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发布时间:2020-07-16 12:53:08

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作者:姜彧 主编

出版社:化学工业出版社

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古建筑工程手册

古建筑工程手册试读:

前言

中国有五千年文明史,有辉煌和灿烂的历史文化,这些在中国古代建筑实践中得到充分的体现,形成了丰富多样的建筑形式、风格和样式。中国古建筑文化具有丰富的内涵,是世界三大建筑体系之一,曾有过秦汉、盛唐、明清三次历史发展高潮,经历了数千年的历练、实践与发展,而今成为举世瞩目的文化遗产,独树于世界建筑文化之林。

今天,随着社会经济的迅速发展和大规模的开发建设,许多有历史价值的古建筑的修复和保护成了迫在眉睫的任务。同时,随着各地旅游事业的发展,风景名胜区的建设以及与之相关的古建筑修复保护、重建、仿造,都需要真正的、科学的古建筑设计与施工。

本书着重介绍古建筑设计与施工的必备知识,内容包括:古建筑常识、基础与台基工程、古建筑砌筑工程、古建筑石作工程、木构架工程、木装修工程、古建筑屋面工程、地面及甬路工程、油漆彩画工程,可供古建筑设计、施工及管理人员使用,还可供建筑院校的师生参考。

本书在编写过程中参阅和借鉴了许多优秀书籍、专著和有关文献资料,并得到了有关领导和专家的帮助,在此一并致谢。由于编者的学识和经验有限,书中难免存在不妥之处,敬请有关专家、学者和广大读者批评指正。编者2013年10月1 古建筑常识1.1 古建筑的发展历程

建筑的起源,首先应该是对功能的要求,其次是建筑的材料,在两个条件都具备的情况下,才有建筑美的要求。这三个条件是随着经济的发展,科学技术的进步,各个时期不同的功能要求和对建筑美的不同需求而变化的。这就是说建筑的产生和发展是与人们生活的需要和科学技术的发展密切联系的,是新技术、新材料等的实况反映,在一定程度上体现了人类进步的历程。

中国古建筑的发展历程如下。1.1.1 原始时期(公元前206年以前)(1)砖、瓦

砖是建筑用的人造小型块材,以黏土为主要原料,经泥料处理、成型、干燥和焙烧而成。春秋战国时期已开始烧制方形和条形砖,到秦、汉时期,制砖技术,砖的生产规模、质量、品种都有了显著的发展,世称“秦砖汉瓦”。此时的砖还不普及,建筑墙体和地基主要用土版筑。

西周时制造出了筒瓦、板瓦和瓦当,表面多刻有各种精美的图案。西汉时期工艺取得了明显的进步,使瓦的质量有较大的提高。中国生产的黏土瓦由于材质脆、自重大、片小、施工效率低,现代建筑中已很少使用。(2)木结构榫卯

在这一时段早期,中国木结构建筑就已经开始使用榫卯技术。榫卯技术的应用,使梁、柱能牢固结合,提高了房屋的坚固程度。河姆渡木构架榫卯连接如图1-1所示。图1-1 河姆渡木构架榫卯连接(a)转角柱榫卯;(b)平身柱榫卯;(c)加销梁头榫1.1.2 汉代(公元前206~公元220年)(1)砖

汉代砖瓦(图1-2)生产技术取得了长足进步,砖瓦得以大量生产。汉瓦有筒瓦和板瓦两种,无釉,涂石灰以着色。瓦当有文字、动物、植物三种纹饰。汉代工匠已懂得用砖发券,并有专用券砖。砖的种类有普通砖、发券砖、地砖等。普通砖条形,砌墙用;券砖上大下小,用于券栱;地砖方形,铺砌地面;空心砖制成梁柱形状,形状有长方条、长方块、三角块等。图1-2 汉代砖瓦(a)汉代空心砖;(b)汉代瓦当(2)柱

汉代立柱多为棱柱,柱径与柱高比值较大,由柱根向上急杀,外观肥矮。柱与础有平接和榫接两种,榫卯方向与后代相反,即榫在础上,这种柱与础的连接方式容易破坏柱子,逐渐被废弃。汉代墓室石柱如图1-3所示。图1-3 汉代墓室石柱(3)斗栱

汉代斗栱形象主要见于崖墓。柱上安栌斗,上施一斗三升或一斗二升栱。斗栱硕大、笨拙,造型简单,主要起结构作用。(4)门窗

门窗均是简单的几何图形,绝大部分窗是方形,有少部分是三角形。门已采用衔环饕餮装饰,为后代铺首之始祖。(5)屋顶

四阿顶(庑殿顶)、九脊顶(歇山顶)、不厦两头(悬山顶)、硬山顶、攒尖顶在汉代都已存在。屋顶坡度及四角已渐显卷杀之势,为后代曲面屋顶之始。1.1.3 魏、晋、南北朝(公元年)

这一时期宫殿与佛教建筑十分活跃,当时开凿了大量的石窟建筑。这段时期的建筑逐渐脱离汉代风格,呈现出新气象。流传至今的有石窟、佛塔、陵墓等。(1)柱

从石窟等实例推断,棱柱较常见。柱身向上斜收,无卷杀。柱径与柱高比值有所减小,外观较前代清秀。柱头斗栱多为一斗三升,栱心小块已演化成齐心斗。补间出现人字形斗栱,即叉手,为前世所不见。(2)塔

随佛教传入的佛塔,原为埋葬佛骨的坟墓。传入中国后,与本土建筑相结合,形成了具有本土特色的建筑,其功能、外形也发生了较大变化。塔的平面绝大多数是方形,如山东历城神通寺塔等。(3)石窟

东汉时传入中国的佛教,此时逐渐发展壮大,佛教建筑大量出现,成为这一时期的重要特征。流传至今的有规模巨大的石窟,如甘肃敦煌石窟、山西大同云冈石窟、河南洛阳龙门石窟、甘肃天水的麦积山石窟、山西太原天龙山石窟、河北磁县响堂山石窟。这些石窟的规模和雕刻各具特色,总体上反映出佛教的兴旺和发达。1.1.4 隋、唐时期(公元581~907年)

这一时期寺观建筑十分活跃,遗物较多,除流传至今的石窟外,还有少量木构建筑及部分砖塔。石窟有山西太原天龙山石窟和河南洛阳龙门石窟。木构建筑有山西五台山南禅寺大殿、佛光寺大殿。砖塔有陕西西安慈恩寺大雁塔和荐福寺小雁塔、河南嵩山法王寺塔、北京房山云居寺塔等,塔平面均呈方形。建筑平面布局为四面围墙,中轴线上立堂,倚围墙修建回廊以利交通,每面正中或适当位置辟门,四角建角楼。(1)柱

木结构立柱径高比进一步缩小,甚至小于1:9。柱头开始采用卷杀处理,使柱头呈曲线收分,造型更加优美、清秀。檐柱侧脚、升起处理,柱头向建筑物内部微倾,使建筑物更加稳定。(2)斗栱

斗栱结构功能不变,构件增多,装饰性增强渐趋复杂。角科斗栱已经完善,斗栱逐渐向标准化方向发展,为宋代以斗栱材栔高为建筑基本模数奠定了基础。以短柱或人字形叉手作为补间铺作(图1-4),这一点与后代有所不同。图1-4 补间铺作(叉手线描图)(3)门窗

