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引言

古罗马建设和建筑的伟大成就，得力于它的拱券结构，也得力于它的混凝土工程技术。正是混凝土技术和拱券结构的结合，促使古罗马建筑大大突破了古希腊建筑传统，大幅度创新，大幅度前进。它简化了建造技术，降低了建造成本，加快了建造速度。

它扩大了建筑物的容积和体量，改变了建筑的艺术形式和装饰手法，重塑了建筑的形制。甚至城市的选址、布局和规模等等方面也起了根本的变化。工程技术毕竟是一切建筑得以实现的根本，它的变化，必然会引起建筑本身的变化。

▲拱券结构图

古罗马混凝土所用的活性材料是一种天然火山灰，它相当于当今的水泥，水化拌匀之后再凝固起来，耐压的强度很高。维特鲁威在《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（Baiae)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。”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石，因此建筑越往下越结实，越往上则越轻。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。混凝土随模板而成形，施工远比砍凿方方正正的石块简便，所需的技术简单得多，因此，大规模的建造，并不需要大量的高水平技术工人，这就为在建筑工程中使用既没有劳动热情、又没有专业技术的奴隶开了方便之门。

▲古罗马斗兽场

廉价的奴隶劳动力、廉价的天然火山灰和碎石断砖大大降低了建造成本，而且大大加速了施工进度。古罗马宏伟壮丽的城市和建筑，工程量之大简直难以想像，靠的就是工程技术的这个大革新。如果像古希腊人那样，一块石头一块石头地砌筑，那是无论如何做不到的。浇注混凝土需要模板。拱券和穹顶用木板做模板，墙体则用砖、石做模板，而且事后并不拆掉，所以墙体很厚。最原始的一种浇注法，是在混凝土墙体内外两面先垒一层大石块，这些石块之间还是要形成结构关系的，然后在其间浇混凝土。例如罗马城里的大角斗场。

这种方法，混凝土所占的体积很小，所以混凝土倒像是一种灌缝材料。最常见的是在混凝土浇注之前，先用红砖砌好墙体内外表层，作为模板。红砖是三角形的，尖角朝里。所以，外侧面平整而内侧面犬牙交错，浇注了混凝土后，二者容易咬紧。红砖当然不能一次砌到顶，而是砌一段，浇注一段混凝土，再砌一段，再浇注一段，逐层到顶。公共浴场的墙体便是采用这种施工方法。红砖墙面仍然比较粗糙，以致有的建筑，特别是在室内，还要再加一层饰面。这层饰面主要有四种，一种是贴薄薄的磨光大理石板。大理石板的制备工艺水平很高，最薄的可以到三四毫米。当然每块的面积不能很大。

▲整体红砖建筑

这带来了一个后果，便是纹路、色彩非常美而产量不大，也不容易成大块的大理石，过去无法用于建筑的，这时可以用来做贴面了，以致建筑表面不但色彩富丽，而且可以组成多种多样的图案。另一种饰面是采用马赛克，便是用小块的彩色大理石镶嵌，这种镶嵌比拼贴大理石片自由多了，可以组成很复杂的曲线流转的图案甚至很写实的图画。古罗马的马赛克镶嵌画很发达。还有一种饰面是用火山灰水泥做水磨石，也便是做人造大理石。先在火山灰里掺上天然大理石碎碴，抹到砖墙面上，干了之后再用人工磨光。第四种饰面，便是在墙上或拱券底面抹一层灰，然后作壁画。庞贝建筑遗址里所见的大量壁画都是这样的。这四种给砖墙面做饰面的方法或者艺术都是平面的，在室内装饰上逐渐与雕刻性的因素如倚柱、线脚、挑檐、壁龛等等并重，虽然远远未能取而代之。

▲马赛克镶嵌画

在拜占廷建筑里它们有很大的发展，后来一直是欧洲建筑重要的装饰艺术方法，它们都源起于古罗马的混凝土工艺。拱券结构在古罗马建筑中的普遍使用也得力于混凝土。拱券结构有很多优点，但是也有施工上的困难。第一是每块石料都大致呈楔形，而且必须有一个或者两个弧面，加工相当麻烦。第二是要有整体胎模以支持拱券封顶合龙前的所有石料。而用混凝土做拱券，充分利用它在凝固前的可塑性，各种复杂形状的拱券都可以比较容易得到，从而节省了大量需要高技术的工作。虽然混凝土拱券也要胎模，但可以分段来做，大大减少胎模数量。

▲混凝土钢架

要造一个筒形拱，先间隔一定距离砌一道砖券，如此把拱分划成几个相等的段落。只要有一个与这段落一样长的胎模，就可以先后逐段浇注整个拱顶的混凝土了。这种分段用的砖券，很可能是中世纪罗曼建筑晚期和哥特时期的肋架券的原型。为了阻挡刚浇注上去的混凝土向模板两侧滑落，在模板上再插一些薄砖，混凝土凝固之后，它们就留在混凝土里。直径43.3米的万神庙的穹顶，是在胎模支好之后，贴着它的球形表面先砌大大小小几层发券，然后在它们中间再浇注混凝土的。这样也是分段浇注，可以防止未干混凝土下滑，并节省大量人力，方便施工。分段浇注混凝土，还能防止混凝土总体积过大，在凝固过程中因收缩而产生裂缝，这本是连续浇注很难避免的。

