近日，《黑神话：悟空》游戏场景中大量以山西为取景地、高度还原中式古建筑，成为一大亮点。山西的古建筑有何特色？这其中，与气候有什么关联？古建设计中蕴含哪些气候智慧？气候变化对古建筑保护又将带来哪些挑战？本期带你深入了解。
山西古建筑如何适应气候？
“地上文物看山西”，并非虚名。作为全国古建筑遗存最多的省份之一，山西古建筑时代序列完整、品类众多、形制齐全，被誉为“中国古代建筑宝库”。据全国第三次文物普查统计，山西有不可移动文物53875处，其中古建筑28027处。数量庞大的山西古建筑留存至今的秘密有哪些？当地的环境、天气气候及气候变化对古建筑有影响吗？文物保护与气候关联度如何？记者就此采访了山西省古建筑与彩塑壁画保护研究院副院长安海。山西古建筑以木结构遗存最负盛名，现有元代及元以前木构建筑518座，约占全国的80%以上。
“干燥、少雨的气候和历史上较少的极端天气，为木结构古建筑保存提供了有利条件。”在安海看来，山西能有数量庞大的古建筑遗存至今，气候是关键因素。山西地处华北平原西部，属温带大陆性季风气候，年均降水量较少且降水集中在夏季。以悬空寺所在的大同市浑源县为例，年平均气温只有6.5℃，年平均降水量约407毫米，年平均相对湿度不足40%。佛宫寺释迦塔（又称应县木塔）所在的朔州市应县，也有类似的气候特征——年平均气温7.1℃，年平均降水量约360毫米。这种气候条件下，古建筑的木构件不易腐朽，能更好地保持其本身的特性与形状。“降水少、湿度低，相对干燥的气候能最大程度缓解木构建筑的腐朽过程，延长建筑寿命。”安海说，此外，山西历史上出现的极端天气相对比较少，也为古建的保护留存提供了客观条件。山西古建筑留存至今，不仅仅受惠于气候背景，还体现在对气候规律的把握运用上，安海将其总结为古代工匠的适应性设计。恒山悬空寺建筑群坐落于山谷中，依附于悬崖上，每日早晚的山谷风可调节其周围的温湿度；而寺庙周围的山峰又起到遮挡烈日的作用。夏天时，每天只有不到3小时的阳光对其进行照射。恒定的温湿环境，较少的日照时间，使得悬空寺好似处于一个天然的中央空调下。同时，由于寺庙悬挂于一个深10米、长40多米的凹壁中间，石崖顶峰突出部分像一把伞，使寺庙全年免受降水冲刷，山下的洪水也淹不到寺庙。因此，建筑所用木料受自然侵蚀的损害程度可降至最低，从而能保存完整。“在修建建筑物时，古代工匠会考虑晋东南、晋南、晋北等不同区域的气候特点。如在降雨较多的地区，屋顶的坡面就会修得较直较陡峭，利于排水；在降雨少的地方，屋面相对就会修得比较缓一点。”安海说。“长期稳定的气候条件对山西古建筑传承发挥了积极作用。但眼下极端天气也给古建筑保存和维护带来了挑战。”安海介绍，近年来发生的极端降水，已成为古建筑传承保护的最大威胁。2021年10月，山西遭遇了一场罕见的持续强降雨，全省多处古建遇险——平遥古城墙发生局部坍塌，晋祠多处建筑屋面漏水，天龙山石窟部分石窟漏水，运城盐池禁墙东禁门瓮城大面积坍塌……来自山西文物局的统计显示，截至当年10月10日，共有1763处不可移动文物不同程度地出现了屋顶漏雨、墙体开裂坍塌、地基塌陷、建筑倒塌等诸多险情，9座博物馆、纪念馆小面积漏雨、部分构件损坏。这场大雨，让安海记忆犹新。“持续的强降水一旦发生。