各种花式门窗逐渐增多,建筑物的立面装饰增强。

当时已普遍使用筒瓦,屋角已明显起翘,但仍不似后代明显。正脊两端鸱尾逐渐定型,尾内曲,外缘有鳍状边,正脊中安宝珠代替前代凤凰等其他装饰。(4)砖

汉代通行的券栱技术主要用于墓葬,此时已逐渐应用在其他建筑上,并在技术上有所突破,如赵州桥券栱。1.1.5 五代、宋、辽、金(公元907~1279年)

宋、辽、金均注重宫殿营建,虽然宫室建筑已全部不存,但佛寺建筑散布于华北各省,塔、幢等数量更多。宋代建筑的作风及手法特征显著、规则明确、比例适当,逐渐发展出特有风格。除遗留众多实物外,更有宋崇宁二年(公元1103年)颁行的《营造法式》一书,为研究中国建筑变迁和做法提供了重要资料。(1)柱

宋、辽、金的木构建筑遗物中,佛教建筑所占比例较大。结构方法前承唐,后启元、明。立柱有梭柱和直柱两种,梭柱是将柱的上三分之一做卷杀处理,现存木柱柱头均略有卷杀。柱的升起与侧角成为宋代基本准则,内柱则视情况不同,酌情撤减。(2)枋

唐初的普拍枋扁而宽,到北宋及以后,逐渐加厚。(3)斗栱

斗栱又分柱头铺作、补间铺作、转角铺作。构件有斗、栱、昂,斗又有四种,栌斗集中承受上部重量,再传给立柱。宋代斗栱已成为标准构件,全部建筑物都以横材之高的1/15,即“分”为基本模数。《营造法式》将木材分为八等,根据建筑物大小决定用材等级。规定材高15分,厚10分,两材间距6分,以斗垫托,称为栔,材、栔高之和谓足材,高21分。材分制如图1-5所示。图1-5 材分制(a)材栔构造;(b)足材比例(4)梁

梁袱有明袱和草袱之分,如室内有平棊(吊顶),则用草袱承托屋顶,若“彻上明造”(不吊顶),则用明袱负重。明袱又分为月梁和直梁,直梁较为普通,月梁则较少见。平梁之上立侏儒柱承檩,侏儒柱两侧用叉手斜撑加固,唐代只有叉手,至明、清之际演变成只有侏儒柱而无叉手。双重角梁已成定制,大角梁为一直料,下端作蝉肚或卷瓣。仔角梁折起,梁头斜杀。(5)屋顶

四阿顶是宋代最尊贵的屋顶,其正脊向两头延伸,即后世所谓的推山。瓦有筒瓦和板瓦,筒瓦仅用于殿阁、厅堂、亭榭等,板瓦用于厅堂及普通屋舍。视屋的大小和等级,将瓦分为若干种。屋脊由多层板瓦叠砌而成,脊两端置鸱尾。(6)彩画

营造法式的彩画制度相当严格,图样很多。彩画以红色为主,用退晕之法控制颜色深浅,其法至清代依然沿用。1.1.6 元、明、清(公元1279~1912年)

元、明、清三代奠都北京,都市营建延续近六百年,使都市规模日渐庞大和完善。清雍正十二年(公元1734年),工部刊行的《工程做法则例》成为清官式建筑的标准,对规范工程营造起到了一定作用。元、清两朝皇帝信奉藏传佛教,引进西藏佛教建筑,使中原地区增加了新的建筑形式。明清之交,基督教会传入西洋建筑样式。清末,与欧美接触频繁,西洋建筑式样深入都市,民间旧建筑传统日渐衰弱,传统标准动摇,中国建筑陷入混乱状态。(1)柱、梁

元代以后,梭柱仅在南方使用,而北方则使用直柱。清代北方官式用柱径高之比为1:10,柱身收分约为1%,无卷杀。柱下用石础,础上雕素鼓镜。各地民间建筑的立柱长短、大小、方圆无定则,使用较为随意。

櫍是一圆木块,垫在柱脚之下,柱础之上。櫍的木纹一般与柱身木纹垂直,以阻止柱础传上来的水分上升。櫍腐朽时,可以抽换,以防止柱身腐烂。明末清初,木櫍逐渐淘汰,代之石櫍。

江南、巴蜀地区柱础多高起,目的是为了防潮。由于柱础外露面积大,柱础(图1-6)雕刻得到了充分的发展。图1-6 柱础(a)北方官式柱础;(b)南方柱础

柱梁构架在唐、宋、金、元时应用十分灵活,至明、清则显单调,多每缝立柱,少有为增加活动空间而抽减柱的做法。梁断面日趋接近正方形,清官式梁断面宽高比为5:6,在力学上很不合理,材料浪费严重。梁架与柱之间,多直接卯合,将斗栱省去。至明、清两代,已无明袱、草袱之别,无论在平暗上下,做法相同。月梁只偶见于江南,官式做法中已不再使用。

唐代之前,平梁之上只立叉手承脊檩;宋、元立侏儒柱,辅以叉手;明、清以后,叉手消失,改为侏儒柱加角背承托脊檩重量。(2)斗栱

就斗栱结构而言,元代与宋代是同一时期的两个阶段。元代斗栱比例尚大,昂尾挑起,仍保持杠杆作用,两朵补间铺作最常见。柱头铺作耍头增大,后尾往往自耍头挑起,已具明、清斗栱雏形。

明、清两代斗栱与殿屋之比例,日渐缩小。辽、宋时期,斗栱全高为柱高之半,至明、清时仅为柱高的1/6~1/5。补间铺作日渐增多,昂多平置,杠杆作用消失。阑额(额枋)在比例上渐趋粗大,之上的普拍枋(平板枋)缩小。阑额与普拍枋之组合,宋、金、元为“T”形,至明变为平齐,至明末则反成“凸”字形。

明、清以后已完全失去前代的材栔观念,而以斗口宽度作为建筑的基本模数。(3)屋顶

明、清沿用前朝屋顶等级制度,以四阿顶(庑殿顶)为最尊,九脊顶(歇山顶)次之,悬山顶又次之,硬山为下。

宋代的屋架举折制度,至清代成为举架。宋代先定举高而各架折下,清代则先由檐步按五举、六举、七举、九举递加,故屋顶全高为各架递加结果,基本观念与前代不同。

清代将四阿顶(庑殿顶)正脊向两山推出,称推山。其制度始于营造法式的“两头增出脊槫”之法,至清代逐架递加曲度,技术臻至成熟,使屋顶造型更加优美。九脊顶(歇山顶)的两山,宋代多与稍间铺作取齐,清代向外端移出,大致与山墙取齐,故两山三角部分面积加大。(4)砖、瓦

墙壁材料自古有砖、版筑、土砖三种。清代磨砖对缝之法使砖缝更整齐,墙体更美观。砖雕及琉璃成为砖墙上常见的装饰。元代之前,砖栱顶主要用于墓室,少用于地面建筑。明中期以后,地面建筑大量应用砖栱顶,留下大量实物,如山西五台山显通寺、太原永祚寺、四川峨眉山万年寺均有无梁殿。

明、清两朝沿用前朝旧制,仍使用筒瓦和板瓦。清代琉璃瓦使用极为普遍,黄色最为尊贵,用于皇宫及孔庙;绿色次之,用于王府及寺观;蓝色像天,用于天坛;其他紫黑等杂色,用于离宫别馆。清代屋脊正吻,宋代称鸱尾,宋、金、元鸱尾比例瘦长,至明、清时近方形,上端卷起圆螺旋,已失去尾的形状。宋代叠瓦为脊,而清代则预制成分段脊瓦构件。

