汉代建筑木构架初探
包欢辉
1.西北工业大学,陕西西安 710072
摘要/汉代后世所常见的抬梁式、穿斗式、穿斗式以及井干式木构架已经出现,在我国的多处考古发现,汉代画像砖、画像石、以及明器陶楼中都有着重要体现。本文结合古今文献以考古发现做以参考,对我国汉代建筑木构架做以
介绍和研究。
关键词/汉代建筑考古木构架
一、 正文
1. 汉代建筑总体概况
在汉代的历史发展中,西汉初期国家刚刚统一,建筑形式与技术多沿袭秦代,
大型建筑为了体现宏伟、高耸,只能依靠夯土高台来增加建筑高度。此种做法起
源很早,《国语·楚语》中记载:“故先王之为台榭也,榭不过讲军实,台不过望
氛祥。故榭度于大卒之居,台度于临观之高。”反映了台的最初功能,其后又在
上面建造简单的木结构房屋,名为榭。榭逐渐演变成建于水边或花畔的开敞小楼,
供人们游憩。“秦代高台建筑宏伟、庞大,为了连接建在高台上的各个单独宫殿,
出现了阁,当时的阁就是阁道,是将高台上的宫室殿屋连接起来的高架道路”1,
由梁和柱组成。后世的阁便是在这种阁道的基础上发展演变得来的。西汉鼎盛之
时,建筑技术也随着经济发展向前推进了,人们渴望登高的愿望终于使得民间建
筑中出现了独立的楼阁。依靠自身结构搭建起来的楼阁建筑是汉代木构架进步的
最突出贡献,楼阁建筑的发展首先是受“仙人好楼居”思想的影响;其次是由于
汉代社会稳定,生产进步,人口剧增,而城市规模却不能无限制的扩大,为了安
置迅速增长的人口,解决他们的居住问题,节省建筑的占地面积,楼阁建筑出现
是必然趋势;最后一点木构架建筑结构已不能满足于高台的局限,对新技术的渴望和不断探索,使得汉代独立的楼阁建筑变成现实。此后,汉代的建筑技术突飞猛进,成为中国建筑史上的第
图1.1汉明堂辟雍复原图一个高峰期,不仅形成了后世一
直承传的传统木构架体系,砖石建筑也兴盛起来。现今遗留下来的汉代建筑均为砖石材质,可见砖石技术在汉代已经得到广泛应用。还出现了一种新的组合式建筑-明堂辟雍(图1.1),它是中国古代最高等级的皇家礼制建筑之一。“明堂是古代帝王颁布政令,接受朝和祭祀天地诸神以及祖先的场所。辟雍即明堂外面环绕的圆形水沟,环水为雍(意为圆满无缺),圆形像辟(辟即璧,皇帝专用的玉制礼器)。”
不仅如此,建筑屋顶形式已有硬山、悬山、庑殿、歇山和攒尖等,还出现了
重檐屋顶的雏形。庑殿正脊短,屋面、屋脊和檐口平直,屋顶正脊中央常饰有凤
鸟。中国古代木构架建筑中常用的抬梁、穿斗、井干三种基本构架形式此时已经
成型。斗栱也得到了极大的发展,汉代斗栱正式使用到檐部和平座之下,功能明
确,样式很多,还没有确定的模数和形式,但为后世成熟的斗栱奠定了基础。
2. 木构架的发展历史
早在原始社会,人们就开始用木头建造房屋,在淅江余姚河姆渡的新石器时
代遗址中,发现了大量木建筑构件,当时人们已经会使用榫卯技术。中国木构架体系形成于汉代,成熟于唐代,宋代在成熟化的基础上精致化,明清则达到高度成熟阶段。陈明达先生在《中国古代木结构建筑技术(战国-北宋)》一书中将中国古代木结构建筑技术的发展划分为五个阶段,汉代横跨其中两个阶段。
“第一个阶段:从战国到西汉末,这个阶段只有一些建筑遗址及间接资料。
奴隶社会末期就已出现的高台建筑,到战国时期大量兴建起来。高台建筑一般都
是规模宏大的,用夯土和木构架相结合的,聚合许多单体建筑在一个台上的建筑
形式。直到西汉时虽然已经开始出现了多层建筑,但许多重要的大规模建筑物仍
然继续采用高台建筑的形式。由此可见战国到西汉,建筑技术的发展是迟缓的。
