建筑是一个国家文化最明显的标志。世界上很少有几个国家能像中国这样有保存完好的、大量的、各式各样的、历史悠久的古建筑。例如雄伟无比的万里长城壮丽的古塔、古寺壮观而和谐的宫殿建筑群和精巧和谐的园林建筑等等。它们代表了中华民族的智慧和才能。从建筑构造形式的变化建筑材料采用之变迁可以明显地看到中国古代建筑科学的进展概况。
从土石结构到砖石结构史前人类的居住屋舍是从自然环境中直接采用土石为建筑材料来营造自己的居所最早在中华大地的居民自然也是如此。人们均以土石房舍、窑洞为居所特别是中国北方民族，现在仍可看到修建良好的土石窑洞这种居室冬暖夏凉有一定的优越性。
中国的史前居民例如半坡人已经有了烧陶技术和制砖方法。此后砖石建筑也就随之发展起来。现在保留完好的砖石建筑物还有不少多数为古塔类建筑物。最具代表性的是万里长城。此外还有许多例如：距今已有1500年的登封市的嵩岳寺塔（始建于520年）登封少林寺塔林（始建于495年）济南市四门塔（始建于611年）等。著名的西安大雁塔（见下图）始建于648年为单纯的砖结构高64.5米，2009年汶川大地震时只有轻微裂缝而未遭破坏
砖石结构建筑物西安大雁塔
济南四门塔
木框构架结构的兴起最早使用木材作为建筑材料的先驱当推公元前七世纪公输子即鲁班。鲁班开始做木构架房屋、制作车舆等无疑推动了木架结构的兴起。木架结构的关键问题是横梁和立柱的衔接问题我们的先哲发明了“斗拱”式的连接方法。这是一个伟大的发明。宋朝李诫于1102年写出了我国第一部建筑专著《营造法式》这一著作总结了我国两千年来的建筑科学实践的经验。其中把各种做法作了详细的规定例如对斗拱各部位的尺寸、规格、比例都有详细的描述。
巧妙而科学的木框架式结构是中国古代建筑在建筑结构上最重要的一个特征。因为中国古代建筑主要是木构架结构即采用木柱、木梁构成房屋的框架屋顶与房檐的重量通过梁架传递到立柱上墙壁只起隔断的作用而不是承担房屋重量的结构部分。所谓“墙倒屋不塌”就形象地指出中国建筑这种框架结构最重要的特点。这种结构可以使房屋在不同气候条件下满足生活和生产所提出的千变万化的功能要求。同时由于房屋的墙壁不负荷重量门窗设置有极大的灵活性。此外由于这种框架式木结构才形成了过去宫殿、寺庙及其他高级建筑才有的一种独特构件即屋檐下的一束束的“斗拱”。它是由斗形木块和弓形的横木组成纵横交错逐层向外挑出形成上大下小的托座。这种构件既有支撑荷载梁架的作用又有装饰作用。
木框架结构多以榫卯连接为主。巧妙的榫卯连接方式不但可以承受较大的荷载而且允许产生一定的变形在地震荷载下由变形吸收一定的地震能量减小结构的地震响应。由于榫卯连接中榫有一定的长度榫卯之间的结构有一定的间隙因此该连接既非刚接也非完全柔性具有较好的活动性和吸能性。
木架结构的典型代表除应县木塔、佛光寺外还有很多例如：苏州报恩寺塔（502－556年间建）、开封大相国寺（始建于555年，711年重建）、芮城永乐宫（1240年建）等均为大型木结构建筑物。
木框架结构建筑物芮城永乐宫
开封大相国寺
多层砖木结构建筑的发展木架结构房屋不断得到发展后来发展到建造多层木结构房屋和多层砖木混合结构。例如三层的广西容县真武阁（1377年始建1573年重建。见下图）砖石结构的唐代陵川崔府君庙（现存为金代重建）三层木结构的蓟县独乐寺（始建于582年）等。独乐寺高23米中间层为暗层。
蓟县独乐寺
谈到多层木构架结构不得不归功于斗拱的作用。各种类型的斗拱在多层木框架结构的建筑中起着十分重要的作用主要有三个方面：
1．它位于柱与梁之间由屋面和上层构架传下来的荷载要通过斗拱传给柱子再由柱传到基础因此它起着承上启下传递荷载的作用。上一层传给下一层。
