如何建造一座大教堂

这是悲伤的一天，所有热爱古建筑和历史的人，都不得不接受巴黎圣母院遭遇火灾的噩耗。为何一直以为是石头造的哥特教堂会有木屋顶？室内的穹顶与外面的坡屋顶原本如何并置？曾经精美的玫瑰花窗，是否还有修复的可能？在童书《大教堂的建造故事》（Cathedral: The Story of Its Construction，David Macaulay 著）中提供了一些答案。

巴黎圣母院被烧

《大教堂的建造故事》封面
《大教堂的建造故事》是围绕一个虚构的Chutreaux大教堂的建造展开的，虽然名字是虚构的，但情节非常真实，来自对哥特建筑历史的深入研究。对于普通建筑师甚至建筑爱好者，也是不错的科普书。

哥特教堂兴建之前的Chutreaux城，原教堂显然是属于罗曼式的
开篇先讲了教堂为什么而建：13世纪的法国Chutreaux这地方，没病没灾，政通人和，百废俱兴，可老百姓没想着要弄个什么楼什么塔，也没想要表彰一下地方官，他们想的是——“该修个大教堂了”。
接着又讲了三个必须修的理由：路易九世（人称“圣路易”）从君士坦丁堡弄回来了第一次十字军东征某骑士，也是圣人的骸骨，得给他找个地儿；再则，周围的城市都在造教堂，Chutreaux也不能拉下；最后一点，也是最重要的，一次雷电引起的大火把老教堂烧掉了，造教堂已经刻不容缓了。
和建筑史书上从来直接讲形式讲结构相比，这样的背景介绍也更容易让我们明白教堂为什么独占了中世纪建筑的辉煌。

大主教和控制资金的教士团于是召见了一位建筑师William（注：哥特教堂是有建筑师的，这与传说中全靠教民自己巨大的热情就把教堂造那么高的故事，完全是两回事）。William是个有学识的建筑师，游历过法国、德国和英国的很多教堂，经过一番审查，他不但得到设计委托，也被委以监工的重任。

接下来就是众多大师（master）的登场（从左到右，从上到下依次是）：采石大师、切石大师、雕石大师、灰泥制作大师、泥瓦匠大师、木匠大师、铁匠大师，屋顶工大师和玻璃大师……
看到后面，感觉这些人还是被称为“专业负责人”或是“某专业公司老板”比较合适，因为他们每个人都能带领一个几十甚至几百人的团队，手下还有许多学徒，而真正干活的是一些雇来的体力劳动者，所以……那些民众自发建设之类的话就别多想了。

然后作者展示了大量的工具，足以证明教堂修建是非常复杂非常精确的工作。

这时候，William的设计也做得差不多了，他给评委（教士团）看了他画的两张图：石膏板上的平面和立面（实际是室内立面，可见对于教堂真正重要的还是中殿而非外观）。

平面图

中殿立面图
William是很幸运的（相比今天的建筑师，以及现实中的哥特建筑师），方案通过了。接下来，该找材料了，木匠组（150人）和采石组（250人）都出发了。

砍木头不光为了找建筑材料，大教堂是石头的，可是建造大教堂几乎需要同样多的木材——后面会讲到为什么。采石公司老板（master of quarryman）更厉害，光学徒就带了50个，劳工200人，先在采石现场弄了个铁匠铺——工欲善其事，必选利其器，打好工具再凿石头。

每块石头都要标上将来要准备做哪个建筑部件，从哪儿采的，将来才好一块块按件计价，也就是说，这时大概的材料数量和每个材料的尺寸都应该是确定了，不知道是不是William画的图？

老教堂已经被清理干净了，除了埋着老主教的地下室全都拆掉，工人在基地上画出歌坛（choir）和后殿（半圆室）的位置，然后开始挖坑。基础的墙非常厚的墙，又要依着老地穴的位置，足有25英尺（7.6米）深。

