甘孜州道孚县藏族民居“崩科”式结构浅析

周智翔 麦贤敏 张婷婷

【摘要】川西北藏族传统民居建筑是我国民居建筑界的一大瑰宝，其特有的木质建筑结构“崩科”在多次地震中展现出了优良的抗震性能，十分值得学习和借鉴。但是，在拥有优良抗震性能的同时，这种结构也存在着诸多的问题，如这种结构的房屋地基不够稳定、其外围护结构的墙体遭遇地震时很容易垮塌、屋顶过重容易导致墙体倾斜等。本文综合分析了“崩科”式结构的优点和缺点，并提出切实可行的改进方案。

【关键词】藏族民居；崩科；结构；抗震；改进

甘孜州道孚县地处青藏高原东南边缘的鲜水河断裂带，是青藏高原与四川西部平原的过渡地带。全县境内地形复杂、地貌多样，冰封的雪山、陡峭的峡谷以及变色土石林构成了一道道风景线。

鲜水河断裂带在历史上曾经多次发生地震，是一条著名的左旋剪切活动断裂带。1973年的地震几乎将县城夷为平地，1981、2003、2011年均有地震发生（周荣军等，2013）。

经过1973年7.6级的大型地震以及之后的多次中小型地震，当地居民发现传统的砖砌石堆的房屋往往损毁情况严重，然而一种以木材为主要结构材料的干阑式房屋“崩科”的受损情况相对而言要远远低于其他的结构类型（图1，图2）。之后，在道孚县的广大农村地区，“崩科”结构的房屋被不断推广，其造型也在原来的基础上不断改变，变得更加美观。

本文认为，虽然“崩科”这种结构有着优良的抗震性能，但是其建造时间过长、震后墙体垮塌严重、地基不够稳定、屋内采光不足等问题也亟待解决。通过对道孚县“崩科”式民居结构的调查与分析，本文综合阐述了该结构的优点和缺点，并提出切实可行的改进方案。

1、“崩科”式结构的特点

“崩科”一词出自藏语，意思是“木头架起来的房子”，有点类似于中国传统的“井干式”建筑（周荣军，2013）。

最简单的“崩科”式建筑的布局形式就是正方形，有点类似于“箱式结构”。将尺寸相仿的圆木从中间对半劈开，然后将这些处理好的木头横向堆砌，光滑的一面朝内作为房屋的内壁，与之对应的圆弧的一侧向外为外墙， 在四个边角处利用类似于“榫卯”的结构直接进行拼接，使木柱与木柱咬合在一起，而不需要任何的外界辅助工具，这样一层一层往上堆砌，达到相应的层高后再进行屋顶铺装处理。这样一个方块型结构直接立于地面上，却不用对地基进行任何处理。

然而实际的民居结构不仅仅只有四周的木质外围护墙体，在房屋内部，还会选择结实的圆木作为柱子，一排排的柱子上再搁置梁，梁的最外围直接搁置在外围的木构架上，形成类似一榀榀的“房架”，然后再在梁上搁置直径稍微小一点的圆木作为檩条，檩条的最边缘亦搁置在方形的木框架上。这样一个“崩科”式房屋基本构架完成，之后在檩条上再铺设上细小的树枝，树枝上再均匀涂抹上泥浆层，泥浆上再覆以厚实的粗土层（以实现屋顶保温的目的）作为屋面。最外围四方的由全木咬合起来的木框架、房屋内部的柱子、连接柱子与周边木框架的梁和檩条，这三者共同构成的整体相互咬合在一起，在地震来临时不易发生较大程度的变形。这是整个“崩科”式结构能够抗震的精髓所在。

2、“崩科”式结构的发展历程

2.1 平面布局的演变

在“崩科式”建筑的平面布局上，当地的建筑工匠通常把四根柱子所围合起来的空间称为“空”，大家都以“几空”来计算房屋的面积。如上一节所提到的，最开始的平面布局都是正方形的，房屋一般都为16空、25空、36空等。其中一空大约为10平方米。

