王爽
中国自古地域辽阔,南北气候差异大。在建筑技术发展过程中,为适应不同环境,中国古代木构架建筑逐渐形成了不同结构方式的房屋类型,主要有抬梁、穿斗和井干3种方式。
抬梁式
抬梁式又称叠梁式,即沿房屋进深方向立柱,柱上架梁,梁上安置短柱,短柱上再置短梁,自下而上,逐层缩短并加高至屋脊,构成一组木构架。继而在相邻木架间架檩,檩上布椽,面阔方向以枋连接,构成双坡顶房屋的空间构架。抬梁式木构架属于梁柱结构体系,由柱、梁、檩、枋四大类基本构建组成,由层层叠起的梁和柱来传力,受力合理均匀,传力途径清晰明确。这种形式可根据需要采用跨度大的梁,使室内少柱或无柱,室内空间局部开阔,结构高敞稳重,主要应用于高等级建筑以及北方民居当中。抬梁式木构架是汉族木构架建筑的代表,使用范围最为广泛,在3种结构类型中居于首位。北方的冬季,气候寒冷,建筑物的墙体较厚,柱、梁、檩、枋的受力较大,需要粗大密实的木材建造,以抵御风雪的侵袭。
远古时期,挖土构屋以居之的穴居方式源于地势高亢、寒冷干燥的中原地带。穴居建筑逐渐发展走向地面,形成土木合构的建筑方式,这就是抬梁式木构架的主要技术渊源。抬梁式木构架在我国春秋时期已初步完备,汉代出土的陶屋明器及庭院画像砖上,已出现结构清晰、梁柱层叠的抬梁式建筑形象。唐代,木构架建筑技术取得重大进展,大型建筑逐步摆脱了夯土构筑物的扶持而发展为独立的木构架,抬梁式构架发展至成熟的水平,以佛光寺为代表的唐代抬梁式建筑充分显示出中国封建社会鼎盛时期的时代风貌。明清时期,全部官式建筑均采用抬梁式建造,抬梁式木构架技术进入高度程式化阶段。中国现存等级最高、规格最尊、面积最大的木构架建筑——北京故宫太和殿,就是抬梁式建筑的完美典范。
雄伟古朴、气势壮观的山西五台山佛光寺,无论在构造做法上,还是在造型比例上,都集中反映了抬梁式建筑的特点,在我国乃至世界建筑史上都占有重要地位,是中国木构架建筑体系成熟期的典型代表。另外,佛光寺的存在一举改写了我国无唐代木构建筑遗存的历史,使中国木构建筑成为名副其实的世界建筑奇迹。佛光寺为单檐庑殿顶,屋面舒缓大气,斗拱体量雄大、布局疏朗,充分展现了雍容大度、丰美自信的盛唐气象,中国著名建筑历史学家梁思成曾称之为“中国第一国宝”。
穿斗式
穿斗式是指以柱直接承檩,无须通过梁传递荷载的房屋建筑方式。穿斗式构架沿着房屋的进深方向立柱,每柱上架一檩,檩上布椽,屋面荷载直接由檩传至柱。每排柱子靠穿透柱身的穿枋横向贯穿起来,成一榀构架。每两榀架构之间使用斗枋和纤子连在一起,形成一间房间的空间构架。这种形式为小型殿堂和南方诸省所普遍采用。
穿斗式构架属于檩柱结构体系,以竖向的木柱来代替横向的木梁,柱子的顶部直接架檩,使檩上的屋面载荷直接传递到柱子。每根柱子只承担1?3根檩的载荷,因此对木柱的直径和密实程度要求较低,可以小材充大任。穿斗式建筑用挑枋承托出檐,可以不用斗拱,简化了悬挑结构;屋面不铺望板与背泥,直接挂瓦,减小了屋面载荷。在建造时,穿斗式建筑在地面拼装成一榀屋架后,再竖立起来,加上横向连接,构架具有较强的组合性和灵活性,能够适应多种地 形。
穿斗式木构架的特点是柱与柱之间的间距比较小,室内空间分割受到限制,难以建成大型建筑。南方地区气候炎热、雨量充沛,对房屋通风、防雨、遮阳的需求更为迫切。穿斗式木构架墙体薄、屋面轻、出檐大、用料细,建筑外观轻巧灵秀,能够满足南方民居的使用要求。
远古时期,依树构屋以居之的巢居方式源于地势低洼、虫蛇遍布的长江流域。巢居建筑逐渐走向地面,形成干栏式的建筑方式,这就是穿斗式木构架的主要技术渊源。穿斗式构架技术在汉代已经相当成熟,汉代出土的陶屋明器山墙上清晰地刻画出3根立柱直接承载檩,立柱之间有横向枋连接的穿斗式构架形式,这是当时十分盛行的做法。随着时代的发展,穿斗式构架凭借自身的优势与抬梁式构架形成了一种良好的互补机制,成为中国木构架最重要的方式之一。
四川民居多采用穿斗式屋架,利用地形因势修造,不拘成法。在同一住宅中,地平常常有数个等高线。住宅基地的退台有横向、纵向,造成屋顶高低的配合,加上屋檐一般不高,使人感到温适而明快。穿斗式建筑造型易建易修、通透轻盈,宜在温暖潮湿的地区建造。
井干式
井干式木構架不用立柱和大梁,以圆木或方木在水平方向做“井”字形架叠起来,木料端部在转角处十字交叉咬合,形成房屋四壁,如同古代井上的木围栏,继而在左右两侧壁上立矮柱承脊檩构成房屋。
井干式房屋的特点是结构稳定坚固,整体性很强。这种结构以木材层叠而上,既作为承重墙,又是围蔽结构。另外,井干式构架的中心对称性,使得纵架和横架的划分只有相对的意义,对每一个立面而言,都是纵架的表现。因此,在东汉崖墓、南北朝石窟的局部建筑形象中,能看到井干式纵架的显著效果。井干式建筑多层枋木重叠、累积的特点,为建筑材料的规整化、采用材份制提供了基础。井干式具有施工快且冬暖夏凉的优点,但井干式房屋对木材的需求量巨大,在木材稀少地区的发展受到限制,因此井干式房屋多在林区建造。
中国商代墓椁中已应用井干式结构,汉墓中也有应用,目前所见最早的井干式房屋的形象和文献都属汉代。在云南晋宁石寨山出土的铜器中就有双坡顶的井干式房屋的绘像。据文献记载,汉武帝所建长安建章宫即为“高五十丈,积木为楼”的井干台,可见汉代已能用井干式结构建造规模颇大的井干楼。井干式房屋在新疆、云南、吉林、江西、东北等林区建造较多。在3种木构架形式中,井干式使用范围最小。