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模型揭秘中國古建筑千年不倒的秘密

來源：模型公司

關(guān)鍵詞：沙盤制作公司，沙盤模型，古建筑模型

時(shí)間：2019-02-18 09:54:27

模型揭秘故宮屹立不倒的秘密

輕撫故宮斑駁厚重的門，緩緩?fù)崎_，便是講不完的歷史傳說，訴不盡的世事繁華。故宮，有著太多太多的秘密。

它的秘密不僅令國人心生遐想，更讓外國人浮想聯(lián)翩、趨之若鶩。

最近，有群英國的木匠，按1:5的比例造了個(gè)跟故宮結(jié)構(gòu)差不多的模型。為了找出故宮建成600年屹立不倒背后的秘密，并且拍成了紀(jì)錄片。

紀(jì)錄片中最讓人關(guān)注的是，故宮專家和外國木匠理查德一起做的實(shí)驗(yàn)。他們按照1:5的比例，試圖復(fù)刻一棟微縮故宮模型。

他們發(fā)現(xiàn)故宮建筑中，榫卯和斗拱的結(jié)構(gòu)，被廣泛運(yùn)用。因?yàn)樘^復(fù)雜，外國木匠們花費(fèi)了大量時(shí)間才搭好模型。之后他們對(duì)其進(jìn)行了地震模擬測(cè)試。

最先嘗試的是4.5級(jí)（這里的級(jí)應(yīng)該是地震烈度，不是震級(jí)），時(shí)間持續(xù)了30秒，可以看到整個(gè)模型只是輕微地晃動(dòng)，整個(gè)斗拱結(jié)構(gòu)在相互牽扯中很好地緩解了震動(dòng)對(duì)建筑的傷害。

而后級(jí)數(shù)開始不斷上升，當(dāng)達(dá)到7.5級(jí)時(shí)，明顯的震動(dòng)讓外國工匠連說：“我們還是后退一步吧?！彪S后，左右兩面墻開始倒塌，但故宮模型建筑依舊挺立。倒卻是應(yīng)了“墻倒屋不塌”的老話。

當(dāng)實(shí)驗(yàn)強(qiáng)度達(dá)到9.5級(jí)時(shí)，建筑的搖晃已經(jīng)非常劇烈了。據(jù)記載，這已經(jīng)是歷史中發(fā)生地震最高的地震強(qiáng)度，直白點(diǎn)類比，相當(dāng)于200萬噸TNT炸藥的強(qiáng)度。最后當(dāng)強(qiáng)度達(dá)到10.1級(jí)時(shí)，故宮的模型，依舊在巨大的搖擺中堅(jiān)挺住了。

工作人員湊近觀察，發(fā)現(xiàn)整個(gè)模型在如此強(qiáng)大的震動(dòng)強(qiáng)度下，只發(fā)生了很微小的移動(dòng)。從紅線的原始位置到位移后的位置，大概也只有幾厘米。

面對(duì)神奇的抗震能力，外國專家們也連連贊嘆“中國傳統(tǒng)建筑的設(shè)計(jì)者真的是天才！”而能讓故宮屹立不倒背后的秘密，其實(shí)是最開頭拼搭就難壞了外國木匠們的斗拱。

“這真的太令人驚訝！沒有釘子，也不用粘合劑?！?斗拱由拱形和方形的木塊交錯(cuò)而成，之間無需任何加固的東西就能牢牢地組裝。

除卻其支撐屋頂?shù)淖饔?，因?yàn)槎饭坝刹煌緣K拼接而成，每層有可靈活松動(dòng)的空間，可起到變形消能的作用，從而大大地減少建筑的破損度。而這小小的斗拱，就在地震中起到了類似汽車減震器的作用。

斗拱不僅異常堅(jiān)固，能承受很大重力，甚至支撐起巨大的屋頂；還因其結(jié)構(gòu)本身的特點(diǎn)，極富靈活性。

理查德發(fā)現(xiàn)：紫禁城的斗拱結(jié)構(gòu)，就相當(dāng)于汽車?yán)锏臏p震器，木塊牢固結(jié)合，每層又有松動(dòng)的空間，零件的摩擦和轉(zhuǎn)動(dòng)，有效抵消了地震產(chǎn)生的沖擊力。