后来经过了几次大型地震后，当地居民发现长方形的平面布局能够更好的保护房屋结构，所以平面布局就逐渐变成了24空、30空等布局形式，这种做法除了增强抗震性能外，还增加了屋内的采光面积。

除此之外，“崩科”式建筑中各部分房间的使用功能在平面上的分布也不断发生着变化。以一栋二层房屋为例，最开始的时候一层用来圈养牲畜和储藏物资，二层用于生活起居和诵经；后来随着生活条件的改善，牲畜的饲养间从房屋中分离出来搁置到了院落的一角，而后一层就完全充当储物间的角色，二层仍然用作起居会客空间，但是其中会在核心位置隔出一间房作为经堂，也有的人家将经堂放在三层。经堂部分是整栋建筑中最重要的部分，内部空间大多装饰精美，这里是一家人诵经的场所，是他们灵魂的寄居地。

2.2 梁柱结构的演变

位于“空”这种基本结构单位四个角落的柱子与梁的承接方式也有着多种多样的布局形式。

最初的结构形式是需要衔接在一起的两个梁是位于同一条直线上，柱子直接立于两个梁的正下方，接头处采用木铆钉衔接，但是这种结构在地震来临时很容易松垮，后来逐渐演变为两个梁并列排放，在其下方垂直方向放置一截横木，然后木柱再顶着这截横木安放。这样做极大地增加了梁柱结构的稳定性。

2.3 墙体格局的变化

在“崩科”式建筑的木质框架结构外围还有一圈以石材和土为原材料的围护结构，这圈“保护层”在漫长的历史长河中也历经了一次次的变革。最初的时候当地的工匠会选择一些造型比较完整的块条石作为基地，然后顺着木结构的墙体往上，在块条石上面再铺设上一层碎石，并以泥沙合缝，这样一层层往上叠加。

这种结构的保温性能不错，可是遇到地震等灾害时就变得不堪一击，而且其掉落的碎片对内部的“崩科”式木框架来说也存在较大的威胁。之后工匠们从以下几个方面来对外墙结构进行了改进：1、增加墙体基底层的厚度，然后逐渐往上收分，外形酷似梯形，形成一种类似“头重脚轻”的格局，这样做可以减轻墙体上部的荷载，保证墙体结构的稳定性；2、采用水泥等新型建材来对块条石进行合缝处理，这样可以使得块条石与碎石之间的缝隙变得更小，进一步增强其保温性能，同时粘合性增强可以使得外墙结构更加稳固。

2.4 门窗体系的变化

最开始的时候由于类似于玻璃、塑钢窗之类的建材还未在藏区普及，当地居民的窗户大多开洞较小，而且由于没有玻璃覆盖，大多数窗户上采用雕花镂空的造型，这样一来增加了美感，其次增强了保温性能，唯一美中不足的是这种造型的窗户大大削弱了窗户作为屋内采光媒介的价值。传统做法的“崩科”式建筑屋內大多数比较阴暗，后来当地工匠不断改进做法，将现代建筑中的玻璃窗融入到传统的民居建筑中。首先做的就是增加了窗洞的面积，为了使开出那么一大块“空洞”的墙体依然稳固，人们会在窗洞的上下两边增加两道梁，然后将窗框拼入其中。

3.“崩科”式结构的抗震性能分析

“崩科”式结构优良的抗震性能众所周知，下面就从整体结构上、原材料的选择、外墙等几个方面对其抗震性能进行分析。

3.1整体框架结构的抗震设计

首先从选材上来说，木材的柔韧性要远远优于其他建筑材料。用木材做主体结构材料，在地震来临时不会像砖石材料容易散架，“崩科”四周都相互咬合在一起，梁檩之间通过木铆、栓子等辅助材料连接在一起，然后再和四周的“崩科”结构连接在一起构成一个整体。当地面晃动时，这个整体构架的各个部件之间相互抵触，将主要作用在柱子和梁上的力分散到“崩科”这个大型组件的各个部分，从而避免整体结构的破坏。