这时候，造屋顶的大木头从斯堪的纳维亚半岛运来了——进口材料啊。石头也到了。这些材料的运输都仰仗航运，很难想象，没有靠近河流，大教堂是否能够建造起来。

这时候是1252年的11月了，大教堂后殿的基坑已经挖好了——平面直接在地上显现出来了。

1253年4月14日这天，主教大人主持了第一块石头的奠基仪式。劳工们把石头一块块地运入基坑，石匠大师（master mason）严格监督，确保每块石头砌筑得横平竖直。

很快，建筑出地面了。高耸的拱廊几乎就是哥特大教堂的灵魂，它们将撑起高耸的屋顶。立面全都由精美的花窗组成。

每一个花窗，则是几百块石质构件拼成的，相互之间用铁件固定（请注意图左上的那几个人影，有了他们，你才能明白作者是在画鸟瞰图，也才知道这个窗有多大）。

接下来是扶壁的建造——扶壁、飞扶壁，大概是哥特建筑给我们留下印象最深刻的特征了。之所以需要扶壁，是因为既要抵消中殿顶部拱的侧推力，又不希望柱子过于粗苯，将力通过飞扶壁传递到出去，我们才能看到纤细而挺拔的“哥特”式柱子，让光线进入室内。

随着墙的增高，脚手架也开始出现。脚手架上设有供石匠停留的平台，由于木材昂贵，拱廊上部的脚手架其实是不落地的，而是悬挂在墙上，并随着建造不断向上移，由于楼梯也在不断往上长，倒是不愁下不去。

曲线优美的飞扶壁如何而来？首先，木匠会在地面制作临时的木结构，它被称为“鹰架”（centering），承受石墙的力量并保持拱的形状，直至石头间的砂浆凝固。永久性的石头飞扶壁造好后再将其拆除。

到了1270年的夏天，教堂东端的后殿和小礼拜堂（平面图最顶部半圆的部分）基本建造好了。此时，距离开工已经有17年了，但一切其实才刚刚开始。

每年冬天，工地都要停止施工，已经完工的石质结构要盖上稻草保温，防止砂浆开裂结构倒塌。泥瓦匠们都回家了，只有石匠还在临时工棚里凿啊，刻啊，对于他们，工作似乎永远也做不完。

歌坛的拱廊也开始建造了，最底部是80英尺（24米）高的柱列，上面是两组窗拱组成的立面，第三层是60英尺（18米）高敞的高侧窗。1270～1275年，他们终于要开始修建屋顶了。

木质屋架同样在地面组装，采用榫卯结构，检测牢固后再把它们拆掉，运送到屋顶高度重新组装。吊车则是通过滑轮装置运送材料的。

这时候，地面上的屋顶工（roofer）正在加紧烧制铅瓦，用于遮蔽木屋架。他们还会铸造排水沟。石匠们则在雕刻石质排水沟和雨水管，它们往往被雕成恐怖的怪物，那个从来不用的GRE词汇“gargoyle”，说的就是“石质滴水口”。

gargoyle们被放在扶壁的顶部，与通过飞扶壁通往这里的排水沟相连，现在大概没有哪个建筑师画过这么精致且销魂的排水沟剖面图吧。

1280年，终于要开始建造唱诗席上方的拱顶了。可William也老了，再也干不动了，一个项目做了30年后，建筑师Robert替换了他。同时，十字形平面的南北两侧侧厅的基坑也开始动工了。

为了建造拱顶，他们先做了个奇怪的大家伙——可以容纳两个人在里面走动的大圆盘，用吊装木屋架的绞盘运送到顶部，系上绳子，然后由人在里面走动驱动圆盘转动，可以提升非常重的材料——这大概是早期吊车的雏形了。

正在人们搭建拱顶的时候，Chutreaux的主教去世了，他被放入地下给老主教们留下的墓穴。工程为此停工7天，随后新主教上任。甲方和建筑师全都换了一茬，工程进展却尚未过半。

拱顶同样用到了前面提到的“鹰架”，和飞扶壁处的作用差不多，位于两堵墙之间，130英尺的高空，它们会支撑石质的拱肋，直到石块之间的砂浆凝固，可以承受自身的受力为止。一个柱跨内四个柱墩的拱顶要同时建造。与此同时，外侧的飞扶壁已然完工。