除了這巧妙的斗拱，他們還發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)故宮的秘密。就是平時(shí)看起來平常無奇的柱子。故宮的柱子和其他一般建筑里深扎在地基里的柱子不一樣。強(qiáng)大的震動(dòng)，會(huì)很容易讓那樣的柱子折斷。

而故宮的柱子呢，會(huì)看到一個(gè)柱礎(chǔ)，也就是我們俗稱的石墩子。由于柱子沒被埋在土里，從而在震動(dòng)時(shí)有了一定的緩沖搖擺空間，也降低其折斷導(dǎo)致整體建筑塌陷的可能。

柱礎(chǔ)

驚詫之余，理查德把紫禁城抗震的秘密用一個(gè)詞來概括：flexibility（柔韌、靈活）。他感慨到：正是這種“柔中帶剛”的特點(diǎn)，造就了紫禁城建成600年仍屹立不倒的奇跡，而這也很好地證明了中國傳統(tǒng)建筑的天才之處！

另外據(jù)地震所的專家說，其實(shí)故宮里的內(nèi)飾，例如用長(zhǎng)鐵鉤垂吊著的宮燈也有防震效果。

鐵鉤上接屋頂鐵環(huán)，下接著宮燈。當(dāng)屋頂搖晃，鐵鉤由于反作用力會(huì)向相反方向搖晃，宮燈又會(huì)向鐵鉤反方向搖晃。從而左右晃動(dòng)力量相互抵消，不會(huì)有大的搖擺。

1976年7月28日凌晨，短短23秒的山崩地裂，把河北唐山夷為平地。距離震中150多公里的北京，也一片驚懼、搖撼不已。只有紫禁城，在短暫的波動(dòng)之后，竟毫發(fā)無傷、復(fù)歸平靜。

建成600多年以來，紫禁城經(jīng)歷了200多場(chǎng)、極具破壞性的地震，但每一次都能全身而退，在風(fēng)雨之中屹立不倒。

揭秘古人建設(shè)故宮的智慧

紀(jì)錄片一開頭，當(dāng)故宮門被打開的一瞬間，所有人都在贊嘆。作為世界上最大的木質(zhì)建筑群，說它是最偉大的奇跡之一毫不為過。

明代永樂年間，明成祖朱棣將原在南京的都城遷往北京。然而修建宮殿需要大量材料，為了將天南地北的建筑材料匯集在京城，有千千萬萬人付出生命代價(jià)。

故宮，作為中國最震撼人心的宮殿，最偉大的奇跡，地球上最大的木制建筑群，所需材料的數(shù)量和種類，也是盈千累萬、數(shù)不勝數(shù)。

為供應(yīng)這個(gè)巨大的建筑工地，大量特殊材料，從全國各地運(yùn)往這里：10萬多根楠木，來自1800公里外的西南；鋪地板的“金磚”，來自1000多公里外的南方；8000萬塊石板，每塊都重達(dá)24公斤；金箔則來自南京。

那這些材料都是如何運(yùn)來的呢？單是來自四川大山深處的木材，就足以讓人傷透腦筋。智慧的中國人竟然想到利用水的力量，幫這些龐然大物“偷渡”。

木材在四川被砍伐后，沿金沙江、長(zhǎng)江一路南下，再通過京杭大運(yùn)河北上進(jìn)京。一路上還有軍隊(duì)護(hù)送的2萬多艘船只，每年載著4.2億升的糧食，供應(yīng)給故宮建筑工地的民工們。

一時(shí)間，平靜的京杭大運(yùn)河上，常常上演“漂大木，蔽塞水面”的壯觀場(chǎng)面。

8000萬塊宮殿所需的石板，每塊都重達(dá)24公斤，開采同樣艱難。由大塊漢白玉鋪成的故宮中軸上的御道，太和殿前的漢白玉臺(tái)階，原石材料就有300噸重。保和殿后那塊最大的丹陛石，也有200多噸，采于北京西南的房山。