北京地区一般民居,上覆俯仰板瓦,作清水脊,脊两端翘起,称“朝天笏”或“蝎子尾”。

北方冬季寒冷,屋内需要保暖,因此椽上多施望板,板上施厚草泥,上覆瓦垄。南方气候温和,屋顶遮风蔽雨即可,因此在椽上直接浮放仰瓦,上覆俯瓦,不施灰泥。(5)栏杆

与宋代相比,明、清石栏杆在比例上趋向厚拙,木栏杆则较纤弱。明、清栏杆是一整体石板,将寻杖之下荷叶墩间镂空。栏板之间立望柱,故所呈印象望柱如林,与宋代勾栏风格不同。因各地环境不同,庭园建筑的勾栏样式千变万化,极富趣味。(6)门窗

自唐、宋至明、清,造门制度在基本观念及方法上没有本质变化。营造法式小木作中的版门及合版软门,为后世所常见。连楹通过门簪卯于门额,唐至宋初门簪为两个,北宋末期之后则演变为四个。门板上所用门钉,至明、清成为纯粹装饰品。

屋内槅扇所用方格、球纹、菱纹等图案,《营造法式》中已有记载,为明、清宫殿必用形式。《营造法式》所载各种直棂窗或波纹棂窗,至清代仅见于江南民居,少见于官式建筑中。清式支摘窗及槛窗,则未见于宋、元以前。相对来说,江南民居的窗格纹样图案变化多,制作更精巧。(7)彩画

清官式彩画有和玺与旋子两大类。和玺彩画将梁枋分为若干格,格内以走龙、蟠龙为主要母题。旋子彩画在梁枋近两端处作分瓣圆花纹,以旋数及金色多寡定等级。离宫、别馆、民居有作写生花纹的,更有将评书、戏剧人物绘于梁枋的。(8)雕刻

明、清以后,雕刻装饰除用于屋顶瓦饰外,还用于阶基、须弥座、勾栏、石牌坊、华表、碑碣、石狮等处。清代已有一整套程式化的雕刻法则,工匠思想受到束缚,发挥不及前代自由,雕刻作品的艺术水平也随之停步不前。(9)牌楼

牌楼是明、清特有的建筑类型。明代牌楼以北京昌平十三陵的石牌楼规模最大。牌楼是标志性建筑,多被安置在一组建筑群的最前面,或立在一座城市中心,或大街的两头,具有门的特点。牌楼按建造材料的不同可分为木牌楼、石牌楼、琉璃牌楼三种。按功能不同分为标志性牌楼、大门式牌楼、纪念性牌楼、装饰性牌楼。1.1.7 民国(公元1912~1949年)

民国时期,欧美建筑师在各通商口岸极力推广、开拓建筑市场,加之中国留学生推波助澜,欧式建筑之风大盛。中国建筑师们逐渐注意到传统建筑的民族特色,并做了有益的尝试,如朱启钤先生组建营造学社,吕彦直先生设计了南京中山陵等。

随着人口的增长、经济的发展,人类对建筑的实用性要求增强,钢筋、水泥等现代高性能材料的出现,适应了这一要求,而传统建筑不能适应这些要求,正逐步退出建筑市场。但是,有一点是肯定的,中国古建筑是中华民族的性格、艺术及思想的体现,承载着中华民族的文化和历史。因此,我们应当认真研究自己的建筑文化,把民族特点体现在现代建筑中,形成具有民族风格的建筑类型。1.2 古建筑的形式和特点1.2.1 古建筑的屋顶式样

中国古建筑的屋顶式样包括庑殿、歇山、悬山、硬山、攒尖、卷棚、盔顶等。(1)庑殿

庑殿也称“四阿顶”,即四坡屋顶,一条正脊、四条戗脊。它是中国古代屋顶式样中最隆重、最庄严、等级最高的一种,只有皇宫和皇家寺庙才能使用。庑殿有重檐和单檐之分,重檐的等级高于单檐。例如,现存中国古建筑中规模最大、等级最高的故宫太和殿就是重檐庑殿式。(2)歇山

歇山又称为“九脊殿”,九脊即一条正脊、四条垂脊、四条戗脊。从形态来看,歇山的上半部分与硬山或悬山顶类似,下半部分又与庑殿类似,是上述屋顶的组合;从做法来看,当建筑物的面阔与进深接近时,采用庑殿就会使其正脊过短,既有碍美观又在结构上不好处理,采用歇山则可避免上述问题。在等级上,歇山仅次于庑殿,因其造型优美,所以使用较为普遍。歇山也有重檐和单檐之分,著名的天安门城楼就是重檐歇山式。(3)悬山

悬山是两坡式,屋顶两端悬出山墙之外。悬山式主要用于宫殿和寺庙中比较次要的殿堂和一般民居建筑。在北方悬山常有“五花山墙”的做法(图1-7)。图1-7 五花山墙悬山(4)硬山

硬山也是两坡,与悬山不同之处是两端山墙升起,高出屋顶,屋顶两端到山墙为止,不悬出山墙之外。南方地区在城市和村镇房屋密集的地方为了防火而做出的封火山墙也属于硬山,而且由于封火山墙的造型多样,成为南方民间建筑最显著的地方特色(图1-8)。硬山式建筑广泛应用于民居、宅第、祠堂、庙宇、书院、会馆、店铺等建筑上。图1-8 南方各地封火山墙造型(5)攒尖

攒尖有四角攒尖、六角攒尖、八角攒尖、圆形攒尖等多种式样,多用于亭、阁等建筑,有时也用于宫殿。其在建筑群体组合中起两种作用:大型攒尖顶突出中心;小型攒尖顶(亭子)用于点景。

以上五种是基本式样,此外还有一些变化的式样。(6)卷棚

卷棚式是两面坡屋顶在顶部相交处形成弧面,没有正脊。因为没有正脊,所以卷棚顶看上去较为柔和,造型轻快秀丽,因此多用于园林和风景建筑,很少用于庄重宏伟的大型殿堂。卷棚式屋顶常见的有卷棚歇山和卷棚悬山两种,卷棚歇山通常用于比较华丽的楼阁,而卷棚悬山一般用于一层的普通建筑和连廊等。(7)盔顶

盔顶不同于一般中国建筑屋面的凹曲形式,而是凹曲面和凸曲面的结合,造型比较奇特而华丽,类似古代将军的头盔。由于其外形上的独特性,所以常用于重要的风景建筑和纪念建筑。1.2.2 古建筑的形式

中国古代的建筑形式主要包括殿堂、楼、阁、台、亭、榭、轩、廊、舫等。(1)殿堂

殿堂指皇宫、衙署、庙宇、祠堂、会馆等建筑群中轴线上的主体建筑,是建筑群的中心。在通常情况下,“殿”和“堂”又有所差别。一般按规模和等级来区分,大的称为“殿”,小的称为“堂”。其建筑宏伟壮观、装饰华贵。一般面阔为单数,台阶、屋顶一般为歇山、庑殿等式样,规模较小的也用悬山、硬山,且殿前多有广庭,其大小视建筑性质而定。(2)楼、阁

楼和阁指多层重叠的房屋,出现于战国晚期,主要用于军事,供登高瞭望。汉至南北朝时,文人墨客多有登高习俗,楼渐渐成为风景园林建筑。从此,凡用来登高远眺的建筑均以楼、阁命名。古代城墙上多建楼阁,称为“城楼”。此外,文人住宅和寺院内也多建楼阁,住宅的楼阁多用于藏书、读书,或为闺楼、绣楼,寺院楼阁多用于藏经。(3)台

