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张荣：中国唐代木构建筑佛光寺东大殿、南禅寺大殿保护勘察关键技术应用与研究成果分析
2025年10月14日，本课题组成功举办中国文化遗产保护与修复通识课讲座，本次讲座由清华大学博士，清源(北京)文化遗产保护发展中心研究馆员，文物保护工程责任设计师张荣以“中国唐代木构建筑佛光寺东大殿、南禅寺大殿保护勘察关键技术应用与研究成果分析”为题进行分享。讲座主持人为北京建筑大学侯妙乐教授、常新峰博士。
个人介绍：
张荣，清华大学博士，清源(北京)文化遗产保护发展中心研究馆员，文物保护工程责任设计师。主持负责各类文物保护工程项目60余项。荣获国际国内各类文化遗产遗产20多项。发表论文24篇，出版专著6部。主要研究领域为:文化遗产保护研究、古代建筑保护研究、石窟寺保护研究、中国建筑史研究。
本次讲座邀请的主讲人长期投身于文化遗产保护实践第一线工作，经过二十年的实践积累，提炼总结出“古建筑保护勘察关键技术”体系。讲座以两座唐代木构建筑佛光寺东大殿、南禅寺大殿的保护勘察为例，分析数字化、精细化、动态化的多种勘察技术手段的应用方法与研究成果，阐述保护技术发展对我国古建筑价值挖掘和保护利用的推动作用。
讲座的核心内容来源于主讲人博士论文工作，立足于中国早期木构建筑的保护实践与勘察技术体系构建，依托清华大学国家遗产中心与清源文化遗产保护发展中心完成，长期参与国家与世界遗产项目（如北京中轴线、景德镇、佛光寺等）的保护工作。
唐代现存木构建筑数量稀少，目前确认为完整唐构的仅三处：佛光寺东大殿、南禅寺大殿、广仁王庙正殿。其中，佛光寺与南禅寺最具代表性，体现了中晚唐时期木构建筑的成熟阶段。二者不仅在结构与营造尺度上具有高度学术价值，更是理解中国木构建筑技术发展与审美演变的重要实证对象。
佛光寺的重新发现，是中国建筑史学发展的里程碑。上世纪三十年代，日本学者判定中国千年以上木结构建筑“一个亦没有”，并宣称“中国已经没有唐朝建筑了，中国人要想研究唐朝建筑，只能到日本来。”，这一论断在当时引起了中国学界的强烈震动。
1930年，中国营造学社正式成立，朱启钤、梁思成、刘敦桢、林徽因以“科学方法重建中国建筑史”为目标，系统开展古建筑的实地勘察与测绘工作。
图1中国营造学社核心架构
1937年6月，梁思成一行在山西五台山南路发现佛光寺东大殿，并于7月7日发出电报宣布发现。这一事件被称为“中国古建筑研究的加冕时刻”，标志着中国建筑史学科的独立建立。佛光寺的发现，不仅推翻了“中国无千年古建”的论断，更确立了以实地测绘、文献考证与科学分析相结合的研究范式。
图2 1937年7月9日《北平晨报》第五版头条
梁思成负责摄影与平立剖面图绘制，林徽因抄录碑记、勘察构件，莫宗江负责制图，这一合作奠定了中国古建筑科学调查的标准方法。佛光寺东大殿的图纸、影像与资料，成为后世古建筑保护测绘体系的范本，也标志着以科学实测为基础的建筑史学方法论的诞生。
图3 分工：梁思成拍摄；林徽因抄碑；
莫宗江、纪玉堂测量绘图
中国古建筑保护勘察的发展大致经历了四个阶段：
第一阶段：1930年以前中国文物保护勘察技术萌芽期
中国的建筑与制图传统源远流长。早在伏羲、女娲时代，中国已有规矩与矩概念，形成最早的建筑制图与测绘理念。明清时期，通过平面绘制、立面示意及烫样模型等方式，建筑图纸表达能力日益成熟。
图4 中国早期建筑图纸
第二阶段：1930-1949，中国营造学社引入西方测绘技术与现代建筑学研究方法
这一时期引入法国布扎体系的建筑测绘规范，确立了平、立、剖面三图的标准表达方式。以测绘为核心的古建筑研究方法在此时确立，实物调查与文献研究相结合，形成了科学研究的雏形。
图5 中国营造学社引入西方
测绘技术与现代建筑学研究方法
第三阶段：基于实践，中国古建筑保护勘察理论与技术逐步建立（1949-2000年）
