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古罗马科技系列第一弹:建筑技术

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弗拉维乌斯圆剧场镇楼


IP属地:天津1楼2014-04-07 22:53回复
    楼主希望通过此深坑介绍古罗马时代的科技进步,试图改观一些小伙伴们“古希腊以后科学技术陷入停滞或无大发展“的观念。。。其实罗马从早在共和国时期就有很多自己独特的科学技术方面的发展进步,楼主打算以后读完小加图的《农业志》以后专贴试着介绍一些古罗马农业科学,进入元首制开始的帝国时代之后,帝国境内的科学事业包括建筑工程学、物理学、天文学、数学也取得了很多成果。当然这是后话,今天打算给小伙伴们介绍最让罗马粉引以为豪的古罗马建筑,楼主这两天东找西补,总算整理出一些东西了,我的水平有限,如果那里弄错了,就请轻拍脸哦~
    那我们就开始吧~


    IP属地:天津2楼2014-04-07 23:10
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      古罗马建筑科技
      关键词:罗马混凝土,券拱结构、穹顶
      古罗马的建筑是古罗马文化的一个集中体现,体现了古罗马人征服的雄心和开放的胸怀。坚持文化本体性是罗马能够不断创新的重要条件,没有自身文化立场的强烈自觉,将迷失在外来文化的拼凑中而无法形成自己的体系,而罗马的建筑创新建立在罗马人自古以来的实用精神,罗马人对混凝土、拱等一系列技术的应用发展,使他们的雄心得以施展。。。
      共和国晚期的《建筑十书》是迄今为止发现的年代最早的,最系统性的建筑专门文献。其作者维特鲁伟在第一书第三部分“建筑学的部门”中提出了“建筑还应当能够保持坚固、适用、美观的原则”,这三个原则也许并非首创,但反映了当时的建筑思想发展状况。
      《建筑十书》中的第三书和第四书都是关于希腊神庙的总结,小伙伴们不禁要问那罗马的创新在哪?不要着急,本书成于共和国晚期元首制伊始,进入元首制帝国时期,罗马人的建筑技术才在一系列发展创新中达到了最辉煌的高度~
      罗马混凝土是不加筋的混凝土,主要由火山灰、石灰和碎石构成原料。火山灰是罗马人得天独厚的材料,富含氧化铝和二氧化硅,火山灰及其他活性材料仍然是今天水泥的原料来源之一,维特鲁伟载《建筑十书》第二书第六节“火山灰”里说:“有一种粉末在自然状态下就能产生惊人的效果,它生产于巴伊埃附近和维苏威山周围各城镇的管辖区之内。这种粉末,在与石灰和砾石拌在一起时,不仅可使建筑物坚固,而且在海中筑堤也可在水下硬化。”混凝土技术并非罗马人首先掌握,但罗马人将其大量应用和创新,比如后面我们将会提到的砖、拱和混凝土技术的结合。混凝土技术本身的优点是,和石砌建筑技术相比,前者对工人的技艺要求更低,同时施工难度也就降低,起重、运输等变得简单,不仅节约成本,也使得大型建筑工程成为可能。它所用的骨料有碎石、断砖和沙子。用不同的骨料可以制成强度和容重不同的混凝土,用于不同的位置。例如,在多层建筑中,底层的用凝灰岩作骨料,二层的用灰华石,上层则用火山喷发时产生的玻璃质多孔浮使,因此建筑越往下越结实,越往上则越轻。尔后罗马城里的大角斗场和万神庙的墙体就是按这样的配料建造的。。。


      IP属地:天津3楼2014-04-07 23:12
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        先顶之,其实可以用word写了一次丢出来……


        IP属地:湖南来自Android客户端5楼2014-04-07 23:14
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          巴西利卡是古罗马城市广场上的公共建筑,是一种加盖了屋顶的市场或公共会堂。巴西利卡也用作法庭。下图中的罗马城的君士坦丁巴西里卡向我们展示了拱券技术所能创造的宏大空间概念,这和古希腊早期神庙建筑给人无法一眼望穿的感觉完全不同,它是那么的宽敞明亮。。。


          IP属地:天津6楼2014-04-07 23:19
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            古罗马的建筑成就凭借着强大的生产力,特别是凭借着古代世界最光辉的建筑技术—券拱结构,由于券拱技术的发展,使古罗马建筑与古代任何其他国家建筑,包括各希腊化国家的建筑都大异其趣。罗马人所创造的,贡献的,远远超过它所继承的。拱券”是指利用材料间的侧压力而建成的跨越空间的承重结构。
            古罗马的拱券结构起初是以砖石为主要材料。后来罗马人发现将火山灰加上石灰石和碎石后产生的天然混凝土具有很强的凝结力,而且不透水,利用这种混凝土可以建造大跨度的拱券和拱顶。于是混凝土便取代了砖石,成为建造拱券的主要材料。随着混凝土的应用,建筑师的空间观念有了极大的改变,空间的形式更加灵活自由。古罗马的拱券结构主要有四种形式“:筒拱”“、交叉拱”“、十字拱”和“穹窿”。券拱最基本的施工方法是将简拱在支好的模板上,每隔一段距离砌上砖券,券与券之间用砖相连并划成小格,分段向混凝土可免向简拱两侧流下,混凝土就会与砖券凝成整体拱顶且收缩均匀不出裂缝。。。


            IP属地:天津7楼2014-04-07 23:23
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              当然技术上最大的荣耀来自穹顶。穹顶这一空间形式具有很强的感染力,最初的原型可能是受天然洞穴的启发,而罗马人对有天光的圆形空间的偏爱在许多建筑上都有体现,庞贝古城的浴室里就有圆形的热水浴室。古希腊就开始建设小尺度的圆形神庙,但拱的技术没有成熟,顶部采用的是叠涩拱。理论上,将一段拱旋转180 度就形成了穹顶,但在实践层面并非易事。所以下面我们就以著名的罗马万神庙为例,详细的了解下它的内部结构~