我国古代春秋至秦汉时期,皇家宫苑营建中盛行高台之风,其上进行祭祀、观赏、娱乐等许多活动。其基本形制是夯土筑高台,外砌砖石,上建殿堂或楼阁。台成为上面殿堂或楼阁的一个巨大基座,使其更为高耸、壮丽。我国古代宫殿常建于高台之上,以显示帝王至高无上的地位,例如著名的秦代阿房宫主殿、唐朝大明宫含元殿等。(4)亭

在我国古代,亭的种类很多,按功能来划分,数量和式样最多的是园林和风景区的“景亭”。此外,还有用于其他目的的,例如立碑的碑亭,路边供人休息的凉亭,护井的井亭,悬挂钟鼓的钟亭、鼓亭等。按平面和屋顶式样来划分,有四方、六方、八方、圆形等。此外,还有各种特殊的形式,例如扇面、套方等。

在古建筑设计中不仅要考虑好亭子本身的造型,亭子位置的选择也尤为重要。因为对亭子本身造型的考虑是在选定基址后,依所在地段的周围环境进一步研究亭子本身的造型,使其与环境很好地结合起来。亭子位置的选择对于建筑群,尤其是园林的空间规划是非常重要的,在选择位置时既要考虑游人停留观景的需要,还要考虑亭子对景色点缀的作用。(5)榭

榭,一般指建在水边的建筑,大多出现在园林之中。《园冶》中说:“榭者,藉也。藉景而成者也。或水边,或花畔,制亦随态。”虽然其时隐于花间者也可称榭,但今天榭以水榭居多,通过架立的平台一半伸入水中,一半架立于岸边,跨水部分多为石梁柱结构,而挑出水面的平台也是为了便于观赏园林景色,获得难得的池岸开阔视野而设。

南方私家园林水池面积一般较小,所以榭的尺度也不太大,平面开敞,造型通透、灵动,建筑装饰精致、素雅。

在北方皇家园林中,与广大面积的水面相应,榭的尺度也随之加大,有些作为单体建筑物的水榭被一组建筑群体所取代,而建筑风格也呈现浑厚、持重的特点。与皇家园林的格调相配合,装饰以红柱、彩画、黄色或绿色琉璃瓦,色彩浓重。(6)轩

轩的主要特点:轩的选址宜于高旷之处,居高临下,以便于观景。轩是一种比较特殊的建筑形式,一般是一面无墙壁、门窗,对外全开敞,人可坐在其中观景。有的做有格扇门,但可全部打开。轩有临水而建的,与水榭相似,但一般不像水榭那样伸入水中。为形成清幽、恬静的气氛,轩还常采用小庭院形式,这种小巧、精致的空间适宜静观近赏,而花木与山石成为庭院特色设计中的着眼点,例如听雨轩中的芭蕉,看松读画轩中的古松等。(7)廊

廊是作为建筑物之间的联系而出现的。中国建筑对廊的使用非常灵活,在庭院中用抄手廊、回廊组织空间,在园林中更发挥了其在理景上的巨大作用——它既可做风景的导游线,又可用来划分空间、增加风景的深度。

廊的基本特征是窄而长,这种长的特征表达了一种方向性,具有运动、延伸、增长的意味。还有一种中间用墙分隔的廊,称为复廊,在园林设计中,因为中间的隔墙既可划分景区又可形成隔而不绝的空间渗透效应而得到许多造园家的青睐。(8)舫

园林设计中除台、榭等之外,还有一种仿船的亲水建筑称作舫。江南园林水面较小,不宜划船,而园主又想在游玩饮宴、观赏水景时有泛舟水面之感,由此形成“舫”这一建筑样式。舫一般用石砌成船体形状,上面再建小型建筑。尾端与岸边相连,前端伸到水面上。人坐舫中饮茶休闲,打开窗户四面观景,如坐船上。1.2.3 古建筑的功能类型和特点

从使用功能来看,中国古代建筑主要可分为以下类型:宫殿、衙署、坛庙、宗教建筑(寺观、塔幢、石窟等)、城关、园林、民居、书院、祠堂、会馆、店铺、牌坊、桥梁等。(1)宫殿

宫殿则泛指皇帝处理朝政和生活起居的建筑群。皇宫建筑严格按照中轴对称的方式布局,而且其中轴线往往就是整个都城的中轴线,例如北京故宫。皇宫总体规划一般分为前后两大部分,处理朝政的主要殿堂一般都在前部,称为“前朝”。皇帝、皇后、太子、妃子、宫女、太监等居住生活都在后部,称为“后宫”或“后寝”。

作为皇居所在的九重禁地,礼的秩序也是宫城规划与建筑布局的关注重点。中国古代礼制中有“五门三朝”和“左祖右社”的规定,以后各朝代都沿用此制度。所谓“五门三朝”,是指皇宫建筑前面必须要有连续五座门,而皇帝上朝的殿堂也必须要有三座。五门分别是皋门、库门、雉门、应门、路门,三朝是指外朝、内朝、燕朝。所谓“左祖右社”,是指皇宫的左边是祭祀皇帝的历代祖先的祠庙,右边是祭祀社稷之神的社稷坛。这里说的“左”、“右”是按皇帝在宫中坐北朝南的左右。

礼的核心是等级思想和等级制度,礼仪制度首先注重的是皇家建筑。作为皇家建筑的宫殿的设计,自然强调天下一统的最高权力。因此,宫殿建筑的规模、式样、色彩、装饰等都必须是最高等级的,它是最高权力的象征。(2)衙署

衙署是古代中央和地方政府处理政务的机构,分别掌管中央和地方的各级行政、司法等事务。中央政府主要有六部:礼部、吏部、户部、兵部、刑部、工部。京城衙署大多建于指定的集中地段上。地方政府按级别分为府、州、县衙,在宋以前多建于子城之内,由办公处所、官邸、监狱等组成。

从平面布局来看,衙署常采用传统的四合院格局,以衙署的行政等级高低来确定中轴线上庭院的多少以及建筑规模的大小。主要建筑有审理案件和办理公务的正堂(按衙署规模的大小往往又有大堂、二堂甚至三堂)及附属建筑,包括仓库、军器库和监狱等。

衙署建筑严格遵守官式建筑的等级制度,威严、庄重的风格是其特点。作为统治阶级权力的象征,衙署常拥有高大墙垣、气派的门楼、肃穆的基调,其最重要的作用是彰显统治者的权威。(3)坛庙

坛庙是中国古代的祭祀建筑。中国古代的祭祀不同于宗教,有感恩和纪念的意思。祭祀建筑分为“坛”和“庙”两类。一般祭祀自然神灵的是“坛”,例如天坛、地坛、日坛、月坛、社稷坛、先农坛等。纪念人物的是“庙”,也有的叫“祠”,例如孔庙、关帝庙、屈子祠、张良庙、司马迁祠等。

祭祀仪式是坛庙建筑的重要设计依据。坛和庙在建筑形制上是有区别的。坛是露天的,为垒砌的坛台,在坛台上举行祭祀活动。坛的设计融入了中国哲学自然观和阴阳五行说的象征手法,创作出具有高度艺术水平的建筑形象。如天坛是圆的,地坛是方的,是中国古代“天圆地方”的自然观的象征;社稷坛上用青、赤、白、黑、黄五色土填筑,象征东南西北中五方。和坛不同,庙是必有建筑的,一般由大门、拜殿、正殿、厢房等建筑构成。正殿中供奉被祭祀者的神位或神像。祠庙建筑中最特殊的一类是孔庙,又称“文庙”,专门用于祭祀孔子,这是中国现存古代汉碑数量最多,规格最高的庙宇。古代礼制规定孔庙(文庙)建筑享受皇家建筑的等级礼遇。(4)宗教建筑