除了上述抗震性能外，当地的工匠还人为地在“崩科”木框架最外围的承重柱上采用了抗震设计手法。在最外围的柱子上按照上、中、下的顺序把柱与柱之间用截面为矩形的木条连接起来，当地人称其为“欠”（从上往下依次称为天欠、腰欠和地欠）。这些条形的“欠”将这些处于外围位置的柱子连接在一起，同时在“欠”与柱子相交的地方会用类似铆钉的栓将这两者牢固地连接在一起，以免发生松动。

柱子、梁、拥有“崩科”结构的外墙这三者共同构成的抗震体系互相咬合在一起，在地震来临时不至于因为外力过大而散架。

3.2 外墙的抗震设计

道孚当地的传统民居为了保暖的作用一般都会在“崩科”式木结构四周夯筑起一道一层楼高的外墙体。

主要有三个方面的改进：第一，采用类似于“收分”的形式，底层基石比较宽，然后向上叠加的时候逐步收分，最终呈现一种“头轻脚重”的格局，这样能够减轻上部荷载稳定墙体结构的重心，保证整体结构的稳定性；第二，融入现代化的建筑材料——水泥，水泥的粘合性比较强，在粘合块条石和碎石后能够使得墙体结构更加稳定，而且不会出现像以前用土填缝所出现的那么多缝隙，进一步增强了墙体的保温性能；第三，道孚当地的工匠们巧妙的将外围护砖石墙体和木质“崩科”式框架之间留出一段间隙，这一巧妙的做法可以有效的保护木框架结构，因为受到地震波的影响后最外围的砖石墙体会变得脆弱，虽然采用“头轻脚重”的方法，但是还是存在垮塌的危险，这样与木框架隔出一段距离后可以使得松散的砖石可以尽量往外部散落而不是全部堆到木框架上增加木框架墙体的荷载，这样尽量减轻木框架的受损。

4.“崩科”式民居建筑在现实应用中存在的问题

虽然传统的道孚“崩科”式民居有着诸多优点，当地工匠们也想办法去克服存在的问题，但是依然存在着一些问题虽然处理过但是仍然效果不佳。

4.1 震后外围护砖石墙体垮塌严重

当地的工匠虽然通过一些手段来增强外墙的抗震性能，但是经历多次地震后人们发现这个问题虽然有所缓解但是依然存在。只要地震的级数一高，外墙都会出现不同程度的垮塌。

4.2“崩科”式建筑地基不稳定

一般在建造房屋之前都会先打下地基然后再立柱架梁，拥有一个稳固的地基可以尽量减轻房屋在地震时的损伤。但是道孚传统“崩科”式建筑是直接安放在地面之上的，利用屋架自身的重量使房屋下沉后形成地基，这样的做法对于处于鲜水河地震带的道孚县来说存在很大的隐患。

4.3 屋顶结构过重导致墙体倾斜

对历次地震后的相关资料分析可以看出，“崩科”式结构建筑的屋顶以及二层的阳台全是由木质的宽大的梁和椽子木构建而成的，上面再覆以树枝和砂土层以泥沙拌合，待这一层处理好之后再在其上覆盖上一层厚厚的粗土层，约为15～20厘米的厚度，最后以颗粒较细的砂土抹面。这样做虽然能够起到很好的保温、隔潮作用，但是这无形中增加了屋顶的重量（汪婧，田凯）。再加上该建筑结构地基不够稳定，在地震发生时其“头重脚轻”的造型容易导致墙体的倾斜，势必寻找一种方法来减轻屋顶构架的重量。

5. 对道孚传统“崩科”式民居建筑的改进建议

5.1 在外围护墙体上采用“钢笼”结构

为了有效应对发生地震时外围护砖石墙体的垮塌问题，本文建议应把现代化的建筑手法和传统的藏族民居建筑工艺相结合对该类民居进行加固。可以把一个类似于钢架的结构和内部的木框架连接在一起，钢架结构和木结构之间仍然留有一段距离，然后把钢条置于两个拼接在一起的块条石中间，中间的缝隙用水泥填上。在往上叠加的过程中仍然按照“下厚上薄”的原则，以尽量减轻墙体上层的重量，稳固整个墙体的重心。

