上层 宁波保国寺大殿 1013 21.5×14.5 6.72 ×4.53 1/4.8 4~5 太原晋词圣母殿 1023~31 949~1094 21.6×16 6.72×5 1/1.34 4 松江兴教寺塔 13×10 4.06×3.13 1/1.3 8 正定隆兴寺摩尼殿 1052 21×16 6.96×5 1/1.31 4 广德天寿塔(底层) 1102 16.3×10.5 5.09×3.28 1/1.55 7 登封少林寺初祖庵 1125 18.5×11.5 5.78×3.59 1/1.61 6~7 常熟兴福寺塔 苏州玄妙现三清殿 上檐 下檐 1130 11.5×8 3.59×2.66 1/1.35 8以下 1179 23.8×16.5 19×9 7.44×5.16 5.94×2.81 1/1.44 1/2.11 3 正定隆兴寺转轮藏殿 13世纪 24×16.5 7.5×5.16 1/1.45 3
《法式》规定“材”的高宽比为3:2,这是古代匠师在长期实践中得出的一
个比较适用的比值。材料力学告诉我们:从圆木中截取一根矩形梁,当其高宽比为(根号2):1时,可得到最大抗弯能力。《法式》所定的3:2,接近(根号2):1,又是整数,易于划线作图,所以是可取的。不过,从矩形梁的边缘最大应力=6M/bh2来分析,提高h值对提高梁的抗弯能力是有利的,因此近代建筑中木格栅的高宽比都大于2:1,甚至达到5:1,6:I(加剪刀撑)。也就是说,如果没有从圆料中截取椄畲罂雇淠芰Φ蔫柿险飧鱿拗疲敲矗ǜ?):1并非最佳比值,
而福州华林寺大殿所用33×17公分的材,其比值近于2:1;莆田玄妙观三清殿所用材的比值接近3:1(柱头铺作华拱为29×10.5公分,补间铺作华拱为29×9.5公分,泥道拱为29×12公分);比《法式》所定断面更为合理。只是由于木材来源越来越困难,大直径木料日益精贵,大料不许小用在宋代已成定则棗 《法式》卷十二锯作制度有:“勿令将可以充长大用者截割为细小名件”的规定。所以理论上更合理的方案只得让位于实践上可行的办法,这可能就是华林寺大殿2:1和玄妙现三清殿3:1用材法不能推广的原因吧。
其实,假如没有“大料不许小用”的限制,那么在一根直径较大的圆木中取
两根2:1的枋料,比在两根直径稍小的园水中取两根3:2的枋料,所耗木材可减少1/5左右(按二种梁的边缘最大应力相等计算。其计算方法如下(略): ??????
由此可见,《法式》采用3:2的用材断面,只能说是一定历史条件下切合实际的方案,而不能说是最合乎理想的方案。
二、“材、契、分”模数
我国古代木架建筑经两汉至南北朝,技术和艺术日趋成熟,式样也渐臻定型,中唐以后斗拱
三、定侧样
《法式》所谓的“定侧样”就是作房屋的剖面设计,其法是用1/10的比
例尺在平正的墙面上画出房屋的剖面团,由此求得屋盖举折、梁袱长短、榫眼距离等种种尺寸,作为施工的依据(见《法式》序目及卷五举折)。这种侧样和今天的放样相似,是工程中的重要环节。早在《法式》编写之前, 喻皓就在《木径》中把房屋分为下、中、上三份,下份即阶基、中份为柱子、斗拱,上份为屋盖。“定侧样”也就是在剖面上确定这三部分的做法和只寸: 1.下 份
阶基的做法有二种:一种是低阶基,用于一般殿阁、厅堂、亭榭等建筑物,高度为5-6材(卷三壕寨制度),约合二柱径;高阶基用于楼台,高 l一4丈,或更高(卷十五砖作制度),最高的当推城门楼台和凭城而筑的观赏用楼阁,如宋平江府城上的姑苏台、齐云楼、平江府正门,武昌黄鹤楼,岳洲岳阳楼,黄岗月波楼等,这类楼台是继承春秋战国以来高台建筑的传统,到宋代仍相当流行。就阶基材料而言,则有石、砖两种:石阶基用于殿宇,作“叠涩坐”式,是高级阶基做法;砖阶基使用面较广,普遍用于殿阁、厅堂、亭榭、楼台,可做成“须弥坐”(在石作称叠涩坐,同物异名),也可作成无线脚的普同阶梯式样,后者的垒砌方法有“平砌”和“露龈砌”两种,所谓“平砌”,就是阶基外表有一层经过研磨的细砖作面层,收分极少,仅1.5%,所以外观比较精致;“露龈砌”则是上一砖比下一砖收进1-5分,收分可达20%,适合于阶基高的楼台殿阁。
从宋画中还可看到,楼台阶基上常作木平坐供凭栏眺望之用,这就是‘自