中国古代本来是没有正规宗教的,东汉时期佛教传入,同时道教也开始形成,于是产生了一种新的建筑类型——宗教建筑。中国较早的宗教建筑主要有佛教寺院、塔幢、石窟和道教的宫、观,较晚的有伊斯兰教清真寺和基督教教堂等。前者体现的是中国传统建筑的风格和式样,而后者主要是外来的建筑式样。在此,主要介绍佛教建筑和道教建筑。

①佛教建筑——佛寺。佛教寺院多选址于名山大川或深山之中。从功能来看,佛寺建筑主要分为宗教活动及生活用房两部分,采用中轴对称的院落布局。从总体布局来看,佛寺建筑也有一个发展变化的过程。早期佛寺在主院正中建佛塔,塔和殿前后立在同一轴线上,也有的塔和殿在同一个院内横向并立,这种布局方式叫“塔院式”。唐以后,塔逐渐移出寺院中心,甚至有的寺院没有塔。明代以后佛寺布局基本定型:中轴线上的主体建筑主要有山门、天王殿、大雄宝殿、藏经阁等,其次还有法堂、方丈等。寺庙中轴线以大雄宝殿为中心,也有少数以观音阁为中心的。僧众的生活场所作为次要建筑常位于后半部或旁边。

②道教建筑——道观。道教建筑一般称观或宫。道观布局沿袭中国传统的院落式布局,主院落位于中轴线上,两侧及后部安排厨、库、居室等,建筑采用殿堂的模式,前为影壁、牌坊,后为重要殿堂。道观的主要建筑以三清殿为中心,其次有玉皇阁、斗姆阁等。为适应道教的打醮等仪式的露天活动,殿前需设较大的月台。道家不主张形式的限制,有的道观与一般寺庙主殿在后的设置不同,将最大殿堂设于前部,还有道观大殿后用穿堂与后殿相连形成工字形平面,形式较为特殊,现存道观在布置上与佛寺基本相同,只是没有塔幢。(5)城关

城关是在古代城市周围建造防御性构筑物,是古代城市防御的重点工程,这些防御性建筑或构筑物主要是城墙、城楼和城壕。

①城墙。为了保证军队的活动,城墙顶面上必须保证相当的宽度,一般在8~10m以上。为保证墙体的坚固,墙体下部比上部厚,其断面呈梯形。城墙外侧有箭垛,又称“雉碟”。城墙在主要城门入口往往做成“瓮城”,以加强防御的能力。长长的城墙面上常有一段段向外突出的墙面,称马面,上有敌台。

早期的城墙为土筑,明以后,砖的产量增多,从都城到地方城墙皆已用砖石包砌。

②城楼。城楼是指建于城墙上面的建筑物,包括城门上方的城门楼,城的四角和其他转折处的角楼,马面上的敌楼等。

城门楼不但可使城市入口处壮丽、雄伟,还有举行宴会和庆祝活动的功能。战争时期城门楼又因其居高的优势而使其上层可瞭望观察敌情、指挥战斗。城楼有箭楼和阁楼两种形式。箭楼承担重要的防御功能,砖砌厚墙,墙上有层层排列的方形射孔;阁楼的防御要求较低,而在美观上的要求较高。四周做柱廊,墙上做木构隔扇门窗。一般城墙主入口做瓮城时,瓮城前面一座做箭楼,后面一座做成阁楼。河流多的江南古城常有水城门,是河流进出城墙的出入口。

③城壕。城壕即护城河,设于城墙之外,作为城墙下的障碍物,壕池宽且深,只在城门入口处做吊桥跨河入城。(6)园林

在中国古代,园林又有苑、囿、山庄、别业等多种名称。早期的苑囿,其功能除了居住、游乐以外,还包括种植、放养、狩猎等。早期的皇家苑囿中可种植果树、农作物,收获为皇家享用;放养珍禽异兽和一般野生动物,皇帝常带领军队入园内狩猎,作为皇帝习武练兵的一种方式。因此,这一时期的苑囿都占地范围极大。后来皇家园林中这种种植、放养的功能逐渐减弱,居住游乐成了园林的主要功能,于是园林的占地也就没有必要那么大了。

中国园林是中国古代天人合一、崇尚自然的哲学思想具体的、艺术化的体现,其基本的旨趣就是遵循自然、模仿自然。堆山叠石、凿池开渠、种花植树,一切都以模仿自然形态为准则。明代著名造园家计成在其造园学专著《园冶》中精辟地总结了中国造园的基本思想:“虽由人作,宛自天开”。

在数千年的造园历史发展中,中国园林形成了两种主要的风格和类型,即皇家园林和私家园林。

皇家园林的基本特点是:占地面积大,视野开阔;开挖大片湖面,象征东海;湖中做岛,象征东海神山;园中主要建筑中轴线对称,次要建筑随地形自由布局;建筑精巧,装饰华丽,体现皇家气派。

私家园林的基本特点是:占地面积小,小桥流水;水面小,不做岛屿;堆山叠石,曲径通幽;树木掩映,层次丰富;建筑布局随地形景物而设,比较自由;建筑造型丰富多变,装饰朴素淡雅,体现文人雅士的审美情趣。(7)民居

民居,即住宅建筑,一般指传统的住宅。古代遗存的或现代按传统方式建造的住宅都可以称之为民居。

中国传统民居的最大特点就是地域性,在各地不同的地理气候条件下,在各地方各民族不同的生产生活方式的影响下,形成了中国各地民居建筑不同的风格、式样、类型等,概括最具代表性的有合院式、天井院落式、窑洞式、干栏式、土楼式、碉楼式和毡包式等。(8)书院

书院的基本功能是讲学、藏书、供祀、游息。与此对应形成讲堂、斋舍、藏书楼、祠庙及园林等规制。

书院布局依照功能分区的原则,前为讲堂,后为斋舍,或中间讲堂,两旁斋舍。藏书、祭祀的建筑一般在后部或旁边。按古代礼制,凡办学必祭奠先圣先师,所以书院中都有祭孔子的殿堂。长沙岳麓书院因其地位较高,设有独立的文庙,并依“左庙右学”的规制设于书院左侧。书院选址非常讲究,“择胜地”、“依山林”,以作为静心读书的地方。而且,儒家把对自然山水的欣赏视为怡情养性、陶冶情操的重要手段。对环境风景的选择和经营成为书院建设的要务。历史上著名的书院,如江西白鹿洞书院、河南嵩阳书院、湖南岳麓书院皆选址于风景优美之处。即使建于城中,书院也尽可能开园辟池,以添环境秀色。

书院的建筑不尚华丽和气派,朴素淡雅,无过多装饰,体现文人的审美情趣和书卷气。(9)祠堂

祠堂从广义上讲,属于坛庙建筑中“庙”的一类,即祭祀纪念人物的建筑。而作为民间祭祀祖宗的祠堂,又称家庙、宗祠。由于其数量之大、分布之广,而往往被单独视为一个建筑类型。

从建筑性质来看,祠堂具有公共建筑的特点:被族人用来进行祭祀、聚会、处理宗族事务,或用于看戏,甚至用于办学等。从规模上分为大型和小型两类。小型祠堂仅为一进庭院,前为大门、后为殿堂、中间庭院两侧以廊或厢房相连。大型祠堂有三进甚至四进,在大门与正堂之间有一个过厅,也叫拜厅。拜厅一般只有柱子,前后均无墙壁门窗,完全开敞,人在拜厅中朝正殿祭拜。正殿中供奉祖宗神位,两旁有夹室,用于存放祭器和族谱。有的还在大门之后建有戏台。

