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古建築翼角技術的發展

日期:2016/12/15 2:01:12      編輯:古建築結構

  中國傳統建築屋頂的顯著特色即是其翼角的處理。對翼角的認識可以幫助理解傳統建築的地方做法,提供對建築物的斷代依據,同時還可以從翼角的處理方式尋找出木構構件比較合理的受力形式和相對合理的變化形式。

一、翼角做法的發展情況從屋面關系看,當屋面兩個坡成角度交接時,陽角對外者就形成翼角。早期建築在穴居和巢居的基礎上把屋面用梁柱支撐起來,成為中國傳統建築的雛形。最初這類建築既有圓形的攢尖也有
矩形平面(包括了類似庑殿和懸山)。對於屋面,在《詩經》就有“如暈斯飛”的描述,十分形象和貼切。在可以推測的夏商周到春秋戰國的建築形式時,一些大型建築已經開始使用庑殿的形式,如代表夏末文化的河南偃師二裡頭一號宮殿遺址,其中心是一個面闊八間、進深三間的庑殿形式的建築。而代表商代前期的湖北黃陂盤龍城遺址,其宮殿平面四面有回廊,也是一個重檐的庑殿形式。這個時期的屋蓋相對比較簡單,《考工記》和《韓非子》都記載先商宮殿是“茅茨土階”,推測僅覆茅草,檐口平直,翼角僅僅是屋面的轉
折,角梁很可能並不明顯。屋蓋做法與原始社會是近似的。推測檐口平直,平行布椽的方式也是以一些戰國時期的銅屋,青銅器上雕刻的圖像為線索的,包括在東漢的墓阙上。為何唐中期以前的屋面翼角沒有起翹?從邏輯上看很可能角梁和椽子同高,由於當時木材取材較豐富,角梁和椽子可能都取較大的材,使得屋面整體用材趨於一致,這點比較接近於原始社會的做法。當時覆土防水的做法需要較厚的土層和茅草,於是造成屋面比較大的負重,那麼椽子較大而不足以區分於角梁也是適合當時的要求的。之後瓦技術的發展,使得屋面防水性能好並且朝輕薄的方向發展。正身椽的截面可以隨著加工技術和力學需要而減小。而角部轉折由於防水瓦件的復雜而且45°方向上長度最大,因此必須保持一定截面大小。這時候就形成了椽子和角梁的尺寸差別。於是技術上的變化也就促使建築逐漸出現了檐口曲線。同樣在漢墓阙上,可以看到仿木結構的屋宇,檐口是直的,在45°中分線上有斜置的角梁。在這裡角椽的排列有三種方式:一種是角椽平行,愈至角則椽愈短,椽尾插入梁側。另一種是角椽逐根向角梁傾斜,如鳥翼上的羽毛,椽尾也插入角梁側,椽長雖也逐根縮短,由於傾斜,所以長度大於前一種。但是這兩種方式角部的椽子都非常依賴角梁,而且角椽長度小受力大,從結構上不是很合理。

因此之後沿襲的一種椽布方式是單點輻射椽(有時也稱撒網椽或摔網椽)。一般從金槫高度開始,椽子在角
部一點輻射開來並且逐根加長,提高了角椽的穩定性。早期的形態可在雲岡石窟第2窟中看到。這種布椽方式一直沿用在後來的官式和北方建築中,屬於最常見的一種。

北宋以前,屋角的水平投影一般都是直角。北宋開始,老角梁向外加長,角椽也隨之逐根加長,屋角的水平
投影呈凸出尖角狀,宋《營造法式》中稱為“生出”,清代稱為“出翹”或“沖”。因此角部從三個軸線方向上都具有了弧度,成為更復雜的空間曲面。目前在數量和影響力占優勢的是北方清代官式做法和南方江浙地區的發戗做法。此外南方地區的發戗式樣繁多, 建築設計  做法也各有差別了。南方屋角就各種實例來看往往舉得更高,稱“發戗”。南式發戗有水戗、嫩戗兩種。西南地區四川一帶甚至不用子角梁,而在老角梁前面加一段類似於仔角梁的彎木頭——弦子戗,使屋角翹起來。
二、地域做法實例比較