拱顶和穹顶位于建筑的最上方，除自重外不再承担其他负荷，所以，混凝土的骨料采用浮石。到后来拜占廷帝国的建筑，穹顶和拱顶上有用陶罐当骨料的，这些陶罐一个接一个地串联起来，排列在胎模上，再浇注混凝土。因此穹顶和拱顶的混凝土内空隙很大，很轻。在罗马的大型公共建筑中，最常采用拱券结构的是公共浴场。这不仅是因为空间组合的需要，而且也是为了采暖。先在拱券的胎模上铺一层空心砖，使它们的空腔相接，然后浇注混凝土，这些空心砖就在混凝土拱顶和穹顶的内表面形成了许多贯通的管道。

▲万神庙穹顶

从锅炉房里把热气或热烟送进这些管道，把拱顶和穹顶的内表面烤热，热量就散发到浴场里去了。这些热气和热烟，在穹顶或拱顶内表面流动，没有危险，而如果采用木屋架，那就可能引发火灾。如果用整块石料砌筑拱顶和穹顶，就很难形成采暖管道。是混凝土工艺帮助浴场解决了供暖问题。拱券结构技术的成熟，根本上改变了一些依托于梁柱结构的古老的建筑形制和艺术。梁柱结构不可能造成宽阔的内部空间，而大跨度的拱顶和穹顶可以覆盖很大的面积，形成宽阔的建筑内部空间，以致人们的许多活动可以从室外移到室内进行，从而改变了建筑的形制。同时，建筑内部空间的艺术发展起来，至少和外部形式艺术处于同等重要的地位。而且梁柱结构不可能获得向心力很强的集中式内部空间，穹顶则可以。穹顶和拱顶的组合又可以构成很复杂的空间组合。

拱券结构造就了建筑既可集中又可连续扩展的内部空间艺术，造就了这样的建筑形制。拿古罗马的万神庙和古希腊的帕提农神庙相比较，这种形制和艺术的变化就很清楚了。帕提农的艺术表现力主要在外部，它几乎相当于一座雕刻品，而万神庙的艺术表现力则主要在内部，它是一个空间艺术品。建筑艺术家的创造性想像力在两座建筑上探索追求的方向是完全不同的。万神庙只不过是单一空间，到公元3世纪，以公共浴场为代表的多种拱券结构的组合和相互平衡的技术成熟之后，建筑的功能形制和内部的空间艺术又达到了新的境界。

▲帕提农神庙

一方面是复杂多样的功能活动都可以在连续不断的内部空间中进行，一方面是内部空间形成了变化多端而又集中统一的艺术序列。拱券结构创造了崭新的建筑艺术。这种公共浴场成熟的代表是卡拉卡拉浴场，但是，公元64年罗马城大火之后，尼禄皇帝造的一所浴场，大约已经有了一点初步的雏形。古罗马讽刺诗人马提雅尔（Martialis,约40一约104)写道：“有谁会比尼禄更坏？有什么会比尼禄浴场更好？”

另一种因为采用了拱券结构而大幅度改变了形制的公共建筑是剧场。剧场起源于古希腊，依山坡而建，把山坡稍加修整，形成一个像半只深碟一样的观众席，而碟底便是表演区。观众席的人流出入都由两边的踏道和几条纵向过道分配，很不方便。古罗马人依仗强大的技术力量，把剧场的整个观众席用一连串的筒形拱架起来，而不必依靠山坡。因此，观众人流出入可以利用设在观众席底下空间内的楼梯，这样观众依照自己的座位区选择楼梯上下，减少了在观众席内的移动，大大改善了观众席内的秩序。完全依仗拱券结构而产生的建筑类型和相应的形制是角斗场。它相似于两个剧场对接而成（国内有人因此译作圆剧场），这几乎完全不可能依靠自然地形来形成。

▲古罗马斗兽场

古罗马人用两层或三层矢向排列的喇叭形拱把整个观众席架起来，在中央设表演区。表演区的地下室是兽槛和奴隶囚室。表演区的雨水则由暗沟排出。观众人流的出入和剧场采用同样的办法，分区进行，丝毫不乱。罗马城内的大角斗场是古罗马建筑最伟大的代表作，没有拱券结构就根本不会有大角斗场。万神庙、大角斗场和公共浴场等都说明，建筑师在构思建筑的形制和艺术形象的时候，不能不立足于当时掌握的技术可能性，一方面不得不受它的限制，一方面要充分利用它的潜力。

结语

建筑师的创造思维不是凭空而来随心所欲的，它必须反映当时当地的物质可能性，包括结构技术。

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