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在伟大的古希腊社会发展的同时，建筑史上另一个同样拥有伟大成就的国家――古罗马也在蓬勃地发展着。古罗马建筑是古罗马人沿习亚平宁半岛上伊特鲁里亚人的建筑技术，继承古希腊建筑成就，在建筑形制、技术和艺术方面广泛创新的一种建筑风格。古罗马建筑在公元一～三世纪为极盛时期，达到西方古代建筑的高峰。

古罗马人继承了古希腊的柱式，但罗马时代的建筑艺术相比古希腊要更丰富多彩，在原有基础上又进行了完善和改进，创立了两种新柱式：塔司干柱式（Tuscan Order）、混合柱式（Composite Order）。并制定出了柱式的比例关系，形成了成熟的罗马五柱式，分别是罗马多立克柱式（Doric Order）、罗马爱奥尼克柱式（Ionic Order）、罗马科林斯柱式（Corinthian Order）、塔司干柱式（Tuscan Order）和混合柱式（Composite Order）。这些柱式规范的影响非常深远，成为了西方建筑的基本母题，至今仍在被广大建筑师所学习和模仿。

罗马人还把古希腊时期没被重视的拱券技术发扬光大，使拱券结构成为古罗马建筑中最重要的组成部分，这与古希腊的柱梁体系区分开来。由于采用天然火山灰水泥做成的混凝土构件代替石材，并和拱券技术结合，因此相比古希腊，古罗马建筑更加高大、稳固，建筑内部更加通透，还出现了半圆形的穹顶。拱券和墙体成为主要承重结构，各种柱式大多采用壁柱的形式，成为建筑中的装饰。

    古罗马建筑的类型很多。有罗马万神庙、维纳斯和罗马庙，以及巴尔贝克太阳神庙等宗教建筑，也有皇宫、剧场角斗场、浴场以及广场和巴西利卡(长方形会堂)等公共建筑。居住建筑有内庭式住宅、内庭式与围柱式院相结合的住宅，还有四、五层公寓式住宅。

    古罗马世俗建筑的形制相当成熟，与功能结合得很好。例如，罗马帝国各地的大型剧场，观众席平面呈半圆形，逐排升起，以纵过道为主、横过道为辅。观众按票号从不同的入口、楼梯，到达各区座位。人流不交叉，聚散方便。舞台高起，前有乐池，后面是化妆楼，化妆楼的立面便是舞台的背景，两端向前凸出，形成台口的雏形，已与现代大型演出性建筑物的基本形制相似。

    古罗马多层公寓常用标准单元。一些公寓底层设商店，楼上住户有阳台。这种形制同现代公寓也大体相似。从剧场、角斗场、浴场和公寓等形制来看，当时建筑设计这门技术科学已经相当发达。古罗马建筑师维特鲁威(Vitruvius)写的《建筑十书》就是当时欧洲第一本专门论述建筑的书籍，并且成为文艺复兴以后300余年建筑学的基本教材。古罗马建筑的书籍和图画在明代末年开始传入中国。意大利传教士利玛窦从意大利索来《罗马古城舆图》画册3卷，存放北京耶稣会图书馆。1672年，意大利传教士阿莱尼带两册《广舆图说》到中国。这些书里有罗马角斗场、浴场、神庙和罗马街市的图画。此外，十七世纪初北京耶稣会图书馆里有过三册维特鲁威的《建筑十书》，但古罗马建筑对中国建筑没有发生实际影响。

公元四世纪下半叶起，古罗马建筑渐趋衰落。