无论祠堂是大是小,它都是为强化家族意识、延续家族血脉、维系家族凝聚力而存在的。加之家族之间互相攀比,务求宏伟壮丽,所以祠堂常为一地显赫的建筑,以高大的体量和华丽的装饰显示家族的实力。(10)会馆

会馆形成较晚,它是封建社会后期商业经济发展的产物。由于商品流通和人口流动,为加强同乡或同行间的联系而由商业、手工业行会或某一地域商人集资兴建的一种公共建筑。

会馆有行业性会馆和地域性会馆两类。行业会馆是同行业的商业、手工业行会的商务办事机构和公共活动场所,如盐业会馆、布业会馆等。地域性会馆是由旅居一地的同乡人合资兴建的,供同乡聚会、联络感情和提供食宿方便的场所。清代北京就有会馆300多所,省一级的会馆如四川会馆、山陕会馆、安徽会馆、湖南会馆等,县一级的会馆如绍兴会馆、浏阳会馆等。

会馆大小规模和建筑工艺是否讲究取决于该会馆的势力,但不论大小皆有相似布局:前为大门、戏楼、广庭,后为大殿、后殿。大门常与戏台合建,殿堂数量依规模大小由一个至数个不等。两侧厢房一般用于会馆办公、议事,住宿一般设在旁边的小院之中,常以小天井、四合院的形式布置,自成一区。

会馆是商业行会和地方势力的形象代表。因此,其建筑无不耗资巨大,极尽雄伟华丽。形式上具有宫殿、庙宇的特点,体量高大、装饰华美。

同时,会馆又具有浓郁的地域特色。它不仅在于会馆建筑表现出来的所建地区的地域特色,还表现在会馆使用者故乡的建筑文化理念与当地文化的交融上,使会馆呈现出丰富多彩的表现手法。(11)店铺

中国古代的店铺并无特殊的建筑式样。一般就是城市住宅建筑的式样,沿街并列而立。大店铺只是比一般住宅要大,在大堂中布置柜台;小店铺就完全是街边住宅,只是在前面临街的一面设柜台。店铺和住宅是相互结合的,一般有“前店后宅”和“下店上宅”两种形式。传统店铺临街面的建筑形式与城镇住宅无太大区别,只是附加上一些商业性的装饰。(12)牌坊

牌坊也叫牌楼,是中国古代一种纪念性建筑。中国自古有“表闾”之制,将功臣姓名及事迹刻于石上,置于里坊之门——闾门以表彰其功德,这种闾门渐演化而为牌坊。牌坊多立于城镇村落的大路入口等处,作为纪念性建筑,表彰某人的功绩德行,或作为某一重要建筑的入口标志。牌坊上的小屋顶叫“楼”。从建筑的角度上说,柱上有屋顶者称为牌楼,无屋顶的称为牌坊,现在一般已无严格区分。

牌楼按其间数、柱数和屋顶的多少界定大小规模,尤以柱数、间楼为要。四柱三间为最常见的规模,六柱五间为大型牌坊,用于很宽的道路或皇家陵墓前;按屋顶多少又有二楼、五楼、七楼、九楼的区别。一般柱子不出头,柱子出头伸到屋顶之上的叫“冲天牌楼”。按建造材料,牌楼又可分为木牌楼、石牌楼和琉璃牌楼等。

牌楼的平面多呈“一”字形,独立无依,因此,应注意它的稳定性处理。木牌楼的柱子要埋入地下,埋入深度应达到地坪以上柱长的一半,柱底还应有若干砖石垫层处理。柱脚的夹杆石也应随柱子一起埋入,以保护柱脚,防止腐烂,同时加强柱子的强度。民间一些牌楼,还在四隅增设角柱,平面呈形,俗谓之“八字坊”,可以加强稳定性,并使牌楼的形象立体化。皖南等地还有立于十字路口平面呈“口”字形的牌楼。(13)桥梁

我国古代桥梁按结构形式主要分为三大类:梁桥、拱桥、悬索桥。按建筑造型分为平桥、拱桥、廊桥。

在古建筑中,桥不仅仅是作为交通联系而存在的,桥的艺术造型与所在环境景观的结合更为突出,尤其在风景园林中桥的运用起着很重要的作用,特别是南方地区常用的廊桥(风雨桥),以其优美的造型,成为重要的景观建筑。1.3 古代的建筑模数1.3.1 模数的产生及其意义

在现代建筑设计中,根据建筑标准化的要求,选定的标准尺度单位,称为建筑模数。作为建筑物、构筑物配件、建筑制品及有关设备等尺寸相互间协调的基础。以模数的基数为基础,可以扩大成为系数值,组成模数数列。建筑模数的产生是提高设计标准化、生产工厂化、施工机械化的重要条件。古代建筑的设计和施工,在何时已有模数,并标准化尚不清楚,但根据现存的古代建筑物的实际测量得知建于公元782年和857年的唐代南禅寺大殿和佛光寺大殿,已经应用了“材份”制。由此推测至迟在唐初,材份制已经形成了。在建筑工程中产生的模数制,是反映了中国建筑工业发展的历史进步。主要表现在以下几方面。

①模数适应于大规模建筑。在建筑工程中,各个工种间都以模数为依据,分工预制构件,是实现大规模营建的必须手段。

②模数便于经营理财,以取得最佳经济效益。

③模数便于合理使用原材料,增进构件、配件的通用性和互换性。这是建筑规模日渐扩大的必然结果。

我国古代建筑工程中使用的:宋代的“材份”制,清代的“口份”(即斗口),都是建筑模数。1.3.2 宋代的“材份”

宋李明仲著《营造法式》中的“构屋之制,以材为祖,材分八等,度屋之大小,因而用之”,就是说应以建筑物的规模、体量、用途来选用“材份”。材份制,简化了设计方法;是标准化、规格化的手段;是将大木构造统一化的措施。(1)材分八等

材的基本尺度,在《营造法式》中称为“广”、“厚”,即断面的高和宽的尺寸。由第一等至第八等材的断面面积由大向小推算,应用范围也是由高大的宫殿、厅堂到一般的房屋和亭榭,具体见表1-1。表1-1 宋式等材尺寸应用范围注:1尺=10寸,1寸=10分,1分=10厘,1尺=0.33米。(2)材(单材)、栔、足材

①材。即单材,材是断面为长方形,高、宽的比例为3:2的木材加工的模数单位,它的高宽比是不变的。

②栔。栔的断面形式与材相同,高、宽比例亦为3:2。栔的尺度依材而定,其高、宽为“材”的高、宽的五分之二。

③足材。材上加栔是足材。其断面呈“凸”形,材和栔之高相加是足材的总高度,如图1-9所示。图1-9 单材、足材(a)单材;(b)足材(3)“材份”的运用《营造法式》中说:“凡屋宇之高深,名物之短长、曲直,举折之势,规矩绳墨之宜,皆以所用材之分以为制度焉”。就是说设计时只要确定建筑类型,建筑物各部位的比例,构件的大小尺寸,都用“材”、“栔”作为度量的标准单位。房屋的间广、柱高、层高、椽平长、各种构件的长度和截面大小,以及各种构件的艺术加工,建筑物各部位的详细尺寸、全部按材份计算出来。

材份是尺,是一把代数尺,代表八种长度的尺,可以用下面的公式表示:L=KX  (1-1)式中 L——间广、进深、梁长、柱高及一切构件的长度和截面尺寸;

K——代表已经确定的数据,如间广300份、柱高250份、径两材一栔等,作为已知数;

