中國木結構古建築的部分構件
日期:2016/12/14 19:20:10   編輯:古建築紀錄
中國古代木構架房屋建築中負擔結構構件的制造和木構架的組合、安裝、豎立等工作的專業。由於古代建築是以木結構為骨干的,因此房屋的設計也歸屬大木作。
歷史淵源 由《考工記》所載"攻木之工七",可知周代木工已分工很細,以後各代分工不同。宋代房屋的附屬物平暗、藻井、勾闌、博縫、垂魚等的制作,歸小木作,明清時則歸大木作。宋代大木作以外另有鋸作,明清也歸大木作。木構架房屋建築的設計、施工以大木作為主,則始終不變。
設計制度 中國古代建築在唐初就已經定型化、標准化,由此產生了與此相適應的設計和施工方法。宋《營造法式》中,已載有一套包括設計原則、標准規范並附有圖樣的材份制(即古代的模數制,見材份)。材份制一直沿用到元末。明初,大量營建都城宮室,已不再用材份制。清初頒布的清工部《工程做法》基本上使用了斗口制(見斗口),仍可看出材份制的痕跡,但在力學上已不如材份制嚴謹,各種構件的標准規范也無一致的准則。實質上是舊的設計制度已被廢棄,而新的設計制度還不完善。
大木作結構構件,按功能可分為12類。其中拱、昂、爵頭、斗4類屬鋪作構件。其余8類為:柱,額枋,梁,蜀柱、駝峰托腳、叉手等,替木,椽和襻間,陽馬(角梁),椽,飛子(飛檐椽)。以上各類構件中,柱、椽、椽多為圓形截面,余為矩形截面。宋以後各代對構件截面,按結構形式(殿堂、廳堂、余屋,或大木大式、大木小式)都詳盡地規定出高、厚尺度。其高厚比早期多為3:2,間有2:1的,至明清則多為10:8。
柱,又稱柱子,古代文獻中又稱為"楹"。為建築中主要承受軸向壓力的縱長形構件。一般豎立,用以支承梁、枋、屋架。常用木材、石材、磚等制成。
按外形分為直柱、梭柱,截面多為圓形。處於不同的位置,有不同的名稱,如在房屋最外圈的柱子為外檐柱,外檐柱以內的稱屋內柱(或金柱),轉角處的稱角柱,以及牆柱、中柱、山柱、瓜柱、童柱等。有些柱不承受軸向壓力,主要起構造作用,如望柱、垂蓮柱、雷公柱。根據樣式不同,以有圓柱、八角柱、方柱、瓜楞柱、蟠龍柱等多種。按構造又有單柱、拼合柱之別。
古建築柱子一般均有收分,即柱徑上小下大呈直線輪廓收分。北齊、五代、宋、明建築中又有一種柱子上下兩端或僅上端收殺成梭形的,稱為梭柱。清代多用直柱、僅於柱端稍作卷殺。柱有側腳,即向中心傾斜;有生起,即自中間柱向角柱逐漸加高。
額枋(宋稱闌額),包括闌額(大額枋)、由額(小額枋或由額墊板)、普拍枋(平板枋)、屋內額、地栿、綽幕(後演化為雀替)等,是柱上用於連接柱頭或柱腳、承重的水平構件。南北朝及之前多置於柱頂,隋唐後才移到柱間。西方古典建築中,類似的部件稱為architrave。
額中國古代木構架房屋中用在柱列上的聯系構件,承托斗栱和橫向的梁架,用以增強柱網的穩定。
額在漢至唐時期稱楣。隋以前的楣多壓在柱頂上,承托斗栱和梁。隋唐時,楣開始用在柱頭之間,插入柱身,並分上下2層,稱為重楣。宋《營造法式》稱上層楣為闌額,下層楣為由額,闌額以上又平放一厚木板,稱普拍枋;而稱隋以前壓在柱頭上的舊做法為檐額。闌額、檐額用於內柱上的稱屋內額。清式稱闌額、由額、普拍枋為大額枋、小額枋和平板枋,有時在大額枋或小額枋下加墊托的雀替,以加強柱和枋之間的聯系(見大木作)。
《營造法式》規定檐額兩端要伸出柱頭外,下面用形如長栱的綽幕枋承托。這種做法在相傳為五代時衛賢繪的《閘口盤車圖》中可以見到。實物有河南濟源濟渎廟龍亭和陝西韓城的一些元代建築。