虽然已有一些新发展的萌芽,但并没有突破高台建筑的范畴。
第二个阶段:从东汉初到南北朝末,这一时期只有东汉二百余年是一个全国
统一的时期,经济、文化有稳定持续的发展。手工业工人已经完全推翻了工商奴
隶主的统治,生产积极性大为提高,建筑技术取得显著发展。高台建筑已被淘汰,
多层建筑迅速发展,说明木结构技术的突飞猛进。出土的建筑明器中有的高达四、
五层。”
在汉代,建筑木构架已基本成熟,斗栱也正式使用在需要出挑的部位,屋顶
形式也丰富起来,是中国建筑史上具有重要意义的时代。更为突出的贡献是多层
楼阁建筑已经可以依靠自身结构的搭接,不再需要结构本身以外的支撑物,这个
结构上的进步使得后世的建筑可以向更高的形式发展。
3. 木构架的分类
汉代年代久远,汉代的建筑遗存至今天的木构件的建筑几乎没有,但根据当时的画像砖、画像石、明器陶屋等间接资料来看,四种木结构形式已经形成:抬梁式、穿斗式、干阑式、井干式。后世常见的抬梁式和穿斗式两种主要木结构在考古中多有发现。
3.1 抬梁式
出土的明器陶楼中大部分是抬粱式结构,顾名思义,抬梁式就是在柱上架梁,梁上又抬梁的结构形式。具体的是在房屋进深方向相邻两柱顶架一根贯通的横梁,梁上垫短柱或木块,上面再加一根稍短的横梁,这样层层叠加,最上层梁中间立短柱或三角撑,形成三角形屋架2。这种结构在我国应用很广,多用于官式和北方民间建筑,特别北方更是如此。优点是室内少柱或无柱,可获得较大的空间;缺点是柱梁等用材较大,消耗木材较多。主要构件,梁,柱,檩,枋。(图3.1、3.2)在出土的明器中,由于受材质的制约,很难表现出楼阁内部构架的形式,但是汉图3.1四川出土画像砖图3.2荥阳出土仓楼
墓的画像砖却反应出抬梁式的具体
形式,在四川成都出土的画像砖山墙面清楚的刻画出抬梁构架。抬梁式的优点在于增加了
房屋的跨度,节省了木材,所以在汉代及后世大量使用,而且只要调整各层短柱的高度,则可以方便的形成屋面举折。
3.2 穿斗式
穿斗式构架的特点是沿房屋的进深方向按檩数立一排柱,用穿枋把柱子串联起来,形成一榀榀房架(图3.3)。每两榀构架之间使用斗枋和纤子连接起来,不架梁。又称立帖式。这是用柱距较密,柱径较细的落地柱与短柱直接承檩,柱间不施梁而用若干穿枋联系,并以挑枋承托出檐。穿斗式构架房屋的屋顶,一般是平坡,不作反凹曲面。穿斗式施工简便,密列的立柱也便于安装壁板和筑夹泥墙,这种结构在我国南方使用较图3.3广东广州出土明器陶楼普遍,优点是用料较小,山面抗风性能好。因此
在中国长江中下游各省比较常见,在陕西、河南两地出土的陶楼中未见实例。同时穿斗式
跨度小,且柱子过密,室内空间不开阔,使用起来不是很方便。它有时和叠梁式构架混合使用。适用不同地势,基本构件,柱檩穿挑。
3.3 干阑式
干阑式多见于南方多雨地区和云南贵州等少数民族地区,主要特征是用柱子将房屋底层架空,上面再建屋,它具有通风、防潮、防兽等优点(图3.4)。河南、陕西两省出土的陶楼中没有采用此图3.4干阑式建筑图3.5三层绿陶水榭
种构架的。但是有些水榭构架类
似于此种干阑式结构。1955 年在陕县刘家梁 73 号墓出土的三层绿釉陶水榭(图 3.5)。底层由四根柱子将楼身架空在水面上,并有楼梯直接通往二层,底层纯架空,可能借鉴了干阑式底层做法。
3.4 井干式
将木材层层相叠,既是围护结构,又是承重结构的木构架体系。在我国古代文献中有“井干楼”出现,《汉书·郊祀志》较详细的