1、四川宜賓李莊觀音堂

四川宜賓李莊的廟宇裡,在一些建築翼角處采用了如下的做法:縮短老角梁的長度,交接處出頭比挑檐檩出頭稍長約10cm左右,做一個當地曲線樣式的收頭。老角梁上使用弦子戗,向上起翹的彎度大,向外生出也較遠。同時當地幾乎都采用平行布椽方式。弦子戗兩側,各釘約三、四寸直徑的蝦須狀托木一條,具有一定的弧度,沿屋面曲度固定在挑檐檩上,作為支撐平行角椽的構件。由於其弧度和挑檐檩幾乎是相切,推測其固定方法為雙側開卯口用小木連接。另一端則可以插入弦子戗的上緣凹口。以李莊的觀音堂歇山殿為例,其
平面發為單開間四周回廊,不但減柱而且移柱,空間布局緊湊適用。整個架構無斗栱,角部由遞角梁(襯角栿)外端挑出,僅遞角梁頭來支撐挑檐檩,後尾搭在明間梁架的大梁上,是當地常見的一種小式做法。挑檐距離檐檩跨度較大,根據其下和額枋上所開槽口,猜測原來有當地常見的曲形軒的做法,具有一定的保護和穩固作用。挑檐檩以外椽子懸挑部分較少,猜測由於其椽子截面扁平,從而懸挑性能降低,總體上靠近
挑檐檩而且非常平直。而角部由於弦子戗和弧狀支托的共同作用,角部出挑高而且遠。弦子戗外端部由兩側封檐板包護,內側則砍成楔形置於老角梁之上。宜賓李莊觀音堂
2、山西解州關帝廟鐘亭

鐘亭建於清嘉慶十四年,位於崇寧殿前西側,與碑亭相對。屋蓋為六角重檐攢尖頂,相當於六角平面的副階周匝。整體比例修長,出檐較遠,結構簡潔清晰,整體感覺較輕盈。若檐口曲線來看,雖然鐘亭在清代重建,但是在角部的生出和生起並未完全按照官式做法的“沖三翹四”,而是大大超過了這個范圍。由於亭子開間不大,因此如此大的起翹程度並不是特別突兀,檐口正身平直的長度很小,所以整體弧度從連續性來看還是比較合適的。

從結構來看,一層副廊老角梁的角度近乎水平,由於椽子和老角梁出檐較大且角度也有較大的變化差距,因此椽頭與老角梁頭的底高接近,而內部椽尾處於金桁高度,而老角梁內尾直插在內柱,與遞角梁近乎平行。二層檐口做法和一層相似,老角梁後尾置於抹角梁之上,梁底高度也同前端的挑檐桁一致,因此也是近於水平的。從構件的形態來看,老角梁梁頭均作了類似於二分頭的做法。截面約4:5,仔角梁頭在端部約25cm處作弧線上翹,加強角部的效果。因此它的仔角梁頭指向側上方,包括套獸也是指向側上方的,這與大部分北方官式建築有所差別,因此應當說屬於一種地方做法。飛椽的截面為方形,截面均勻,直到翼角處也無撇扭。遞角梁頭削成象首狀。

3、山西太原晉祠獻殿

考察對象是晉祠聖母殿之前的獻殿。該殿為金代木構,三開間四進深五鋪作小歇山,梁架整齊清晰,繼承了宋代建築的做法,其角部做法也體現了木構建築的靈活性。老角梁外面的一端架在挑檐檩高度,出挑部分約1/3處開始,坎去約1/4高度做成螞蚱頭狀,而端部又作斜角,因此盡管老角梁內部斷面高度較大,然而從外立面上還是表現的非常輕巧。老角梁內端置於兩側的丁栿之上,正好墊在最邊上一個襻間斗栱之下,說明他的上緣高度和補間鋪作昂尾高度一致,並且在正面上對應了一個補間斗拱的後尾。因而盡間的開間正好是兩倍的第一步進深。由此從斜度來看,由於挑檐檩處的支點高度不變,老角梁的前端比椽位要高。再加上仔角梁的高度,屋角起翹是比較高的。仔角梁梁頭使用琉璃套獸,戗脊獸後使用三個小跑獸。從比例來看相對於明清官式做法,套獸較大,獸頭上似沒有用遮羞瓦,整體也無封檐板,因此翼角視覺上要輕巧一些,但其總體翼角坡度是向下的,而不像南方做法有反翹向上的趨勢。為了保持角部的椽高,老角梁上還置隱角梁使得戗脊外觀上非常平緩。椽子排布也用了單點輻射,靠近角部時更密一些,平面上略有生出。

太原晉祠獻殿
三、對於古建築翼角發展的思考角梁的變化。角梁變化主要在尺寸上、擺放的斜度上和加工程度上。從老角梁來看,構件斷面經歷了一個從小到大的過程。在南禅寺大殿的翼角中,老角梁的斷面高度約為1.6倍的椽徑,加工也較簡單,梁頭僅僅做坎平處理。在宋《營造法式》中,老角梁的高寬比約為3:2。《清式營造則例》也是3:2的高寬比,並且老角梁高約為椽直徑的2倍,在一些小式建築中角梁高度還是椽徑的3倍。角梁梁頭增大之後,角部的力學強度大大增加,可以承托更加復雜的瓦作構件,尤其是各種豐富的琉璃構件。由於角部椽頭也集中於很小的區域在角梁上擱置,因此也需要角梁強度更高。“生出”的做法也使角梁加長,個人推測為角部由於配合飛椽而加上了仔角梁高度後,原先足以保護斗栱免受風雨的角椽需要增加一些長度才能完成這個功能。加長的角梁必然需要更加合理的結構來處理後尾來解決其平衡問題,解決下滑和傾覆的問題。比較角梁與正身的關系,隨著時代的推移,角梁擺放的斜度與正身椽子的斜度也相差更大,從原來後尾在金槫之上。到逐漸下移,雖然在清代工部則例裡介紹的一種合抱金桁的做法。但是就民間來看,尤其是明清的南方建築角梁後尾搭在乳栿或者丁栿上,使得角梁近乎水平,是能夠避免下滑的;還可以見到一些做法,在角梁尾部承負其他構件,能夠防止其向外的傾覆。從老角梁的加工來看,唐以前的角梁加工方式比較簡單,與椽子類似。而到了唐晚期老角梁頭開始有簡單的曲線。到遼代的老角梁頭又多了一道曲線。宋代,老角梁頭較為方整,但下方已經出現了類似霸王券的曲線形式。而到了明清,老角梁頭常作霸王拳並且更
加模數化,然而因為很多地方或是宗教的原因,老角梁頭也可以發展成為很多特殊形式,有些非常具像。