屋內額用在內柱柱列間,當宋式廳堂型建築各間梁架用柱數不同時,為求內額連成一列,無柱處內額架在梁架的駝峰或蜀柱之間。廳堂型建築屋內額往往與柱頭枋、襻間和檩用斗栱連成一體,起增強構架縱向穩定的作用。這種做法可以從宋初建的福州華林寺大殿和寧波保國寺大殿中看到,是古代用縱架的殘痕。明清時襻間改稱枋,並在它與檩間空隙處加豎板,稱墊板。檩、墊板、枋聯用是明清官式建築通常做法。
《營造法式》和清工部《工程做法》所載的額的主要功能是保持構架穩定,但從現存大量宋至清代的實物看,其作用遠不止此。
現存用檐額的建築,檐額除長1間者外,還有長到2、3間的,多用整圓木制成,壓在柱頂上,斷面遠大於《營造法式》的規定。它的梁架、斗栱先壓在檐額上,再傳至檐柱。一般檐柱即在梁下,但也有梁架位置不動而把明間2柱向左右移遠,以加大明間寬度的,這時檐額承梁處下面無柱,成為縱向的梁,斗栱排列與柱位也往往不相應。北京故宮養心殿就是用檐額的建築,明間柱外移的實例則有天水市明代所建玉泉觀前殿。
屋內額除一般做聯系構件外,也有用長2間或3間的圓木的。它架在內柱上,下面省去一至兩根內柱,由它來承托被省去的柱上的梁架。1137年所建山西五台縣佛光寺文殊殿面闊7間,殿內用6道廳堂型“八架椽屋前後乳栿用四柱”的梁架,原應有12根內柱,但在殿內用了3根長3間的內額和兩根長兩間的內額(見圖),省去8根內柱。1309年所建山西洪洞廣勝寺下寺大殿內用了4根長3間的內額,省去6根內柱。這種做法,減少了內柱數量,加大內柱柱距,可以滿足室內布置上的特殊要求。
有些長2、3間的內額,往往在其下再加一道額,類似闌額之下的由額。在內額、由額之間,用蜀柱和斜撐聯系,形成近似平行弦桁架的組合內額,承擔橫向梁架。這種組合內額,在近年研究著作中,有時稱為“縱架”。實物可在佛光寺文殊殿、崇福寺彌陀殿中看到。
枋,兩柱之間起聯系作用的橫木,斷面一般為矩形。
梁,是承受屋頂重量的主要水平構件;上一梁較下一梁短,層層相疊,構成屋架。最下一梁置於柱頭上或與鋪作組合。梁按長短命名:長一椽的(一步架)稱劄牽(單步梁),長兩椽的稱乳栿(雙步梁),長四椽的稱四椽栿(五架梁),乃至長八椽的稱八椽栿(九架梁)。最上一梁稱平梁(三架梁),梁上立蜀柱(脊瓜柱)承脊(脊桁)。顯露的或在平棊(天花)以下的梁,稱為明栿。明栿按外形分為直梁、月梁。直梁四面平直;月梁經過藝術加工,形彎如弓。隱蔽在平棊以上的梁,表面不必加工,稱為草栿。四阿(庑殿)屋頂和廈兩頭(歇山)屋頂兩側面所用垂直於主梁的梁稱丁栿(順梁或扒梁)。在最下一梁之下安於兩柱之間與梁平行的枋,稱順栿串(跨空隨梁枋)。明清時又有緊貼梁下的枋,稱隨梁枋。
蜀柱、駝峰托腳、叉手等,是各架梁之間的構件。早期建築,梁上安矮柱、駝峰或敦添,上安斗、襻間,承托上一梁首,又在梁首斜安托腳,斜托上架椽(檩)。平梁上安蜀柱、叉手。蜀柱頭也安斗,用襻間,承脊椽,柱腳用合沓(角背)。叉手原是立在平梁上,頂部相抵成人字形的一對斜撐,承托脊椽,通用於漢至唐。晚唐五代起改用蜀柱承椽,叉手成為托在兩側加強穩定的構件,作用近於托腳。明清官式建築梁上均用短柱,按所在位置稱上金瓜柱、下金瓜柱、脊瓜柱等。柱下各用角背,並不用托腳、叉手。當庑殿推山加長脊椽時,在椽頭下另加一道平梁,稱太平梁,梁上立一柱稱雷公柱。
替木,起拉接作用的輔肋構件,常用於對接的檩子、枋子之下,與檩、枋平行,用於兩構件對接的接口之下,以增加連接的強度,有防止檩、枋拔榫的作用,並產生縮短跨距的作用。替木在唐宋是必用的,明清官式建築已不用。
