中国传统建筑之木结构

中国传统建筑之木结构摘要：中国传统建筑以木材为主要基材，发展出系统的木结构形式。本文是作者将对木结构的基本类型、组成元素和历史沿革进行简要叙述和论述。中国传统建筑以木材为主要建材，并发展繁衍出完整缜密的木结构，其历史源远流长。中国建筑之源头究竟起于何时何地，当无法考证，而木构建筑似乎也是如此。但是从有较详尽史料记载起，到后世的考古发现，屡屡有关于木构建筑的记载和发现。殷代末年（约公元前十二世纪）“纣王广作宫室，益广囿苑”，“其后约三千年，乃由中央研究院历史研究所寓以发掘，发现若干建筑遗址。其中若干处之木柱之遗炭尚宛然存在，盖兵乱中所焚毁也。后代中国建筑之若干特征，如阶基之上立木柱之构架制，……已可确考矣。”(梁思成，中国建筑史，第19页)“乃召司空，乃召司徒，俾立室家。/其绳则直，缩版以载，作庙翼翼。/捄之陾陾，度之薨薨，筑之登登，削屡冯冯。百堵皆兴，鼛鼓弗胜”（诗经·大雅·文王之什）至此（周），传统木结构，如木柱的采用，翼形的屋顶，已经初露端倪。至春秋战国，木结构之立柱、门扇、斗拱、枋以及斗拱承托平坐的形式已初具规模，此情况可以从故宫博物院藏“采桑猎钫”中的宫室图上看出。（插图1）至秦始皇更是开始亘古未有的大肆兴建，“先建前殿阿房，东西五百步，南北五十丈，上可坐万人，下可建五丈旗”（史记·秦始皇本纪），我们熟知的杜牧的《阿房宫赋》中写到“蜀山秃，阿房出”，可见当时修建宫殿囿苑的主要用材乃为木材。至两汉，宫苑和市井建设仍绵延不绝，“长安城内诸宫散置，有长乐、未央、明光、长信及桂宫、北宫六处，有九市，百六十里，八街，九陌”（梁思成，中国建筑史，第24页）。从汉代的画像石画像砖及汉代的仿木构墓室建筑中可以看出，至此，传统建筑的木结构（椽，斗拱，枋等）已经在多样化的基础上形成了最基本的模式。魏晋南北朝时期，佛教兴起，大江南北石窟洞穴星罗棋布，其中大部分的石窟从结构上看均是模仿木构，更有完全忠实模仿木构的实例，可见木构建筑在当时应是建筑的主流所在。如今确有年代可考的最古的木构建筑是山西五台山佛光寺大殿，建于唐宣宗大中十一年（公元857年）。此寺是经梁思成先生费尽千辛万苦始找到。窥一斑而见全豹，由佛光寺大殿大可以略看出当时木构的发展情况，应该说，此时中国传统木构建筑几趋于成熟并已经成一个相对稳定的模式，后世即使有修改，也是在小处细节。至宋徽宗崇宁二年（公元1103年），李诫作《营造法式》，是中国建筑史上记载最早最系统的一本关于建筑科学的工具书，其中对于建筑的用材、构架、结构、比例都有详细周全的规定。至此，应该说，传统木构建筑已经在一种理论体系的指导下逐步完善。再到元、明、清期间木结构的演变或趋简练硕大，或趋精巧细致，或有更多新作法的出现，或不可避免经历避重就轻的倒退，当是历史发展之常有更迭，但其发展始终是在一个主干的基础上，万变而不离其宗。埃及和西方传统建筑以石材为主要建材，而中国传统建筑则以木材为主要建材，其中可能有诸多偶然性原因，但也或有可探讨的必然性。首先从地理条件来讲，古埃及、古希腊、古罗马的文明所在地均以石材为普遍可采之材，而缺乏大量的森林和材质适宜的木材。而埃及的干旱气候及希腊罗马的潮湿的地中海气候都不利于木材材性的稳定性。相对地，中华文明起源于黄河流域，木材的来源及气候条件对木建筑都很友好。以此，凡三种文明因其地理条件不同而形成不同的建筑传统，或有可考之处。其次，从更深层次的文化及宗教领域来看待，埃及法老向往灵魂转世而永世长存，石材的坚硬和恒久正是这种这种内在信仰的外在表现，因此我们得以在今天仍能瞻仰金字塔。西方文明则总偏向创造高高凌驾于凡俗之上的神灵，尽管希腊的神灵十分人性化，但是始终相信外在的实物的恒久性暗合内在神灵或精神的永久性，因此我们得以在今天仍能看到希腊的雅典娜神庙。然而与此两种文明不同的中华文明，首先其宗教信仰的传统较弱，“中国的文化原本就是以‘人文主义’为基本精神的，‘世俗化’的倾向是十分显著的。反映'今世'生活的居住空间与环境构成了中国建筑文化的主体。”