四条拱肋的拱石被一块块放到鹰架上，最后放置的是中心点的拱心石，使拱肋在最高点紧密连接起来。

随后，由木匠和石匠组成的工作小组同时展开工作。首先是木匠，在两个鹰架之间铺上木板垫层，石匠再在上面铺上石顶，这层石头要找尽可能轻质的，以减少拱肋的受力。同样的，到砂浆干透后，就可以拆掉木板了。

石质拱顶砌筑好后，还要在上面浇筑4英寸（10厘米）厚的混凝土（这段是我最不明白的，不是说混凝土自罗马帝国后就失传了吗），以防止拱顶的石头开裂。完成之后，鹰架、木垫层、脚手架就全都拆掉，运到下一组拱顶去施工。

细心的人可以注意到上面这三张画面的左侧，都有一个鸟妈妈，从孵蛋到小鸟破壳到嗷嗷待哺，很微妙地表达了建造一组拱顶所需要的时间。

1302年5月，拱顶、十字形的两翼都基本完工了，人们在五月节上停工休息，也为大教堂庆祝。

彩窗的建造被提上了日程。玻璃工匠用高温烧熔榉木灰和砂子的混合物，加入不同金属以获得斑斓的色彩。然后，工匠会舀出一勺熔融物，用长管吹成一个气球，切下来摊开成为圆形的玻璃片。再根据桌面上画好的等比例图案把它们切好、摆好。

窗洞太大而玻璃太小，首先要用铅条把一块块玻璃镶嵌起来组成小单元块，再把它们嵌入已经划分好的窗框单元格内，最终组成近20米的炫目的玻璃彩窗。

工匠把地面的图案拼成一个迷宫，找到通路就如同得到上帝的祝福。乡下的人来到Chutreaux大教堂就是一次朝圣之旅。

1306年，工程又停顿了——木匠们因为没钱发，都跑了——还记得书开篇提到的那个圣人骸骨吗？教堂赶紧弄了展览，让法国北部和英国南部的人们都来花钱参观。用了足足五年，他们才筹到剩下的钱，而教堂中殿最终的完成，则是在1330年了。

铸造厂此时正在赶制四口大钟。大钟的模子要先在巴黎用粘土和石膏支撑，然后罩上一层蜡，做出钟的厚度，雕出装饰，然后再在外面糊上粘土和石膏的混合物。加热之后，蜡融化流走了，剩下铸钟的模子，再倒入熔融的铜水，冷却之后，就可以安装在教堂里了。

人们还要制作西立面山墙的雕刻，石块在地面上被一一摆好，三个入口上方各有一个接近半圆形的浮雕。

1331年，屋顶上的尖塔也造好了，它位于十字形平面交叉点的正上方。这是一个木质包着铅皮的结构，雕刻精美，装饰繁复。

1332年，工程终于只剩下西立面的两座塔了。此时的建筑师换成了Etienne，因为Robert在1329年去世了，他从拱顶的脚手架上掉了下来。

在北塔上，人们正在安装巨型构架悬挂大钟，钟声敲响时方圆数英里的人们都可以听见。

西立面最宏伟的玫瑰窗也基本安装完成，数百组彩色玻璃被一一镶嵌在石质的窗肋之间。

1338年的夏天，最后一块雕刻安放到位——大教堂终于完工了！8月19日这天，主教和教士团带领长长的队伍走上台阶，来到他们宏伟的大教堂，整个Chutreaux城的人都聚到这里感恩上帝。

巨大的彩旗从拱廊上垂下，每一个石柱上都点着蜡烛，唱诗班开始咏唱，教堂里满是歌声和人群，大多数人都是当初出席奠基礼的人们的孙辈了。他们带着崇敬和喜悦迎接这一刻的到来。
经过86年的建造，这座城市的人们终于达成了一致的目标！他们拥有了最大、最美、最宏伟的大教堂！

（本文经授权转载自微信公众号“DR设计与研究”）