椽和襻間,椽是承載椽子並連接橫向梁架的縱向構件。截面圓形的稱椽(檩或桁),矩形的稱承椽枋。它的長度即是各間的間廣(另加出榫),如遇出際(山面挑出),另增挑出長度。至房角則於椽背上另加三角形生頭木,使屋面縱向微呈曲線,與柱子生起相對應。襻間用於椽下,是聯系各梁架的重要構件,以加強結構的整體性,有單材、兩材、實拍等組合形式。明清時期檩下只用墊板、枋,合稱一檩三件,廢除替木、襻間。又蜀柱柱頭或內柱柱身間,用枋與椽平行,稱順脊串。明清只用於金柱間,名為中檻。
陽馬(角梁),用於四阿(庑殿)屋頂、廈兩頭(歇山)屋頂轉角45°線上,安在各架椽正側兩面交點上。最下用大角梁(老角梁)、子角梁承受翼角椽尾。子角梁上,逐架用隱角梁(由戗)接續。用於四阿(庑殿)的,至脊椽止;用於廈兩頭(歇山)的,至中平暗止。
飛子(飛檐椽),本義:承屋瓦的圓木椽子。屋頂斜木中的一種,截面圓形,首尾釘在上下兩椽上。每一條水平長度即椽的間距,稱為一椽或一架、一步架,如用飛檐,即在檐椽上釘截面矩形的飛子。古代的椽子是以木刨成圓柱形裝配於檐底。使單調平淡的檐底增加立體和華實的視覺感。
屋頂形式 屋頂又稱屋蓋,是中國古代建築外形的最顯著的標志。各種各樣的屋頂名稱,往往也就是單體建築的名稱,如庑殿、卷棚等。屋頂有兩類:一類是平的或近乎平的,另一類則作成鋪瓦的斜面。前一類有兩種形式:築成稍有傾斜的平面,稱為平頂;築成中部略高的弧面,能向兩面排水,稱為囤頂。
後一類斜坡屋頂,其傾斜度一般為50~66%,坡面呈略向下彎的弧線,決定坡度及弧線的法則即是舉折或舉架。斜坡屋頂的結構形式,主要有:
①一面坡屋頂:全屋面向一側傾斜排水。
②兩面坡屋頂:用人字形的抬梁或穿斗架做屋頂構架,頂上壘屋脊,前後出檐排水。
硬山頂,左右兩端均封砌於山牆內的兩坡頂。
懸山頂,左右兩端延伸出山牆外成兩面坡。
卷棚頂,屋架四架梁上立兩個瓜柱,並列兩個脊檩,上加弧形羅鍋椽,兩坡相接處呈圓弧形;不用正脊,兩山可以做成硬山頂、懸山頂或歇山頂。
③四面坡屋頂:
庑殿頂,兩山用丁伏(順扒梁)做成斜坡屋頂,與前後屋面45°相交,上加角梁、隱角梁,直抵正脊,屋面四向排水。前後兩坡相接處,在脊椽上壘正脊,左右兩坡與前後兩坡相接處,在角梁上順斜坡壘垂脊。這種屋頂因共有五條脊,又稱為“五脊頂”。
歇山頂,在兩山用丁伏(順扒梁)承山面承椽枋(采步金),屋頂下部形成一至二椽深的四面斜坡屋頂。屋頂上半為前後兩坡,兩坡相接處壘正脊,兩坡左右各壘垂脊。下半四角壘脊(戗脊),以其有九條脊,又稱為九脊頂。
錄頂,屋架平梁以上不用蜀柱和脊椽,屋頂上部做成平頂,下部做成四面坡四向排水。平頂四周與其下坡頂相接處壘屋脊。庑殿頂、歇山頂、錄頂四角均可做成翼角。
④攢尖頂:宋式用簇角梁,清式多用抹角梁,構成平面正圓或正多邊形的屋頂構架,屋頂呈圓錐、方錐或多角錐體,頂上安寶頂或寶珠,多用於亭榭。屋角也可做成翼角。
榫卯構造 大木構造以用榫卯結合為原則,只有屋面椽子、連檐、望板、角梁等使用鐵釘。榫卯結合方式有六種。
①柱頭、柱腳出榫。下入礎卯,上入栌斗底卯。若叉柱造,柱腳開十字口。
②橫向構件如額、伏、串之類,與豎向構件如柱之類結合,均在豎向構件上開卯口,橫向構件出榫,或更加箫眼穿串(即用木銷釘)。
③構件對接,均一頭出榫,一頭開卯口。其榫卯有螳螂頭口(銀錠榫)、勾頭搭掌(巴掌榫)等。
④縱、橫向構件直角平接。凡與房屋正面平行的構件上開口,與側面平行的構件下開口,十字咬合。轉角有45°構件三向平接時,與正面平行的構件上開口,與側面平行的構件上下均開口,斜向45°構件下開口,三件依次咬合。