即使单日降水量不大，也很可能导致古建筑的屋顶渗漏、墙体开裂、地基沉降，甚至影响整体结构稳定。”安海说。而降水引发的洪水、泥石流、滑坡等，更是会对分散在山区中的古建筑造成毁灭性破坏。此外，如果降水后有高温和暴晒，引起温湿度剧烈变化，还会加速建筑材料老化，导致彩画及油饰开裂。湿度的增加会促进霉菌的生长和生物病害的增多，导致古建筑构件霉变。另一方面，气候变化还会导致一些有害生物繁衍，对古建筑产生影响。“在山西，威胁古建筑物的生物有蛀虫、木蜂等。在潮湿的环境下，这类病害虫害可能损坏木构件、壁画、砖塔等文物，影响也不容小觑。”种种影响表明，古建筑的传承与保护需要考虑到气候变化，并应该采取相应措施。安海表示，在古建筑的维修保护中，文保部门都会考虑到天气和气候的因素，特别是降水影响。围绕忻州市五台县佛光寺和南禅寺维护与保护，山西省古建筑与彩塑壁画保护研究院与忻州市气象局开展了联动与合作。“一旦忻州地区预报有强降雨或有较严重灾害天气发生时，气象部门会把灾害信息以联席会议或紧急会议的形式，通知到文保部门。”安海说。今年上半年佛光寺在气象部门的预报预警下关闭了两次，提前将安全措施落实到位，既保障了游客安全，也保护了古建安全。经历极端天气的影响后，晋城市玉皇庙彩塑壁画博物馆也与气象部门联动并开展了针对性保护工作。馆长尹振兴说，现在会在极端天气前后对古建筑全面巡查，及时发现问题；加强除尘通风，瓦顶除草等日常保养工作；联动气象部门，分析气象监测数据，安置温湿度传感器，从而了解古建筑的气候环境风险要素清单，精准防护。“复杂的气候变化下，只有多方参与，才能为文物保护撑起一片天。”安海说，今年5月，山西省生态环境厅、省文物局和省文物保护基金联合向公众发布《气候变化下文化遗产保护宣言》，呼吁全社会为保护好山西珍贵的文化遗产贡献出力量。面对气候的防灾巧思
山西，这片古老而厚重的土地，孕育了众多璀璨夺目的古建筑。这些古建筑不仅具有极高的审美价值和实用价值，而且蕴藏着不少气候智慧。从建筑材料的选择到屋顶坡度的设计，再到庭院的布局，无一不展现出古人对自然环境的深刻理解和精妙应对。在气象防灾减灾方面，山西古建筑也有不少巧思——夯土墙和窑洞作为山西建筑中的典型代表，其结构设计充分考虑了当地的气候因素，包括降水量、温度、风力和风沙等。山西地区虽然整体降水量不大，但降水时段往往较为集中，且伴有强风。夯土墙采用黄土等当地材料夯筑而成，具有良好的防水性和耐久性，能够有效抵御雨水的侵蚀，减少墙体因渗水而损坏的风险。此外，山西部分地区风力较大，尤其是冬季和春季。夯土墙的结构紧密且厚重，能够有效抵御风力的侵袭，减少因风力作用而导致的墙体损坏。窑洞的结构也充分考虑到降水集中和风沙侵袭的天气因素，能够有效抵御地震、风灾等自然灾害。古建筑屋顶多采用坡顶设计，这既充分考虑了降雪情况，通过调整坡度使积雪易于滑落，减少屋顶坍塌的风险，又有助于雨水迅速排走，减少雨水对建筑的侵蚀。同时，防火也是古建筑保护的重要方面。晋祠等古建筑中的木质构件表面覆盖有防火涂料，大大降低了火灾发生的可能性。铺设瓦片等防水材料，也能够在一定程度上阻隔火势蔓延。此外，古建筑还注重排水系统的建设，确保雨水能够迅速排出，防止积水对建筑的侵蚀。如山西督军府旧址排水设计就充分结合了当地的气候条件、地形地势与土壤类型，形成了极具特色的排水系统，不仅能够有效排除雨水，还能在一定程度上防止城市内涝，保护古建筑免受水患侵害。古建琉璃 供图：李敏