把钢架结构和原先单独一面的墙体相结合，钢架结构本身就较为稳固，块条石和钢架拼接在一起能够增加外围护墙体在遭遇地震时的稳定性，减轻墙体的损毁情况，尽量避免对木框架结构的破坏。

5.2 通过对地基的处理来增强“崩科”式建筑的抗震性能

传统“崩科”式建筑在建造时只是平整出一块地，然后直接把木框架结构安放于其上。本文建议按照平面结构在平整出的地块上挖出一道道与木柱直径相当的“基础”。在“基础”内部可以采用铺砖或者混凝土浇筑的方法，为“崩科”式结构的重要部件，如立柱、横木拼接形成崩科的位置，独立构建出一块基础。这样做可避免木柱等重要构件直接与地面相接，最大限度的减轻土层自身变动（如受雨水侵蚀等）对房屋的影响。同时将这些重要构件安放于类似于“台基”的结构上，增大了与地面的接触面积，减小了对地面的压力，从而避免产生类似于直接安放于地面上所产生的不规则沉降。这样可进一步增强整体结构的稳定性。在地震发生时，地基结构稳定，可最大限度地避免了由于地基松散对房屋结构的破坏。

5.3 减轻屋顶及阳台层的铺装物的重量

传统道孚民居屋顶以及二層阳台层的设计都是采用树枝与夯土层相结合的办法来处理的。平屋顶的做法一来没有坡度的处理，雨天很容易产生积水；二来这种“头重脚轻”的做法使得屋顶的重量无形中增加了不少，在发生地震时上部荷载过重极易引起房屋变形。

本文建议将原先厚厚的垫土层换成新型轻质泡沫混凝土材料。这种材料不仅材质较轻，而且保温隔热效果良好，用其代替原先厚达20多厘米的垫土层可以大大减轻屋顶和阳台层的重量。

道孚县处于高海拔地区，昼夜温差相差极大，冬季夜晚最冷时能达到零下30多度，所以对于轻质泡沫混凝土中发泡剂的选择至关重要，应该选择比热容较大的，这样就不会因为热胀冷缩而引起混凝土材料的破裂。

另外，现今道孚民居的二层阳台已逐步失去晾晒谷物的功能而逐渐演变为一个公共的休憩空间，所以轻质混凝土也可以在二层阳台上加以运用，混凝土材料浇筑成型后外形美观而且不易产生灰尘的堆积。

另外可以在屋顶层的适当位置做一些坡度为1%的散水面，以方便雨雪清扫。

6.小结

道孚县“崩科”式传统民居建筑是当地建筑工艺发展活生生的记录者，如何更加有效地将富有特色的传统民居与现代化的建筑工艺相结合，使得这种建筑结构能够更加有效地抵抗地震灾害，这是每一个民居设计者应该考虑的问题。

本文从外围护墙体、地基以及屋顶阳台层三个方面提出了一些切实可行的方法，希望能够给当地人在之后的房屋建造过程中提供一点点帮助。

基金项目：本研究受国家自然科学基金（51348004）及中央高校基本科研业务费专项（11NZYBS10）资助，同时得到西南民族大学教改项目、西南民族大学硕士学位点建设项目、 西南民族大学研究生创新型科研项目资助。

作者简介：

周智翔，西南民族大学城市规划与建筑学院，硕士研究生。

麦贤敏，博士，副研究员，西南民族大学城市规划与建筑学院副院长。

张婷婷，西南民族大学城市规划与建筑学院，硕士研究生。

参考文献

[1]田华，田玉萍.民居防震的杰出典范[J].中国减灾，2009（03）：54-55.

[2]周荣军，赖敏，李大虎，梁明剑等.2011年4月10日四川炉霍Ms5.3级地震强震记录与震害特点[J].成都理工大学学报（自然科学版），2013（04）：220-222.

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[5]田华.建造“诺亚方舟”——道孚藏族民居的抗震智慧.防灾博览，2008（04）：32-35.

[6]汪婧，田凯.新都橋镇藏式民居的历史与特征[J].第十九届中国民居学术会议论文集（上）：196-197.