在梁思成影响下，祁英涛等专家通过永乐宫、隆兴寺、南禅寺等保护工程实践，完善了古建筑勘察与保护体系。包括文献整理、法式测绘、年代鉴定和残损记录，以及木构架加固、构件修缮、瓦顶维护等技术，奠定了现代古建筑保护的理论与实践基础。
图6 中国古建筑保护勘察理论与技术逐步建立
第四阶段：新技术推进的古建筑保护发展时期（2000年至今）
《中国文物古迹保护准则（2000版）》确立了以保护规划为核心、以价值和真实性为原则的文物保护程序，强调调查与评估的重要性。大量保护工程实践推动测绘、材料分析、地质勘察、监测及数字化技术的应用，使古建筑保护勘察技术进入数字化、精细化与综合化的新阶段。
图7 新技术推动的文物保护勘察技术发展
早期古建筑测绘多存在厘米级误差，难以满足研究需求。自2005年以来，研究团队在佛光寺开展数字化保护项目，运用三维激光扫描、全站仪与数字摄影测量等技术，实现了毫米级精度的全面测绘，获得了完整的空间与结构数据，为后续研究奠定了基础。
图8 佛光寺东大殿建筑
数字化精密测绘分析
通过对佛光寺东大殿的斗拱、梁柱、尺度进行精密测量，发现其采用唐代营造尺（300毫米）与特等材（1分=21毫米）制度。斗拱作为建筑的“尺度钥匙”，其比例关系可推算整座建筑的高度与开间。由此复原出唐代建筑的标准营造体系。
图9 佛光寺东大殿建筑唐代营造制度
进一步研究发现，通过对佛像与建筑空间的测量分析，发现东大殿与南禅寺在设计上形成了“高三距五”（31°视线角）的视觉关系，使信众从殿门到坛前均能获得最佳瞻仰角度。这一比例与唐代匠人依据“三比五”勾股比例设计空间高度的传统密切相关，体现了唐代建筑中精确的人视学设计理念。
图10 佛光寺东大殿空间布局分析
研究还发现佛光寺东大殿的建筑布局、塑像分布与壁画构图高度对应，反映出唐代时期由同一设计师统筹建筑与艺术布局的综合设计思维，实现了宗教空间的整体统一与精神秩序。
图11 栱眼壁壁画与下方主佛坛佛像对应
通过精细化测绘不仅揭示了唐代建筑的营造逻辑与几何原理，也为古建筑的结构监测与历史复原提供了科学依据。通过数字化手段破解“营建密码”，实现了从传统经验建造到科学精测与可视化分析的跨越。
图12 精细化测量与营造模数原状关键技术
随着测绘与检测技术的发展，我们能够通过“微痕分析”“多光谱影像增强识别”“碳14测年”“树种鉴定”“X光透视”等科学手段，更精确地追溯早期建筑的材料、工艺与年代。最新的碳14测定精度已可达到±25年，足以与历史年号一一对应，从而为传统建筑的建造时间、修缮节点提供确凿依据。
图13 年代材料信息解析建置沿革分析技术
通过文献与宣明历推算，研究团队确定佛光寺东大殿建成年份为唐宣宗大中十一年十月廿日（公元857年11月20日）。监测与考古表明，大殿在元至正十一年（1351）曾大修，将原本内设的板门外移，以适应元代藏传佛教仪轨对空间的需求。明代宣德年间，僧人本随禅师主持复兴，新增千佛、万菩萨壁画与五百罗汉塑像，形成今日殿内的复合空间格局。清代与民国时期主要以修缮与补塑为主，整体延续了明代格局。
图14 佛光寺东大殿像设精细化勘察
长期以来，东大殿壁画年代争议较大。团队运用碳14测定与颜料成分分析，结合多光谱影像复原隐匿题记，最终厘清：弥陀说法图、卷草图、天王图的地仗层为唐代，绘制时间与857年建殿吻合；千佛图、圆光菩萨图为明代重绘，题记“万历四年”经红外光谱辨识得到印证。
图15 佛光寺东大殿壁画绘制年代总结
研究还指出唐代佛殿以“右绕式”礼佛为主，空间较为紧凑；元代黄教兴盛后改为五体投地式叩拜，为此外移门廊以扩大礼佛空间；明代复修后兼具绕行与礼拜功能，形成“复合礼佛空间”，反映出佛教仪式与建筑形制的互动演化。
图16 佛光寺东大殿礼佛
空间形态与动线演变示意图（唐—元—明）