人类的建筑活动随人类自身生活发展与文明进化而演变，气候在这一过程中亦扮演重要角色。历史上，古建筑的形制也根据气候的变化而有所改变。以龙门寺为例，其形制在不同气候条件下的变化充分展示了古人对自然环境的适应能力和建筑设计的智慧，在屋顶坡度上体现得最为明显。龙门寺始建于北齐天保元年（550年），历经多次修缮和重建，在小冰河期等寒冷时期，为了应对积雪压力，龙门寺的屋顶坡度被设计得更加陡峭，以便积雪更容易滑落，从而保证建筑的安全稳定。历经千年，至现代，随着科技的进步，古建筑的保护和维修迎来了新的发展机遇。如三维激光扫描技术，能够精确获取古建筑的几何形状和纹理信息，为修缮提供精准的数据支持；建筑信息模型（BIM）技术则通过建立三维模型，帮助进行结构分析和施工模拟，提高修缮效率和质量。此外，雷达探伤、微钻阻力仪等无损检测技术，被广泛应用于古建筑内部结构的检测中，及时发现并处理潜在的安全隐患。在材料保护方面，纳米石灰等新型材料的应用，也为石质构件的加固和修复提供了新的解决方案。这些新科技的应用不仅延长了古建筑的使用寿命，也让我们能够更好地传承这一宝贵的文化遗产。延伸阅读：领略山西古建之美
作为中国古建筑遗存最多的地区，山西古建筑类型丰富，既有规模庞大的宗教建筑，还留存了民居建筑、文教建筑、石窟建筑等。北京建筑大学建筑与城市规划学院讲师李路阳将山西古建筑特点归纳为品类众多、时代序列完整、文化内涵丰富。“以宗教建筑为例，五台山佛光寺就是一个典型代表。”李路阳介绍，佛光寺是我国现存最古老的木结构建筑之一。坐落于大同市浑源县恒山金龙峡西侧翠屏峰的悬空寺，同样是一座风格鲜明的宗教建筑。它始建于北魏后期，是一座佛、道、儒三教合一的独特寺庙，呈“一院两楼”般布局，总长约32米，楼阁殿宇40间。其选址之险，建筑之奇，结构之巧，堪称一绝。除宗教建筑外，山西民居建筑也颇具特色。“晋商大院如乔家大院、王家大院等是北方民居的典范。”李路阳说。乔家大院位于山西省祁县乔家堡村，距今已有二百多年历史。整个建筑群以中轴线为中心，左右对称，布局严谨，呈双“喜”字形布局，由六个大院组成，内含二十个小院，共计313间房屋，建筑面积达4175平方米，规模宏大，气势磅礴。“晋商大院不仅承载了丰富的历史信息，更展现了晋商文化的独特韵味。”“石窟建筑群也是山西建筑中比较突出的一个种类。”李路阳说，山西石窟的开凿始于北魏，至唐代时达到极盛，形成了较完整的石窟艺术序列。“山西古建筑之美，还在它多样化的艺术风格。”李路阳说，山西古建筑在木结构、屋顶设计、雕刻艺术等方面展现了古代工匠的高超技艺，以屋顶为例，其类型十分丰富，“如庑殿顶的庄严雄伟、歇山顶的旷达飘逸、攒尖顶的清丽娟秀等。”此外，在雕刻、壁画、装饰上，不同的古建筑所呈现的艺术风格都不尽相同。在李路阳看来，山西古建筑背后蕴含的文化内涵非常丰富，它们不仅是历史的见证，也是文化传承的载体。“直到现在，山西古建筑依然能为游戏设计、建筑设计等领域提供丰富的艺术灵感。”
作者：闫辰宇 刘蕊 文科 林禹彤（汪煜灵、司艳敏、齐忻敏对本文有贡献）