2．它向外出挑可把最外层的桁檀挑出一定距离使建筑物出檐更加深远造型更加优美、壮观。在它成型之后很长一段时间内被作为构件大小的基本尺度曾以这种办法作为建筑的“模数”制。后来的斗拱逐渐变为装饰也是区别建筑等级的标志。越高贵的建筑斗拱越复杂、繁华式样多种。它构造精巧造型美观如盆景似花篮又是很好的装饰性构件。斗拱为榫卯结合这种结构和现代梁柱框架结构极为类似。构架的节点不是刚接这就保证了建筑物的刚度协调。遇有强烈地震时采用榫卯结合的空间结构虽会“松动”却不致“散架”消耗地震传来的能量使整个房屋的地震荷载大为降低起了抗震的作用。
斗拱的起源和演变有三种说法：
一种认为由井干结构的交叉出头处变化而成；
一种认为由穿出柱外的挑梁变化而成；
一种认为由擎檐柱演化为托挑梁的斜撑再演化成斗拱。
斗拱在中国木构架建筑的发展过程中起过重要作用它的演变可以看做是中国传统木构架建筑形制演变的重要标志也是鉴别中国古代木构架建筑年代的一个重要依据。斗拱的演变大体可分三个阶段：
第一阶段为西周至南北朝。西周铜器拱令簋上已有大斗的形象战国中山国墓出土的铜方案上有斗和45°斜置拱的形象。汉代的石阙、明器、画像石和画像砖上也有大量斗拱的形象。从汉高颐阙和四川牧马山、山东高唐出土的汉明器陶楼上可以看出柱顶有斗拱承托檩、梁或楼层地面枋挑梁外端的斗拱承托檐檩各个斗拱间互不相连。汉代以后开始在柱间用斗拱最初是一种在现代称为人字拱的斗拱即在额枋上立一个叉手上置一斗承托檐檩。至初唐从西安慈恩寺塔门楣石刻上还可看到佛殿柱间仍用人字拱。
第二阶段为唐代至元代。这个时期斗拱的主要特点在于柱头斗拱所承托的梁多插入斗拱中使斗拱和梁架拉结在一起顺屋身左右横出的拱也和井干状的柱头枋交搭在一起。建筑的一圈柱头枋和同它成直角的正、侧两面的梁交织成一个分为若干井字格的水平框架斗拱成为各交叉处的加强节点。这时斗拱已不再是孤立的支撑架或挑檐的构件而是水平框架不可分的一部分。这个水平框架现在称为“铺作层”用于殿堂型构架柱网之上对保持木构架的整体性起关键作用。宋《营造法式》中所载各种殿堂构架的斗拱与梁架结合已不如唐代紧密但仍类似。
第三阶段为明代至清代。自明代开始柱头间使用大、小额枋和随梁枋斗拱的尺度不断缩小间距加密。清式建筑的梁不再像宋式那样穿插在斗拱中而是压在斗拱最上一跳之上直接承挑檐桁。因此斗拱发展到明清以后便不再起维持构架整体性和增加出檐的作用。它的用料和尺度比宋式大为缩小。
上海世博会中国馆（见下图）就是充分利用了斗拱的作用建成了如此壮观而又具有中国现代形象的建筑。称之为“如鸟斯革如翚斯飞”寓为“东方之冠”的宏大建筑物。
上海世博会中国馆发挥了斗拱的特殊用途
3．庭院式建筑组群的形成。中国从族群民居开始便受传统封建思想的影响提倡“长幼有序内外有别”。从古代绘画中的古建筑形象一直到现存的古建筑中国古代建筑在平面布局方面有一种简明的组织规律这就是每一处住宅、宫殿、官衙、寺庙等建筑都是由若干单座建筑和一些围廊、围墙之类环绕成一个个庭院而组成的。一般地说多数庭院都是前后串联起来通过前院到达后院家中主要人物或者应和外界隔绝的人物就往往生活在离外门很远的庭院里这就形成一院又一院层层深入的空间组织。
同时，这种庭院式的组群与布局一般都是采用均衡对称的方式沿着纵轴线（也称前后轴线）与横轴线进行设计。比较重要的建筑都安置在纵轴线上次要房屋安置在它左右两侧的横轴线上北京故宫的组群布局和北方的四合院是最能体现这一组群布局原则的典型实例。这种布局是与中国传统的宗法和礼教制度密切相关的使得尊卑、长幼、男女、主仆之间在住房上也体现出明显的差别。
与欧洲建筑相比中国的这种庭院式的组群布局有它独特的艺术魅力。一般地说一座欧洲建筑是比较一目了然的。而中国的古建筑却像一幅中国画长卷必须一段段地逐渐展看不可能同时全部看到。走进一所中国古建筑也只能从一个庭院走进另一个庭院必须全部走完才能看完。北京的故宫就是最杰出的一个范例，人们从天安门进去每通过一道门进入另一庭院有美景不尽之感给人以神秘感、期待感和深切感。