记载:“立神明台,井干楼高五十丈,辇道相属焉”。颜师古注曰:“井干楼积木而高,为楼若井干之形也。井干者井上木栏也,其形或四角或八角。”这段话形象的描述了井干结构形式,即将木材层层搭接修建,高度超过一层便形成楼(图3.6),这是一种早已出现的传统
修建方法,只是在追求建筑高度的汉代增加了其高度,但在技术上并未有创新,出土的明器中也未见有井干式建筑。图3.6井干式建筑示意
4. 木构架中的细部构成
4.1 柱子
汉代早期的柱子,在斗栱还未完全成型的时期,与古希腊、古罗马时期建筑体系一样,也出现类似“三段式”柱子,即由柱头、柱身和柱础组成。最早的木柱是直接插在地上的,为了防止柱子下沉,在柱脚放置石头固定,这就是原始的柱础。但是木柱埋在土中受潮易腐烂发霉,于是将木柱的底端上提至石块上,以石块作为基础,隔离土
地与木柱,这样一来石质柱础也成图4.1代柱头样式图4.2斗拱的演化
为了柱子的一部分,即柱础3(图
4.1)。此外柱和梁的结合部位也需要一个过渡性构件,原因是柱子为纵向构件,而梁是横向构件,横梁上的重力要向下传递给一个个点状的柱子,其柱头的面积较小,则较容易造成柱子开裂或弯曲,需要一个柱头来增大受力面积。最早的时候,柱头是斗形的,就是所谓的“栌”,再加一块称为“枅”的冠板,枅很快就发展为曲枅,与柱头的楶结合演变为栌栾,再后来演变成斗栱4(图4.2)。汉“考堂山郭巨祠”中有形似栌斗的柱头和柱础,之后这种上下有斗的柱头、柱础形式,渐渐演变成斗栱和柱础。
4.2 斗栱
斗栱5是木楼阁构架中重要的承重体系,早期柱头还没有斗栱构件,屋顶出檐较小,只能依靠自身结构出挑,满足不了建筑墙面防水的要求。斗栱出现后,大大改善了这种出檐小的状况,使得中国古代木构建筑结构更加完善,由于其结构功能和装饰性渐渐突显出来,斗栱最终演变成中国传统木构架建筑的重要标志。
斗栱是由方形的斗、栱、翘、昂、升组成。斗是承重的方形木块,承托横竖两个方向的重量,栱是弓形的短木,与建筑物表面平行,栱的中间有卯口,以承接与之相交的翘或昂,栱的两端向上弯曲如弓,其上安升子。翘的形式与功能和栱相同,惟方向与之垂直,与建筑物表面成直角。昂为前端下斜带尖的木材部件,在斗的中心线上前后伸出。升(也称升子),栱与翘或昂交点之间,栱的两端与上层栱之间的斗状方木块。升只承托一个方向的重量,只开一字口。斗栱结合起来,栱架在斗上,向外挑出,栱端之上再安斗,这样逐层纵横交错叠加,形成上大下小的托架。
斗栱的演变大致可以分为三个阶段:一、从西周到两汉,是斗栱
的初始形成与发展阶段;二、隋唐图4.3汉代柱式图4.4汉代斗拱
至两宋,是斗栱发展趋向制度化的
时期,斗栱的力学性能与建筑造型完美结合,是建筑技术与艺术互臻成熟的阶段;三、元
代至清代,斗栱的结构作用减弱而装饰作用强化,是斗栱的实质性退化阶段。”6汉代的斗栱的作用主要是承托挑檐,所以常有出挑形式,且几乎没有翘出现,只是在平行于墙面的平面内竖向传力(图4.3、4.4)。
4.3 枋梁
早期意义众多(如桥、堤坝等),一般可认为是指用木跨水,与桥异名同义7.至汉,始有屋梁之意,如《乐府诗集·十五从军征》:“兔从狗窦人,雉从梁上飞。”
在现存的地面汉阙实物中,确实出现了较多的仿木构特征,表现了梁枋的使用情况。遗憾
的是,汉代地面木构架实物资料极少,而汉画像砖石中出现梁枋的画面较少,又很概括,较难探讨。仅有关汉阙、住宅、桥梁的画像砖石中,有较为清晰的形象。四川出土的一幅画像砖,可了解到此时的梁似乎架于柱上(后世的斗口跳,或许与此有关),柱与柱之间使用了加强结构整体性的枋材(图4.5)。二层柱图4.5舂米(作坊)