              上图是表现罗马万神庙室内的油画,显示了18 世纪50 年代内部改造前的情况,由Giovanni Paolo Pannini 绘制,约绘于1734 年,现藏于华盛顿国立美术馆。

              这是罗马万神庙墙体内部构造示意图,看上去厚重敦实的墙体内部布置了许多暗拱以形成空腔,既减轻自重,也有利于混凝土浇筑时硬化。
              罗马万神庙(建于公元118~128 年,由19世纪的考古学家通过哈德良的提名确定)是哈德良皇帝的工程,总体形式比较简单,在传统的前廊后面是一个圆形神庙,外观并不精美。其内部空间很单纯,如同缩小的宇宙模型,基本上是个球形空间,下半部扩大成为圆柱形,建筑的地面以上高度刚好等于穹顶直径43.2 米(而万神殿的这个大圆顶在近现代建筑技术之前一直都是世界之最)。下半部分的墙身有8 个龛洞,使墙体不那么沉闷,穹顶顶部是直径近9 米的采光口,穹顶内侧采用了藻井的形式,既有装饰作用也减轻了结构的重量。万神庙在总体简单的形式下实际隐藏着更为复杂的结构机制:整个墙体包括鼓座部分有许多空腔,不仅仅是8 个可见的龛洞,墙内有许多分散荷载的暗拱,空腔的存在有利于促进混凝土的硬化,整个结构在水平方向上由陶质砌体进行拉结,竖向间距1.2 米;同时,为了减轻荷载,穹顶的混凝料也是精心选择,与墙体材料不同,穹顶选用轻质骨料,并且越往中央越轻,从基部的石灰华到采光口附近的多孔浮石,穹顶的结构厚度也是不断减小。[8] 万神庙不仅是技术的奇迹,也是空间艺术的奇迹,简单明了的空间体量,优雅的室内装饰,来自上方天空的自然光线,孕育了一个无比感人的空间,在这里既可感受到来自自然、超人的力量,也自然而然地为人所实现的壮举折服,罗马建筑迎来了新的高潮。


              IP属地:天津9楼2014-04-07 23:38
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                古罗马建筑在继承希腊建筑的基础上不断发展创新,取得了辉煌的成就。其最大的成就是创造了通过大量借助罗马混凝土实现的拱券结构建筑形式。有必要提到的是,公元 10 世纪左右,古罗马拱券技术在西欧失传 300 多年后重新流行。10~12 世纪向罗马风格靠拢的西欧建筑称为罗曼(罗马风)建筑。


                IP属地:天津10楼2014-04-07 23:41
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                  好了,楼主明天还要早起去搬砖,是搬真的砖哦,鉴于我的专业就是搬砖,所以建筑方面的专业知识很有限,但是为了罗马豁出去了,很多资料其实是在杂志和网上找到或查到的,欢迎小伙伴们补充,记得请轻轻拍脸哦,拜了个拜~


                  IP属地:天津11楼2014-04-07 23:47
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                    辛苦了,楼主介绍的已经相当全面了,我也再抛砖引玉地补充一些细节吧:
                    地热系统以及浴场的供暖系统虽然其技术来最初源于水产养殖,但应该也可以算是罗马在建筑技术领域上的重要成就吧。在墙体及地面结构方面罗马有不少的创新,而得益于材料和结构的改良,罗马建筑在防火、防潮、防虫等方面也就有了不小的进步。玻璃在建筑领域的应用以及窗户结构的改良,则改善了罗马建筑的保暖和采光。在剧场的建造方面,罗马人相比较希腊人减少了对地形的依赖,并扩大了观众席的区域。此外,罗马人在上下水管道和水利设施方面的成就也是很著名的(像是厕所,自来水系统,草地排水系统等)。
                    不过由于缺乏相关知识,没法像楼主那样对上述技术做具体的分析,所以如果想做进一步的了解,还是建议直接阅读技术史、建筑史相关的章节以及维特鲁威的著作。。。


                    12楼2014-04-08 15:25
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                      先顶下,
                      网上有专门的‘罗马建筑’的公开课视频,是耶鲁大学的,说的很好。
                      俺一直都想对罗马建筑进行建模,只是缺少尺寸参数和相关比例参数,希望楼主能详细说说。
                      还有纹饰和柱头图案相关比例的一般规律。
                      期待啊


                      IP属地:上海13楼2014-04-08 17:57
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                        我觉得给楼主说到的罗马的这些技术按对现在的影响排个名,是这样的
                        1,水硬性胶凝材料,就是维特鲁提到的那种火山灰
                        2,对建筑物的功能要求,维特鲁总结的坚固、适用、美观
                        3,混领土按照强度和容重分级,并在不同地方使用
                        4,混凝土施工模板技术
                        5,拱的发明和改进,因为现代建筑材料的改进已经让拱在作大跨中的重要性有所下降了,但仍然是非常具有影响的


                        IP属地:北京15楼2014-04-09 12:30
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                          JUPITER OMC神庙的建模
                          正面图

                          等轴测图

                          局部细节,这个祭坛高900毫米,1级台阶高300毫米,柱基等边1米,柱高10米,神庙地面
                          我准备贴上彩色大理石。

                          分解图

                          柱基图。
                          详细介绍可以看’罗马建筑‘第二集


                          IP属地:上海18楼2014-04-10 22:05
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                            第二弹在哪


                            19楼2014-05-08 19:03
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                              太厉害了。。。


                              来自Android客户端20楼2014-05-10 17:19
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