（赵辰，“民族主义”与“古典主义”－－梁思成建筑理论体系的矛盾性与悲剧性之分析），其次宗教信仰也趋于世俗化，“除了一些特殊的祭坛、石窟之外，中国文化传统中绝大多数的寺、庙、楼、观都未在建筑形态上形成与居住空间环境完全的对立。供奉神灵的尊贵空间环境与居住空间环境在布局思想方面和建造方式方面都没有本质的区别，同样是庭院布局和木构建造。李约瑟（JosephNeedham，1900－1995）在论及中国建筑中不若其他文明体系中以石构来构筑神灵所需的纪念性时道：'……中国人的心态在本质上是世俗化的，热爱生活和自然。以此，神灵也需要舒服地坐在家庭或宫殿的厅堂里被朝拜，或者完全不被朝拜。'”（同上）中国人似乎并不追求外在器物的永久性来象征内在永久的精神，或者说，中国的文化对实在的器物往往是抱着顺其自然的态度，其最高境界就是“无为”。如梁思成先生所言：“中国建筑既以木材为主，宫室之寿命固乃限于木质结构之未能耐久，但更深究其故，实源于不着意于原物长存之观念，盖中国自始即未有如古埃及刻意求永久不灭之工程，欲以人工与自然体竟久存之实，且既安于新陈代谢之理，以自然生灭为定律；视建筑且如被服舆马，时得而更换之；未尝患原物之久暂，无使其永不残破之野心。”（梁思成，中国建筑史，第11页）中国传统建筑木结构细节分析：1.木结构的类型：叠梁式、穿斗式、井干式叠梁式木结构，是指在台基上立柱，柱上支梁，梁上放短柱，其上再支梁，梁的两端并承檩，如此层叠而上，到最上层的梁中间放脊瓜柱（蜀柱或宋之侏儒柱）以承脊檩。叠梁式木结构可分为作斗拱和不作斗拱的。这种结构的主要优点是室内少柱或无柱，可以获得较大的室内空间，缺点则是用材较多，耗材相应更多。广泛应用于中国北方地区。（插图2）穿斗式木结构，是指柱距较密、柱径较细的落地柱和短柱直接承檩，柱间不施梁，而用若干穿枋联系。这种结构的优点在于用材较小，山面抗风性能好，缺点则是室内多柱，空间不够开阔。在中国南方地区应用较广泛，例如苏州园林内的木结构多为穿斗式，可能为该地少森林而缺大木料的原因。（插图3）井干式木结构是指，将圆木或半圆木两端开凹榫，组合而成矩形木框，层层相叠而成墙壁，实为木承重结构墙。这种结构因其材料的长度对房屋的进深限制很大，所以应用并不广泛。2.材契：中国传统建筑的材契尤若现代的标准化，是建筑的用材规范。“材有二义：（一）指建筑物所用某标准大小的木材而言，即斗拱上之拱，及所有与拱同广厚之木材是也。材之大小共分八等，视建筑之大小等第，而定其用材之等第。（二）一种度量单位'各以其材之广，分为十五分，以十分为其厚。凡屋宇之高深，名物之短长，曲直举折之势，规矩绳墨之宜，皆以其所用材之分，以为制度焉'。两材之间，以斗垫托其空隙，其空隙距离为六分，称为契。凡高一材一契（即高二十一分）之材，谓之足材。”（梁思成，中国建筑史,第15页）此为宋代材契的标准，即高（广）十五分，厚十分，契六分。到了清代，用“斗口”制代替了“材契”制，斗口也就是宋代的材厚。如斗口一寸，则拱高一寸四分，称为单材拱。3.柱式的运用：中国传统建筑很早即形成了以柱为主要承重构件的模式，这样使得墙体不承担重量，从而进一步使得门窗的安置十分自由，不受限制。两柱之间的距离称为“一间”，它是木构建筑平面、空间和结构上的基本单元。如北京故宫太和殿“广十一间、深五间”，中和殿“其平面作正方形，方五间”（梁思成，中国建筑史，第222页）。柱子总的来分，可以分为外柱和内柱，按结构所处的位置可以分为檐柱、金柱、中柱、山柱、童柱等。我们拿一个典型的柱子来看柱子的构成，它可分为以下几个部分：柱头、柱身、櫍和柱础，其中柱础又由盆唇、覆盆和础组成（见图6）。柱又分梭柱和直柱两种，所谓梭柱是指柱上端三分之一，卷杀渐收（如图4），直柱则没有此明显卷杀。柱式的另一个特点是角柱（相对于平柱言）生起，即自中间的柱子向角柱逐渐加高，可以加增翘起之感（如图5）。柱式的“侧脚”，是指柱首微侧向内的做法。这两个特点均能增加建筑的安定之感。