梁柱时,他们会充分考虑木材的纹理方向,使其顺着受力方向,从而增强木材的承载能力。此外,泰国的传统建筑还会使用一些当地的天然材料进行辅助防护,比如在木材表面涂抹一种特殊的植物汁液,以进一步增强其防水和防腐性能。

石材:坚实的基础

石材在古代建筑中也扮演着重要角色,尤其是在基础和台基的建造方面。自秦汉时期以来,大规模的石材开采和加工技术逐渐成熟,为石制建筑的发展提供了条件。秦始皇陵的建造就使用了大量石材,其西北部的大型采石场见证了当时石材开采的规模。汉代以后,石制建筑的应用更加广泛,比如汉代的石画像和石阙(一种中国古代建筑结构)。石材具有强度高、耐久性好的特点,能够承受巨大的压力。在建筑基础中使用石材,可以有效地分散上部结构传递下来的荷载,防止地基沉降,为建筑的稳定性提供坚实的保障。许多古代建筑的台基都是用石材建造的,这不仅美观大方,还能保护建筑主体免受地面湿气和雨水的侵蚀。

泰国的一些重要建筑,比如寺庙的佛塔等,也大量使用石材。泰国拥有丰富的石材资源,当地的工匠擅长利用石材的特性进行建筑创作。在建造佛塔时,他们会选择坚硬的花岗岩或石灰岩,将其切割成规则的石块,然后通过精确的拼接和砌筑工艺,使石块紧密结合。在石块的拼接处,会使用糯米浆等天然粘合剂。这种粘合剂不仅能增强石块之间的连接强度,还具有一定的柔韧性,在一定程度上能够适应地基的轻微沉降和变形,确保佛塔等建筑在长期使用过程中的稳定性。

科学的施工工艺

夯土技术:打造稳固的基础

夯土技术是中国古代建筑中一项重要的基础施工工艺。在建造建筑时,古人会先将地面平整,然后使用夯具将土壤逐层夯实,形成坚实的基础。夯土的过程需要耗费大量的人力和时间,但它能使基础具有较高的密实度和承载能力。例如,在建造山西的一些古代建筑时,会事先夯筑一个高大的夯土台基,有效地防止建筑主体下沉。夯土技术还能增强基础的稳定性。在地震等自然灾害发生时,它可以减少建筑的晃动和损坏。这种古老的基础处理方法虽然看似简单,却蕴含着深刻的科学原理,为古代建筑的长期屹立奠定了坚实的基础。

泰国在一些传统建筑的基础处理方面也有自己的方法。在建造高脚屋时,会先在地面上挖出一定深度的柱坑,然后将经过处理的木桩打入坑中。之后,在木桩周围填入夯实的砂土或黏土。这种基础处理方法能够有效地固定高脚柱,使其在松软的地面上也能保持稳定。对于一些大型建筑,泰国工匠会采用类似筏板基础的方法,在地面上铺设大量的石块或木材,形成一个大面积的基础平台,然后在平台上建造建筑主体。这样可以更好地分散建筑的重量,防止地基不均匀沉降。

瓦作与油漆作:确保防水与防腐

瓦作是中国古代建筑屋面施工的关键工艺。自春秋时期以来,宫殿等重要建筑的屋面就已经开始铺设瓦片。瓦片有多种类型,比如筒瓦、板瓦和琉璃瓦等,不同的瓦片有不同的特点和用途。瓦片的铺设能够有效地防止雨水渗透到建筑内部,保护建筑结构不受雨水侵蚀。油漆作主要用于木材表面的防护。古人会在木材表面涂抹油漆,这不仅能使木材表面更加美观,还能形成一层保护膜,防止木材受潮、腐烂和遭受虫害。油漆中的成分能够填充木材的孔隙,增强木材的耐久性,同时还能起到一定的防火作用。这两种工艺的结合,从屋面和木材两个方面为建筑提供了防水和防腐保护,延长了建筑的使用寿命。

泰国传统建筑的屋面通常使用当地特制的陶瓷瓦。这些陶瓷瓦具有良好的防水性能,经过高温烧制后质地坚硬,能够抵御风雨的侵蚀。在铺设陶瓷瓦时,泰国工匠会采用特殊的铺设方法,使瓦片之间紧密搭接,形成一个完整的防水系统。同时,泰国建筑的木材表面也会进行防护处理。除了使用植物汁液外,还会涂抹一种类似蜡的物质。这种物质能够在木材表面形成一层保护膜,防止木材受潮、变形和遭受虫害,从而确保建筑的长期稳定性。

完善的维护与管理

中国古代建筑能够屹立数百年,除了建筑本身的结构、材料和施工工艺外,完善的维护与管理也是重要因素。古人非常重视对建筑的维护,会定期对建筑进行检查和修缮。对于一些重要的建筑,比如宫殿和庙宇,会设立专门的机构和人员负责维护管理。在维护过程中,一旦发现建筑有任何损坏,会及时采取措施进行修复,比如更换损坏的构件和修补墙体裂缝。例如,故宫在历史上经历了多次修缮。通过不断的维护和保养,它得以保存至今。对建筑的这种持续关注和维护,确保了建筑在长期使用过程中始终保持良好状态,延长了其使用寿命。

泰国对于重要的传统建筑也有严格的维护管理机制。以寺庙建筑为例。寺庙通常会有专门的管理人员负责建筑的日常维护。他们会定期检查建筑的结构、屋面、墙体等部位。一旦发现任何问题,会立即组织工匠进行修复。在修复过程中,会尽可能使用传统的材料和工艺,以保持建筑的原有风格和结构稳定性。同时,泰国社会对传统建筑有着强烈的保护意识,公众会积极参与到建筑的保护和维护中,形成了良好的保护氛围。这也是许多泰国传统建筑能够长期保存的重要原因之一。

相比之下,一些现代建筑尽管使用了钢筋水泥等先进材料,但由于各种原因,仍然会出现 “短命” 的现象。泰国国家审计署大楼的倒塌,是由于使用了不合格的钢筋以及材料采购和施工监管方面存在漏洞,这一悲剧提醒我们现代建筑中质量与安全的重要性。我们应该从古代建筑中汲取智慧。在现代建筑中,我们需要关注材料质量、先进技术的应用,以及建筑结构的科学设计、标准化的施工工艺和全面的维护管理。只有这样,我们才能建造出更安全、更耐用的建筑,避免类似的悲剧发生,并确保现代建筑能够经受住时间的考验,成为文化和历史遗产的永恒象征。

来源: 科普文讯