X——代表八等材的份值,如一等材份值6分,二等材份值5.5分。

由此可见,用材份设计的同类房屋,在使用不同等材时,虽然大小不同,但从整体到每个构件,都是几何相似形。可见用材份设计是包括建筑和结构在内的标准化方法,使全部设计和工料预算、施工等工作都能统一进行,便于管理。(4)“材份”制是保证结构安全的设计方法

到宋代时,木结构建筑物已有三种类型,即殿堂、厅堂、余屋。殿堂应当是规模体量最大的建筑,并且是质量要求最高、制作最精细的重要建筑。厅堂次之,余屋更次之。但无论是哪一个类型,保证结构安全都是第一的。材份制就包含了这方面的内容,即材料力学和结构力学的内涵。在建筑中的梁、槫、椽等都是压弯构件,受弯构件,截面上的应力与截面矩量成反比,而与弯矩成正比。一旦跨度变了相应的荷载也变了,弯矩也变了,构件的截面也应当变了。按现代计算方法必须对构件的受力状态进行计算,确定构件的长短和截面。而《营造法式》中规定在“材等”确定后,其构件长度就定了下来。用不同的“材等”建造规模大小不同的房屋,一个类型的房屋其大小是几何相似的,同样每一个构件的尺度也是几何相似体。根据结构相似理论,可以证明这种几何相似构件,在使用荷载下的应力是完全相等的。这样一来就避免了复杂的结构计算,方法简单,非常实用。经核算各构件的弯曲应力大约为现代木结构允许应力的1/3~1/2,安全系数比国家规范约高半倍到一倍。因此《营造法式》对各种构件截面份数的规定是合理的,是有科学依据的,达到了结构安全的目的。1.3.3 清代的“斗口”

斗口又称口份,斗口是指平身科斗栱的大斗上用以承托昂或翘的卯口。卯口的宽度就是所用昂、栱的宽,此宽度称为口份。清代以口份作为设计的基本模数。(1)“口份”等材的尺寸

清代的《工程做法则例》中规定建筑物的各类构件尺寸是以口份计算的,即以斗口作为模数。凡是有斗栱的建筑,其建筑的规模、体量、构件尺度都以口份来计算得出。“口份”分为11个等级(见表1-2),使用时依照建筑的规模选择。表1-2 清式口份尺寸

从表1-2可知,在清代有11种口份等材。但实际上一至四等材的大型斗口的建筑物,尚未见到实物。就是在通常的六、七、八三种等材的建筑实物中,也并不一定与该等材的3.5寸、3寸、2.5寸的斗口尺寸完全符合,往往会有调整和变化。如北京故宫太和殿一组建筑,太和殿斗口为3寸,是七等材,而太和门斗口是2.8寸,贞度门、昭德门斗口是2.6寸,这里的2.6寸和2.8寸既不是七等材的斗口尺寸,也不是八等材的斗口尺寸。太和殿南庑和周围廊用的是2.5寸的斗口,为八等材。从这一组建筑可以看出,在实际运用中斗口的尺寸是可以依据建筑群的规模、主次等级关系进行调整的,而非生搬硬套。(2)口份的运用举例

①屋宇规模的确定。清《工程做法则例》对建筑运用口份这一基本模数做了如下规定:“凡面阔、进深以斗科攒数而定,每攒以斗口数十一份定宽”,“如斗口二寸五分”,“面阔用平身斗科六攒加两边柱头科各半攒,共斗科七攒,得面阔一丈九尺二寸五分”。按此列出算式,可得出斗口二寸五分时的面阔,即:2.5寸×11×7=192.5寸。次间、梢间的攒当数,依明间递减,即次间六个攒当,梢间五个攒当。依此类推,可算出各间面阔,将各间面阔相加即可得出总面阔。依同样方法还能计算进深尺寸。假设以庑殿建筑计算,面阔五间,进深三间,有周围廊的殿堂为例,斗口以八等材计算(营造尺2.5寸),面阔、进深尺度如表1-3所示。表1-3 以斗栱数量计算面阔、进深尺度

②以斗口确定构件尺寸。例:“凡檐柱以斗口七十份定高”,“如斗口二寸五分,得檐柱连平板枋、斗科通高一丈七尺五寸。内除平板枋、斗科之高即得檐柱净高尺寸。如平板枋高五寸,斗科高二尺八寸,得檐柱高一丈四尺二寸。檐柱净高56.8斗口。”“以斗口六份定径寸,如斗口二寸五分,得檐柱径一尺五寸。”又如“正心桁以面阔定长”,“以斗口四份定径”……

从以上举例中不难看出,只要确定了口份,建筑物的体量和建筑中的一切构件的尺寸,均运用选定的“口份”等材,进行运算即可。在设计时以口份数值进行计算是方便和准确的。1.3.4 柱径也是模数

在古建筑中,有很多没有用斗栱的建筑。这些建筑在设计时,也有一基本的模数,即柱径(系指檐柱的直径)。柱径的取得,是要先决定建筑物明间的面阔后,再确定柱高、柱径。这时再以柱径为依据对建筑物的木构件截面进行计算,得出木结构各构件的尺寸。

清代《工程做法则例》中将面阔、柱高、柱径定为一个基本的比例关系。如在卷九《七檩大木做法》中写道:“[檐柱]凡檐柱以面阔十分之八定高低,十分之七定径寸。如面阔一丈二尺,得柱高九尺六寸,径八寸四分。”下面列出算式解释上述含义。

设:面阔为B为已知数,柱高为H,柱径为D,H=8/10×B=0.8BD=7/10×1/10×B=0.07B现以面阔一丈二尺,即B=12尺代入上式,则H=0.8×12=9.6尺D=0.07×12=0.84尺现在得到的是檐柱的高和直径,是结构需要的高度和直径。为安装需要还应加榫长,榫的长度定为“每径一尺,外加榫长三寸”。在选材时,就应确定檐柱的上下榫长为0.84×0.3×2=0.504尺,在已经确定的柱高尺寸上加榫长,才是选料的长度。“金柱”径是“以檐柱径加二寸定径寸。如檐柱径八寸四分,得金柱径一尺四分。”“五架梁”“以金柱径加二寸定厚。如柱径一尺四分,得厚一尺二寸四分。高按本身之厚每尺加三寸,得高一尺六寸一分”……总之,每个构件截面的确定,都与相关的柱径有着直接的关系,各种柱子的直径又都取决于檐柱径,所以,将檐柱径也列在模数内。

还有外檐装修的制作依据也是以柱径为依据的,有斗栱的建筑和没有斗栱的建筑都是依柱径计算槛、框、边梃等。古建筑的围护结构大多是砌筑墙体,墙体的有关尺寸也依柱径为参数确定,所以柱径应是古代木结构建筑的模数。1.3.5 宋代和清代模数的比较

宋代的“材份”的科学性表现在以下几方面。

①充分利用圆木,以达到节省木材的目的。从圆木中锯出高宽比为3:2的断面,截面矩最大,充分利用木材。

②材分八等,是按强度划分的第一等至第八等,主要是结构材。相邻材等既有一定的强度差别,又有比较均匀的比值。可见材分八等的确定,是以力学为基础的。

③建筑构件用料尺度,依所确定的材分等级,按规定推算。但特别情况可增可减,如梁高为2材到2材+2栔,柱径为2材+3栔到3材,檩径为1材+1栔或2材等。

清代“斗口”和“柱径”的优点有以下几方面。

①设计中简化了计算,只依确定的几等斗口的数据,直接进行运算。大木架设计中免去了宋代的单材、足材加减的麻烦。

②在斗栱构造中,尺寸简化,凡翘、昂(昂头例外)和正心上的构件的规格一律都是宽1斗口,高2斗口,免去了宋代斗栱中的单材、足材的麻烦。

③大木构件的尺寸,往往高宽尺寸相差只有2寸,构件的截面形成近似方形,有肥梁胖柱之说。按结构计算结果看,檩子一类的计算弯矩应力只在国家规范木结构允许应力的1/3~1/2,梁类构件的弯矩应力也只在国家规范允许值的1/3~1/2。其结果与《营造法式》中的木构件计算是一致的,但清代大木构件的高宽比不合理。1.4 古建筑常用尺度1.4.1 古建筑的平面尺度(1)房屋平面布置的名称