⑤兩構件上下疊合(如兩條足材枋,替木與□),上下兩構件於相對位置開箫眼,受暗箫。
⑥鋪作上用斗。斗底、拱頭上開箫眼,受暗箫。斗上橫開口或十字開口,受拱昂。斗口內或更留隔口包耳。
施工程序 大木施工自唐宋至明清大體相同,約可分為五個程序:
①畫杖桿。自間廣、椽長、柱高,以至每一構件的長短、高厚、榫卯位置、大小,均逐一按設計用足尺畫在方木桿上,同時還應畫出與本構件相結合的其他構件的中線。杖桿實際上是為本工程特制的各種專用尺。每個工匠在分配到具體工作時,就給他杖桿,以便開始造作。畫杖桿的工匠,是全工程的主持者,他熟知全部設計及其細節,由唐至宋都稱為“都料匠”。
②造作構件。工匠據杖桿造作構件及其上的榫卯。凡圓形截面的構件與矩形截面構件相結合的榫卯(如柱與額),均應隨時為每個榫卯制出抽版或樣版,某些一定的形象,如駝峰、蟬肚綽幕(雀替),則可預先制作樣版,使形象一致。
抽版是出榫實樣尺寸。此類榫卯,一般是在圓構件上先開好卯口,然後將此卯口的具體尺寸及其與圓柱的位置關系等,移畫到抽版上,即以此制作出榫規范,務使榫卯結合嚴密。因此,每有一個卯口即須制作一塊抽版。榫卯做完,試裝無誤後,在構件上標明它所在位置的編號。構件制成後,必須經過仔細核對,並將所有中線重新清晰地畫在構件上。
③展拽(試安裝)。一般在鋪作構件全部制成後,在地面上試作一次總體安裝。
④卓立、安勘(安裝)。大木安裝須先搭架,並准備吊裝設施,再將柱子按位豎立,叫做“卓立”。然後再起吊額伏等大構件,隨即依次安裝。各項構件制成後已經過核對、榫卯試裝、鋪作試裝,每一構件均已標明位置編號,與有關構件的關系均已畫有明確的中線。因此總安裝要點僅在於保證各項垂直線和水平線的准確性。
⑤釘椽、結裹。依次釘鋪椽子、板棧(望板),是大木作最後一道工序。
用工用料 自宋迄清,大木作造作各種構件用工都規定有詳細的定額。用工總數,在宋代以造作工為基數,分別按下述規定計算:補間鋪作(包括安勘、絞割、展拽)按造作工加40%,轉角鋪作四、五鋪加80%,六鋪以上加倍。柱、梁等(包括安勘、絞割、卓立、搭架)按造作工加60%。釘椽結裹用小工數,按造作工數。清代規定總工數按造作工加10%,又按總工數加小工20%。
自宋迄清,大木作用料均以松木為主。宋代木料共有六種規格。圓料兩種:“樸柱”長30尺,徑3.5~2.5尺;“松柱”長28~23尺,徑2~1.5尺。方料四種:“大料模方”長80~60尺,廣3.5~2.5尺,厚2.5~2尺;“廣厚方”長60~50尺,廣3~2尺,厚2~1.8尺;“長方”長40~30尺,廣2~1.5尺,厚1.5~1.2尺;“松方”長28~23尺,廣2~1.4尺,厚1.2~0.9尺。又將各種較小原木,加工解割成長25~12尺,廣1.3~0.5尺,厚0.9~0.4尺等八種規格的方料,以備選用。所以宋代在大木作之外另有鋸作。 清代木料缺乏,方木只有一種,稱“墩木”,長1丈左右,高厚1尺左右。使用時須計算其價格,如價格超過用圓料解割,仍須用圓料解割。因此大木用料幾乎按構件尺寸,折算成一定直徑的圓料,據以發料,在造作時隨時鋸解,故清代鋸作包括在大木作之內。
宋代鋸作實際是規定用料原則,主要是:“務在就材充用,勿令將可以充長大用者,截割成細小名件”;“斜尖名件,應顛倒交斜解割”,“兩就長用”;鋸下的余料應盡量利用,或鋸成板料。鋸作用工,以面積計每一工:周、檀、枥木50尺(平方尺),榆、槐木55尺,白松木70尺,苒柏木75尺,馀、黃松、水松、黃心木80尺,杉桐木100尺。如料長2丈以上,用工加10%。