屋面排水的處理。角脊和正脊一樣采用兩坡排水,因此對於脊兩側的坡度應當是稍大一些才能順利向兩側排水。由於角脊本身不是水平的,因此雖有向下排水的趨勢但和兩側坡度之間的角度就相對較小,因此角脊生起避免了這個兩側交接的薄弱環節滲水。正如正脊兩側的坡度因為舉折隨時代的變化也越來越大,那麼角脊相應加大兩側坡度也就是通過翼角的起翹來獲得這個效果。另外在翼角處,有意識的抬高老角梁外端,正是為了讓水流不要從翼角頂端流下,而盡量往兩側走。古人對角部的防水是很重視的,仔角梁出頭時要做套獸
保護梁頭,在老角梁出頭的情況下也會使用蓋瓦覆上。端部角梁若是低於水平線者,一般都出頭並采取防水措施;若仔角梁如南方建築高於水平者,則不出頭,隱於封檐板之後檐口勾頭瓦作連續排布,這就不用考慮梁頭的防水,而由於翼角的反翹,沿角部的排水已經非常少,雨水大都積極排向兩側相對不易返滲的地方,這對南方雨水較多的情況是很有利的。另外,屋面由於舉折的關系在檐口部分起坡較緩,容易積雪,而角
脊抬高之後增加了坡度也就減少了翼角積雪的條件,減小荷載。仔角梁對翼角最終形態趨勢的決定性作用。因為仔角梁的抬升高度關系了外形翼角的頂部高度。比較仔角梁在北方官式做法和南方的各種變化方式,如
《營造法原》所述,長江下游翼角部分的角梁也是上下兩層,上層可以做嫩戗或水戗,下層老戗。老戗與水戗和北方的老角梁位置、外形基本上相同,嫩戗卻和北方的仔角梁有很多差異,它與老戗的成角導致翼角更加高,相應的也就影響了角部和正身的關系,並形成立腳飛椽,不但能使角部生出更多,並且在角梁之間形成一個三角形結構,提高了角部的結構強度。而四川李莊地區的弦子戗用構件彎曲的方式使角部起翹,弦
子戗從角部的位置來看是由仔角梁發展而來,但它和飛椽卻沒有對應關系。椽子起翹弧度完全由弦子戗和檐口的蝦須支托構件作用的結果。因此弦子戗做法比江南嫩戗做法更加輕巧,但能獲得非常接近的外觀形式。

從細部節點上看,在四川弦子戗的出頭方式也各不相同。有三種不同形式,第一種是用封檐板包護弦子戗,
因而常見兩側封檐板能夠交匯到翼角端部;第二種弦子戗出頭與封檐板自然齊平,勾頭排布至角頂點,弦子戗頭部使用套獸狀瓦件(似鸱尾花紋),與兩側的勾頭瓦件相接;第三種弦子戗突出於封檐板延長線交點,弦子戗頭用兩三片線瓦蓋住。

除了上述的技術原因之外,翼角的發展和變化很大程度上也是一種審美的變化和差異性。不能否認工匠和普通居民的主觀的偏好,比南方人看到北方傳統建築的翼角不夠靈巧,而北方人也不一定贊同南方的翼角曲線美。盡管在解州關帝廟的檐角做法已經有了向上的趨勢,但終不及四川的弦子戗做法那麼純粹直接的起翹方法。因而固化這種地方做法顯然來自一種審美和建造施工的習慣,是長年經驗累積的結果,而不會是每次建造都研究其工藝是否合適的。不容否認的是,所有審美的基礎是建立在一種技術可行性之上的,因此從中國傳統建築的翼角發展來看,它的美是和一種結構理性的精神聯系在一起的,它所產生的曲線和動態美不像那平面上刻畫的那些隨意的植草花紋,而是體現了木材特性和工匠的創意。雖然從外觀上大體相同,但它的內容可以說隨著歷史的進程而豐富,並被各地的能工巧匠繼承
發展著。

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