中国古建筑房屋的承重构件是柱,一栋房屋的平面分间,是以柱中线为界定线。凡四柱所围之面积称为“间”或“开间”。间之横向称为“阔”或“面阔”;间之纵向称为“深”或“进深”。若干面阔之和称为“通面阔”,若干进深之和称为“通进深”。

如图1-10所示,在一栋房屋开间中,正面方向正中的一间,宋称为“心间”,清称为“明间”,在其两旁的均称为“次间”,次间之外称为“梢间”,也有将最外两端的称为“尽间”。如果在进深方向(即从山面观看)有若干间,则分别称为“两山明间”、“两山次间”、“两山梢间”。在间之外有柱无隔的称为“廊”,宋称为“副阶”,分为前檐廊、后檐廊、东西侧廊。图1-10 平面开间名称

开间最外一排的柱称为“檐柱”或“廊柱”,分为前檐(廊)柱和后檐(廊)柱,两端为山檐(廊)柱。在檐(廊)柱靠里的一排柱称为“金柱”或“步柱”,分前金(步)柱和后金(步)柱。如果在金(步)柱之内还有一排柱,即在檐柱之内有两排金柱时,将紧靠檐柱一排称为“外金柱”,另一排称为“里金柱”。柱脚立于柱顶石上,所以在平面布置时,要同时画出柱与柱顶石的投影。

一栋房屋的构架,落脚在一座台基上,露出地面的部分称为“台明”,在檐柱之外为一定距离的边线,称为台明线,如图1-10所示。(2)房屋面阔尺寸的确定

①唐宋时期的面阔尺寸。在宋《营造法式》以前,各朝代都没有明确对面阔做出统一条文规定,而《营造法式》也仅在看详和卷一的定平条中述到:“凡定柱础取平,须更用真尺较之。其真尺长一丈八尺,广四寸,厚二寸五分。当心上立标高四尺,于立标当心,自上至下施墨线一道,垂绳坠下,令绳对墨线心,则其下地面自平。”它主要是说明校正房屋基础间水平间距的用尺方法,但从中可以推测出,基础之间的间距为18尺,再经若干实物和有关文献记载的考证,即可说宋之前,有个传统标准,即“心间不越18尺”,见表1-4。其中除个别面阔稍大外,大多数间宽都在18尺范围内。表1-4 部分唐宋时期建筑面阔尺寸考察表

因此,通过以上所述可知,在宋之前的建筑,对于殿堂和厅堂的心间面阔,虽没有一个完整的定制,但都遵守着一个历史传统标准,即18尺。而次、梢间可逐次减一尺或酌情处理,按唐辽宋营造尺折为公制,心间面阔约为5.3~5.6m (相当于现代模数制5.4~5.7m)。至于余屋面阔当然远小于此数,可依现场功能需要酌情而定。

②明清时期的面阔尺寸。清《工程做法则例》对面阔都有明确交代。

a.对大式带斗栱建筑。如九檩单檐带斗栱庑殿“凡面阔、进深以斗科攒数而定,每攒以口数十一份定宽。如斗口二寸五分,以科中分算,得斗科每攒宽二尺七寸五分。如面阔用平身斗科六攒,加两边柱头科半攒,共斗科七攒,得面阔一丈九尺二寸五分。如次间收分一攒,得面阔一丈六尺五寸”,按清营造尺换算公制为:正间面阔=(11口份×0.25尺×7攒)×31.2cm/尺=19.25尺×0.312m/尺=6m,次间面阔=(11口份×0.25尺×6攒)×31.2cm=16.5尺×0.312m/尺=5.15m。

九檩带斗栱歇山“凡面阔、进深以斗科攒数而定,每攒以口数十一份定宽。如斗口三寸,以科中分算,得斗科每攒宽三尺三寸。如面阔用平身科斗栱四攒,加两边柱头科各半攒,共斗科五攒,得面阔一丈六尺五寸。如次间收分一攒,得面阔一丈三尺二寸。梢间再收一攒,临期酎定”,折合公制为:正间面阔=(11口份×0.3尺×5攒)×31.2cm/尺=5.15m,次间=(11口份×0.3尺×4攒)×31.2cm/尺=4.12m。

依上所述,大式斗栱建筑的正间面阔,依安装斗栱的攒数(一组斗栱为一攒)多少而定(斗栱以开间中心对称,按双数布置),每攒斗栱宽度固定为11份(重檐建筑也可为12份),每份尺寸多少,要依所选斗口等级而定(一般为四等材4.5寸斗口至八等材2.5寸斗口,斗栱攒数多的建筑选小等材,攒数少的建筑选大等材。园林建筑多按七八等材)。次、梢间面阔按正间逐次减一攒。

b.对不带斗栱和小式建筑。 《工程做法则例》直接给出规定尺寸,如九檩大木(无斗栱)“如面阔一丈三尺……次、梢间面阔,临期酎夺地势定尺寸。”七檩小式“如面阔一丈五寸……次、梢间面阔,临期酎夺地势定尺寸。”五檩小式“如面阔一丈……次、梢间面阔,临期酎夺地势定尺寸”等。

依上所述,大式无斗栱建筑的正间面阔,一般不超过13尺(即4.06m,按现代模数制可取为4m),小式建筑不超过10.5尺(即3.28m,按现代模数制可取为3.3m),其他可“临期酎夺地势”而定。

③《营造法原》的面阔尺寸。《营造法原》只规定次间面阔,按正间面阔的8/10,而正间面阔没有明确规定,但大多参考《营造法式》要求执行,一般也以营造尺的一尺八寸为标准。(3)房屋进深尺寸的确定

①宋《营造法式》以前的进深尺寸。同面阔一样,在宋以前也没有明确规定,《营造法式》也只在卷五的椽条中述到“用椽之制,椽每架平不过六尺,若殿阁或加五寸至一尺五寸……”。其中所指“椽每架平”即指进深方向,每两根檩木之间的水平距离,一般不超过6尺,即使对规模较大的殿堂建筑,也只加5寸至1尺5寸。因此,只要知道屋架所布置的檩木根数,进深尺寸即可得出。

但在宋以前,一般都较此规定为大,上述有关实物考察的进深(即最大“椽平长”)尺寸见表1-5。表1-5 唐宋时期部分建筑进深“椽平长”考察

②清《工程做法则例》时期的进深尺寸。《工程做法则例》在规定面阔时,也同时规定了进深。

a.对大式带斗栱建筑。如对上述面阔中,九檩单檐带斗栱庑殿“如进深每山分间,各用平身斗科三攒,两边柱头科各半攒,共斗科四攒,明间、次间各得面阔一丈一尺。再加前后廊各深五尺五寸,得通进深四丈四尺。”这是指进深方向分为三间,每间进深按四攒,即两山明间进深=11斗口×0.25尺×4攒=11尺;两山次间应为2间进深共

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