早期木柱多为圆形断面，下端埋于土中，然后用土填塞柱穴，再予夯实。商代则已出现用卵石为柱础，再加铜櫍。秦代开始使用方柱，汉代石柱更增加了八角、束竹、凹楞、人像柱等样式，并出现倒栌斗式柱础，柱身也有了直柱与梭柱之分，但由于实物都是仿木构的石柱，与真实木柱恐怕有距离。南北朝受佛教影响，出现了高莲瓣柱础和印度、波斯、希腊式柱头，但外来的形式后来没有得到发展。唐、五代柱多为八角和圆形断面。宋代现存的实物中，木柱以直柱为多，柱头略加卷杀，断面多为圆形，并且多保留了角柱生起和侧脚的做法。自元以后，梭柱多保留在南方，北方仍以直柱为常有。而柱础的做法在江南和巴蜀地区较多见，可能是因为南方地气潮湿，柱础起到了很好的隔潮防腐的作用。4．斗拱的实施：斗拱结构在中国木结构建筑中是一个十分重要的构件，有人曾把中国建筑的木柱和斗拱类比于西方建筑的石柱和柱头，“中国古代木构建筑的斗拱，在形式上被理解成十分重要的构件，部分的原因是来自于其位置类似于西方古典柱式的柱头。在相当长的一段时间里，中国木构建筑的柱子带斗拱的形象，被相对于西方建筑传统的柱式来看待”（赵辰，“民族主义”与“古典主义”－－梁思成建筑理论体系的矛盾性与悲剧性之分析），实际上，斗拱与其说起到装饰的作用不如说更多地起结构的作用，其作用大概有二：其一，鉴于木材的材性，其順纹方向的抗劈裂强度远小于横截面方向的抗压强度，斗拱的使用正是对这一特性的扬长避短的利用。其二，斗拱的使用，使屋檐的挑出大大增加，这样，雨水就更不易淋湿檐柱，防止其受潮腐蚀变形。斗拱的构成简单分为三部分：斗、拱和昂。斗（升）：斗是直接承重横拱、枋或梁的木方。就斗细分又有很多中，比如，位于一组斗拱最下的称为坐斗（宋称栌斗，汉称栌），位于挑出的翘（宋称华拱）头上的叫十八斗（宋称交互斗）。位于横拱两端的斗叫三才斗（宋称散斗）。位于翘与横拱等交叉中心上的叫槽斗子（宋称齐心斗）。这些斗尽管名称各异，但是形状几乎相同，只是尺寸有大小，开槽有分别。坐斗的正面槽口叫“斗口”，清工部的《工程做法则例》中将它定为建筑尺度的标准。斗口两侧凸起的部分称为“斗耳”，其下平直的部分称为“斗腰”（宋称“斗平”，再下内切的部分称为“斗底”（宋称“斗欹”）。没有斗耳的斗称为“平盘斗”。（见图6）汉代斗拱实物，见于崖墓、石阙和石室，可以看出汉代的栌体形较大，断面为方形或矩形，已有平盘斗和槽口斗之分，但是斗耳和斗平的比例尚未确定。南北朝至唐代都用方斗，至宋代又出现圆形斗、多瓣形斗、讹角斗等多种形式。此后斗形多为方形。在宋代，对斗耳、斗平和斗欹高度做了规定，为4:2:4,后代基本沿用此制。图6：柱、斗、拱和昂（梁P6）此前面三项为斗拱的一般组成构建，通过这三者的各种不同组合，构成了丰富的斗拱结构。若干个斗与拱垒叠而成“铺作”，分为“柱头铺作”（柱头上的斗拱）、补间铺作（柱与柱之间的斗拱）、转角铺作（角柱上的斗拱）。凡是内外出跳的拱或昂，计其数，称为一定数量的“跳”（见图9）。栌斗中心或每跳跳头若有作横拱（与建筑正立面平行的拱），称为“计心”，若不作横拱，称为“偷心”，只用一层横拱的称为“单拱”，用多层横拱的称为“重拱”。从汉代的画像砖石和崖墓、石室中的石斗拱可以看出，当时的斗拱形式多数为“一斗三升”，或有少数“一斗两升”和“一斗四升”，并已有“单拱”和“重拱”之分，出跳最多可到三四跳。至于斗拱位置已分“柱头”和“补间”。然而在转角处，两面斗拱如何交接似乎还没有一个完满的解决方案。魏晋南北朝时期，柱头铺作仍多为“一斗三升”，但是拱心小块已经演进为宋之“齐心斗”的形式，补间铺作则有人字形铺作的出现，并有直线和曲线两种形式。唐代是斗拱发展的重要时期，根据五台山南禅寺和佛光寺大殿可知，当时的斗拱形式已趋于多样化，柱头铺作已经相当完善，并使用了下昂。但补间铺作仍较简单，基本保留了两汉、两晋南北朝时期的人字形、斗子蜀柱和一斗三升的做法，有的虽然出跳，但跳数较少，出檐重量主要由柱头铺作来承担。由此可见，唐代柱头铺作的尺寸雄大，有其结构上的来龙去