中国古建筑的特点中国古代建筑经过长时期的变化发展同时吸收了中国其他传统艺术特别是绘画、雕刻、工艺美术等造型艺术的特点创造了异彩纷呈的艺术形象逐渐形成了不少特点。其中比较突出的有三个方面即富有装饰性的屋顶；衬托性建筑和“借景”的应用；色彩的运用等。
1．我国古代建筑师们充分运用木结构的特点，创造了屋顶举折和屋面起翘、出翘形成如鸟翼伸展的檐角和屋顶各部分柔和优美的曲线。同时屋脊的脊端都加上适当的雕饰檐口的瓦也加以装饰性的处理。宋代以后又大量采用琉璃瓦为屋顶加上颜色和光泽再加上后来又陆续出现其他许多屋顶式样以及由这些屋顶组合而成的各种具有艺术效果的复杂形体使中国古代建筑在运用屋顶形式创造建筑的艺术形象方面取得了丰富的经验成为中国古代建筑重要的特征。2010年上海世博会发展了这一技术创造出了具有中国红特征的主场馆。
2．对于讲究的重要建筑物经常采用人工的力量来建造自然的景色达到“虽有人作宛自天开”的艺术境界。所以园林中除大量的建筑物外还要凿池开山栽花种树用人工仿照自然山水风景或利用古代山水画为蓝本参以诗词的情调构成许多如诗如画的景。中国古建筑特点的另一方面是衬托性建筑的应用。特别是古典园林建设通常会突破空间局限营造出丰富的层次感和幽深的境界。创造和丰富园景的最重要的手法是采取曲折而自由的布局用划分景区和空间、设置衬托性建筑和“借景”的办法十分巧妙地扩大空间与景域。
古时“借景”的艺术手法是中国古典园林突破空间局限、丰富园景的一种传统手法。此外划分景区和空间的手法则是通过巧妙地利用山水、树木、花卉、设置各种衬托性小型建筑物如小型亭、榭、塘等把全园划分为若干个景区各个景区都有自己的特色同时又着重突出能体现这一园林主要特色的重点景区。例如著名的苏州最大的园林---拙政园（见下图）它将有限的空间进行分割采用灵活不规则的布局使建筑物与大自然融通和谐气氛宁静平淡简约朴素大方古朴典雅宛如世外桃源。
苏州拙政园
3．中国古代的匠师在建筑装饰中敢于使用色彩也善于使用色彩。这个特点是和中国建筑的木结构体系分不开的。因为木料不能经久所以中国建筑很早就采用在木材上涂漆和桐油的办法以保护木质和加固木构件用榫卯结合的关接同时增加美观达到实用、坚固与美观相结合。以后又用丹红装饰柱子、梁架或在斗拱梁、枋等处绘制彩画。
经过长期的实践中国建筑在运用色彩方面积累了丰富的经验。例如在北方的宫殿、官衙建筑中很善于运用鲜明色彩的对比与调和。房屋的主体部分即经常可以照到阳光的部分一般用暖色特别是用朱红色；房檐下的阴影部分则用蓝绿相配的冷色。这样就更强调了阳光的温暖和阴影的阴凉形成一种悦目的对比。朱红色门窗部分和蓝、绿色的檐下部分往往还加上金线和金点蓝、绿之间也间以少数红点使得建筑上的彩画图案显得更加活泼增强了装饰效果。一些重要的纪念性建筑如北京的故宫、天坛等再加上黄色、绿色或蓝色的琉璃瓦下面并衬以一层乃至好几层雪白的汉白玉台基和栏杆在华北平原秋高气爽、万里无云的蔚蓝天空下它的色彩效果是无比动人的［2］。
由以上讨论可见中国古建筑发展历程之概况。由土石结构发展到木框架结构由单层发展到多层，同时在重要建筑物的建造过程中特别注重艺术处理包括布局、色彩、绘画与周围环境和大自然的和谐相融等。
在中国古建筑科学的发展过程中代表中国特色的宏大建筑物中斗拱发挥了重要的作用。建筑材料的特点也十分突出如红色、蓝色的运用琉璃瓦的制作等都代表了中国建筑科学的进展情况和特有的建筑思想。
中国建筑科学的发展与宗教的传播密切相关不少庙宇、道观、宗祠、园林等建筑物和构筑物都渗透了宗教的内容主要是佛教、道教、伊斯兰教和儒教等其中佛教的庙宇最多影响较广。悬空寺是唯一一座三教合一的寺院。
过去是历史是文化中国形象和力量的来源之一就是源远流长的五千年文明上海世博会中国馆宣传的“自强不息、和而不同、厚德载物”的中华精神反映了中国古建筑的历史和发展把中华文明与现代文化融合在了一起。
