(苏州大学 江苏 苏州 215000)
中国传统建筑的檐口与屋面在应对环境因素时有其采取的被动性策略,而不是很多人认为的中国传统屋面与檐口的形式是出于美学考虑,杨鸿勋曾这样论述:“土阶栽柱的高大建筑,出于防水而要求出檐深远;为保证室内遮阳、采光、通风和形体崇高,又不能使檐口低垂。”[1]
檐口对檐下木结构能起到一定的保护防止其被雨水侵蚀的作用那是不言而喻的,然而出檐的深度对檐下木结构有着怎样的关系?这还要从雨水的特征分:雨滴的收尾速度为4.8m/s至7.7m/s,而各地区雨季平均风速又有所不同。以苏州为例,苏州地区雨季平均风速为2.42m/s。若取雨滴收尾速度最小值,那么雨滴水平速度与雨滴垂直速度最小值为0.5。据考证,苏州各个建筑檐口与建筑高度都符合这一比例。如玄妙观三清殿副阶,总檐出距离为259厘米;檐口高度为506.88厘米;总檐口与檐口高度比值为0.51,符合上述论断。
中国传统屋面以其平缓的曲线著称,香山帮著作《法原》中第二章《提栈总论》专门介绍了以香山帮为代表的江南传统屋面曲线规律,更有“镶金叠步翘瓦头”之说,有部分学者从美学方面考虑。而大部分学者仍然认为其与环境呼应的被动因素有关。王天先生在《古代大木作初探》中提出了因古代屋面须铺瓦的缘故,而铺瓦的方式为前后压搭,若采用直屋面,就容易出现瓦前张口的现象,使得雨天雨水囤积,进而发生虹吸现象,导致屋面漏水并腐蚀屋面木结构,所以折屋的屋面相较直屋面更有利于排水。
因江南天气潮湿多雨,再加上地势低洼,导致土地容易向上散发湿气。这对现代建筑都有着不小的危害,而对于木结构的传统建筑而言若是遇到这样的环境更是灭顶之灾。所谓“干千年,湿千年,干干湿湿两三年。”所以如何应对苏州地区不利于木结构因素也是香山帮匠人需要面临的困境。
在《法原》第一章《地面总论》中便提到:“其法先铺三角石,以木夯夯之,谓之领夯石。其上附石多皮,以附石之多少,称一领一叠石,一领二叠石,一领三叠石。叠石之上四周驳砌石条,称为绊脚石。以石料之整乱,分塘石和绊脚石。”[2]
该层层砌石的做法可以有效的防止地面湿气的上升,保持室内干燥,同时“屋内地面,恒较户外为高”的做法同样使得建筑摆脱了地面湿气的困扰。
柱础的做法是最为人所熟知的对木结构保护的措施。《提栈总论》中记载的柱下石质的鼓墩与木质的,在宋《法式》中均有记载。《法式》卷第五《大木作制度二》中,即有“造柱下櫍”条款。“櫍”是一块圆木板,垫在柱脚之下、柱础之上。櫍的木纹一般与柱身的木纹方向成正角,有利于防止水分上升。并且当开始腐烂时,可以抽换,而使柱身不受影响,不致感染而腐朽,可以避免更换大的结构构件。
中国传统建筑因材料的特殊性,并历经几千年的发展已经形成了一套独特的木构建筑体系,更有“墙倒屋不塌”的佳话。从中国传统木构建筑的构型及节点便可一探中国古代建筑对木材力学性能的理解与运用,可以说中国传统建筑每一个构件每一个节点都对整体有着或多或小的贡献。
月梁的形式普遍存在于中国南方传统建筑的扁作厅,因其造型独特而极具装饰性,月梁以减去直材端部以及中间部分材料的方式取得柔和的弧形曲线,其整体形式像一轮新月而得名。而因其在整个厅堂中的作用不难猜测其独特造型与其受力方式有关,通过对梁两端截面削减(卷杀),可导致月梁所承受的最大应力减小。究其原因,通过对月梁的受力分析便可得知,梁上部的力由竖向通过梁转为横向,再转向竖向将力向下传递,而适当的在月梁不收力的区域适当的消减可使里的传递方式更加流畅,所以在宏观上梁的性能便有所提高。
而柱子在端头使用卷杀同样有着异曲同工之妙,使其和上方斗拱的栌斗和谐的过度,这种过度不仅是视觉上的,更是在力学上的,使柱子受压使能保持稳定。
斗拱是多个构件叠合而成的组合,在形态上,斗拱是上大下小,头重脚轻的层级分明的建筑构件。在功能上,完成了传统建筑屋面做法与屋身的转接,是古代建筑中名副其实的结构转换层。因为中国传统建筑屋面做法复杂,其受力情况更是难以梳理。并且中国传统建筑全部为坡屋顶,怎样去解决坡屋顶所产生的侧向推力也是个难题。斗拱的作用在这里便不言而喻了。首先,斗拱完方向成了力方向上的转化,在不借助外力的情况之下,平衡了屋面坡面方向所产生的侧向推力将力全部转化为竖直方向;其实,斗拱对力有着集束作用,将上部复杂的荷载情况通过斗拱的约束和分流,最后集中于一点将其传递至下部,使整个屋架受力明确;此外,在某些构件受力薄弱环节通过加装斗拱也可实现力的合理分流,另外一些斗拱的变体(例如雀替、连机等)同样对力的分流有着重要贡献。
减柱造与移柱造在大木的结构体系中颇为引人注目,一方面是它不露痕迹地处理了空间,另一方面也是因为它给予了使用者在空间上与众不同的知觉体验。
减柱造兴盛于元朝,由于经济文化等各方面因素,当时的建筑十分流行建减柱造,虽然早期的做法颠覆了传统,而且在受力上缺乏一定的理性思考。然而在艺术上简化了建筑造型,在功能方面使建筑内部空间具有连续性和完整性。
明清时期的江南传统建筑也流行减筑造,使得内四界与前卷空间连为一体的减筑造在江南地区颇受欢迎,由于未落地的金柱柱头被装饰成花篮状,因此得名“花篮厅”。但是这种花篮减柱做法是用“破二作三”的空间分割去实现的。这种“破二作三”的做法背后,是有心理上的暗示作用。打破内四界室内的限定,去除室内与室外的空间屏障及 视线屏障,从而使得身体更亲近室外空间。[3]
通过分析中国传统建筑形式得出其形式并非主观因素主导的,而是在限定条件下对建筑被动策略的探索而具备了传统绿色智慧,经过不断改良而产生的我们如今所见的建筑形式。而对传统建筑绿色智慧的挖掘,对当代建筑提供了一条新的思路。