通过科技考古手段，研究团队建立了从文献—测绘—样本—材料—空间—礼仪的综合认知路径，实现了从宏观历史到构件级分析的跨越。这为明确“文物原状”提供了科学依据——原状不仅指唐代形制，更包括元、明、清各时期叠加的历史信息。因此，未来的修缮与展示应以全时段保护为原则，尊重各时期遗存的真实性与延续性。
图17 佛光寺东大殿建置沿革示意图
传统勘察多为一次性调查，难以掌握古建筑随时间变化的状态。研究团队提出“迭代勘察”方法——以多次测绘和动态监测代替单次勘察，通过时间序列数据判断建筑的结构稳定性与病害发展趋势。
图18 迭代勘察动态监测
稳定性分析关键技术
长期监测结果显示，东大殿整体结构处于弹性稳定状态，主要变形受温湿度与日照周期性变化影响。通过安装气象站和传感器，研究团队实现了对温湿度、位移、沉降等多维数据的长期追踪。
研究提出一系列基于数据的预防性保护措施，如暴雨前临时遮挡、加强通风、优化排水与防洪设计等。这些看似简单的手段，实则建立在长期监测与科学分析基础上，能有效防止结构劣化与文物损毁。
团队还在修缮过程中进行数字化评估，在东大殿及周边塔修缮中采用数字摄影测量与激光扫描，对施工前、中、后全过程进行数据记录与对比，科学评估修缮对真实性与稳定性的影响。这种方式实现了从“凭经验修缮”向“以数据支撑的科学保护”的转变。
图19 迭代勘察动态监测稳定性分析技术
在佛光寺墓塔保护修缮工程上的应用
“迭代勘察”方法的核心在于以动态、持续的方式理解和记录古建筑的变化过程。它突破了以往一次性勘察的局限，从单次调查转向多次动态监测，通过周期性的数据采集与对比，全面掌握建筑结构的稳定性与病害发展趋势。同时，这一方法将研究范围从单体测绘扩展到环境与气候的关联分析，综合考虑温湿度、降雨、日照等外部因素对建筑状态的长期影响。在此基础上，“迭代勘察”实现了从静态记录向科学评估与持续认知的转变，不仅为佛光寺、南禅寺等重点遗产的保护提供了数据支撑和决策依据，也为我国古建筑的长期监测与数字化保护探索出了一条可推广的技术路径。
佛光寺东大殿与南禅寺大殿同处五台山朝台路线之上，地理位置相近，历史背景相似，均建于唐代，体现了唐代佛教建筑与宗教信仰的高度融合。它们共同采用了唐代300毫米营造尺与材分制模数设计展现出唐代建筑技术的成熟与标准化特征。
图20 佛光寺东大殿、南禅寺大殿
地理位置对比分析
建筑布局上，东大殿与南禅寺大殿均以主佛坛为核心，形成环廊供信徒顺时针礼佛的空间格局，显示出唐代佛殿以供奉主佛为中心的空间逻辑。两殿的佛像组合相似，其中“新样文殊”塑像尤具代表性，反映了安史之乱后文殊“护国护法”。
图21 佛光寺东大殿、南禅寺大殿平面对比分析
研究指出，唐代佛殿的设计遵循严密的工序：从功德主与主持确定宗教需求，到都料匠制定建筑等级与模数，再到各工匠协同完成木作、瓦作、彩塑、壁画等，形成了标准化、模块化的建造体系，使大规模木构建筑得以高效建造。
图22 佛光寺东大殿、南禅寺大殿
主佛坛像设对比分析
从艺术与技术结合角度看，两殿的建筑高度、佛像尺度与视觉角度（31°视线规律）被精确计算，使建筑与造像融为一体，体现唐代建筑设计的理性与美学统一。
图23 高三距五猜想:“唐代佛殿建筑像设布局佛高三人距五”
学术上，佛光寺东大殿被视为中国早期木构建筑的“标准器”，其发现不仅奠定了中国建筑史学的基础，也因梁思成、林徽因的考察而具有重要的社会与文化意义。
未来，相关技术将致力于进一步提升精细化测量的工作效率，降低设备成本与应用门槛，并开发集成化的数据处理数据库系统平台。通过引入人工智能辅助测量与分析，提高数据处理的自动化水平与精度。同时，将加强古建筑科研力量，建立多领域合作机制，推动数字信息与数据库技术的应用，促进研究资源的共享。在此基础上，还将构建更精准的分析模型，结合结构计算与材料科学研究，推动古建筑稳定性分析与安全评估实现突破性进展。
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供稿：郭梓钰
排版：李思凝
审核：万莉、肖泽