而這些巨石如何運(yùn)到這北京呢？答案就是冰。每到冬天，北京都會(huì)結(jié)冰。明朝的修建者發(fā)明了一種獨(dú)特的冰道。據(jù)史料記載，當(dāng)時(shí)數(shù)萬名工人，在運(yùn)送石料的道路兩旁，修路填坑。每隔一里左右掘一口井，用井水潑成冰道。

這種神奇的冰道運(yùn)輸，片中的外國專家們也進(jìn)行了模擬的實(shí)驗(yàn)。他們?cè)谝惠v木雪橇上裝上了1噸左右的石材。結(jié)果費(fèi)了九牛二虎之力，叫了整個(gè)冰球隊(duì)的人來拉都拉不動(dòng)。難道是古時(shí)候的方法不奏效了？

而后，他們研讀了史料，發(fā)現(xiàn)需要在雪橇底部灑上水，做潤(rùn)滑的作用。當(dāng)雪橇的阻力減小，石塊也就更容易推動(dòng)了。

在場(chǎng)的外國專家連連嘆服，這600年前就能想出如此聰明的“旱船拖運(yùn)”的辦法，確實(shí)了不起。當(dāng)時(shí)的工人用巨大的圓木墊在巨石下，充當(dāng)實(shí)驗(yàn)中雪橇的作用。再借由人力和騾群拽拉，一步步在這冰道上將厚重的漢白玉石料運(yùn)輸?shù)骄?/span>

從明成祖永樂四年開始修建，到永樂十八年竣工，整整十四年。故宮的修建役使了百萬夫役，和全國各地十萬能工巧匠，正是他們用智慧，建造出這座至今無法超越的奇觀！

然而，宏偉壯觀的紫禁城，也并非堅(jiān)不可摧。幾百年來，它經(jīng)受過無數(shù)劫難。

太和殿曾多次被焚毀

火災(zāi)、水災(zāi)、雷電、戰(zhàn)爭(zhēng)炮火、人為破壞···每一次都可能是致命的打擊。但每一次千瘡百孔之后，總有一些人默默守護(hù)，幫助它重生。

故宮修復(fù)工作精益求精

除了有趣的斗拱，故宮曼妙的裝飾墻畫也吸引了這一幫外國人的好奇。在古代，那時(shí)候的中國人是如何得到這些艷麗的顏色的呢？

他們選取了一些墻檐上彩料做分析，意外的發(fā)現(xiàn)有種奇妙的藍(lán)色物體。而這種特色的深藍(lán)色顏料叫“smalt ”，是英國人工研磨的樣品，只有歐洲才有。

顯微鏡下的藍(lán)色顏料

但它卻出現(xiàn)在了故宮的墻檐上，這也從側(cè)面反映出，當(dāng)時(shí)的中國和西方之間的交流非常密切。而現(xiàn)在的故宮雖說依舊壯觀輝煌，木結(jié)構(gòu)的巧妙，也讓其規(guī)避了很多風(fēng)險(xiǎn)。但幾百年來，火災(zāi)、人為破壞等還是讓這座宮殿廣受破壞。

故宮的重建和修復(fù)仍在進(jìn)行中。無論是大門、墻壁和天花板的各個(gè)細(xì)小的花紋都需要仔細(xì)的維護(hù)。片中提到，故宮有上千塊的金箔天花，但金子有的嚴(yán)重褪色，更有甚者被侵蝕，往日輝煌盛景不再。

采訪負(fù)責(zé)修復(fù)天花的師傅時(shí)，他說這是個(gè)復(fù)雜又得心細(xì)的工作。每個(gè)褪色損壞的天花從取下來到完成整套修繕工序得2周時(shí)間。幾千塊天花，師傅大半的日子都伴著這些天花度過。據(jù)師傅說，那些被取下來的天花，首先得用紙和黑碳粉把上面的圖案完整印下來。