地立柱谓之永定柱,柱上安搭头木,木上安普拍枋,枋上坐斗拱,??四周安雁翅板”的做法(《法式》卷四平坐)。这种平坐使楼台的轮廓线更觉曲折多姿,但明清已不用,因为木平坐在安全、耐久等方面终究不及砖结构。 对于阶基宽度,《法式》仅有“阶头随柱心外阶之广”一句(卷三石作制度殿阶基),而未作具体规定。但《法式》对阶基排水是重视的,首先规定了砖铺阶基地面的坡度:室内为0.4%或0.2%,室外阶头为>0.4%或<0.5%;同时还规定阶外砖散水应根据檐上滴水的远近来铺砌。所以可以肯定,实际工程必然注意阶头收入滴水线以内,并有一定距离(清式做法:回水=1/5或1/4上檐出)。对于楼台阶基,《法式》砖作制度规定:“阶头自(永定)柱心出三尺至三尺五寸”。这一宽度小于一般楼阁亭榭的上檐出,符合排水要求;在构造上,则永定柱外有足够厚度的砖墙起稳定和保护作用。
阶基的踏道用石或砖。不过砖作另有“慢道”做法(即坡道),供厅堂、城
楼等用。《木经》曾把宫中“慢道”分为“峻”、“平”、“慢”三等,《法式》仅载1:4及1:5两种坡度。前者用于厅堂,作成“三瓣蝉翅”或“五瓣蝉翅”;后者用于城楼,高级慢道还可用“花砖”铺面(唐长安大明宫麟德殿已有莲花砖慢道)。 2.中 份
在决定房屋高度时,檐柱高有重大影响,《法式》有“厅堂等屋内柱皆随举势定其短长,以下檐柱为则”的条文。但下檐柱高度是多少?《法式》无具体规定,仅有“若副阶、廊舍,下檐柱虽长不越间之广”一句。副阶和廊舍都不是单独存在的屋宇,仅是主屋的附屋,又和主屋在同一庭院内,故其尺度必须适宜于陪衬主屋,其中副阶的“间广”和主屋相等,廊舍的间广也应和副阶相称,但其高度必须显著低于主屋,因而产生了间厂与柱高的制约关系。至于对殿阁、厅堂及其他独立性房屋未作上述限制性规定,说明柱高与间广之间并无必然的联系。 既然在《法式》中不能得到柱高的尺度,只得从实物寻找答案。根据现存唐宋时代木构,檐柱与柱高之比多在1/7?/10之间,个别达 l/11(清官式建筑有斗拱者檐柱径高比为1/10,无斗拱者为1/I1.4)。按《法式》规定的殿阁、厅堂、余屋三类柱径的材份,即可酌定檐柱高,再根据举折之势求得内往高。 《法式》详细规定了檐柱的“侧脚”与角柱“生高”,这种做法,普遍见之于唐、宋、辽、金、元各代建筑中。对于“侧脚”和“生高”产生的原因,如果仅从建筑造型上解释,是缺乏说服力的,因为往往由于外墙包围檐柱,人们无法看到檐柱侧脚的存在,只有副阶柱的侧脚可以产生一定的视觉效果。而且明清建筑取消“侧脚”和“生高”,也很难说就是建筑艺术上的衰退。至于从结构上分析,这种做法是否对抗风、抗震有作用? 由于侧脚倾斜度仅8/1000和1/10O(柱头收进/柱高),其作用可说是极其微小的。但有一点却值得注意:由于檐柱内倾和角柱升高,当屋顶重量作用于柱头时,檐柱和角柱都能产生相当大的向心水平力,这一水平力挤压柱子与阑额,使之联成整体,尤其在施工过程中,瓦已布而墙未垒,这种挤压力可使木架免于因向外闪出而出现散架的危险。因为按《法式》做法,檐柱间仅靠阑额的榫卯联系,如果阑额不是受压而是受拉,则榫卯镊口受力过大时,就有拉裂脱榫的可能。由此联想假若采用南禅寺大殿和福州华林寺大殿那样不用鼓卯而是直插于柱头内的阑额,上述危险性就更大。因此是否可说:在木架施工中,侧脚与生高是有重要作用的;但是,随着普拍枋的广泛使用,犹如在柱头上加了一道
木圈梁,以后又增设了随梁枋和穿插枋,使内、外柱联结成为整体框架,于是檐柱外闪脱榫的危险性大为减小,侧脚和生高的重要性也相应降低,到了清代终于基本上取消了这种费工的做法。
对于铺作将另文讨论其具体做法,这里只涉及其总高与跳深。 “铺作”一词有二种涵义:狭义地说是指斗拱;广义地说,是指斗拱所在的结构层逐层铺叠的作法。铺作计数从栌斗起算至衬枋头,故四铺作则包含栌斗、华拱(或华头子内华拱加下昂)、耍头、衬枋头四层,总高三材四栔;五铺作为栌斗、华拱、下昂与华头子、耍头、衬枋头,共五层,‘总高四材五栔;六铺作比五铺作多一层下昂,共六层,总高五材六栔减2-5分’;七铺作、八铺作分别为:七层,高六材七栔减4-10分’;八层,七材八栔减6-15分。如用一等材八铺作,则斗拱总高为8.28-8.82尺。
斗拱出跳一般是每跳30分‘(两材),但跳数多至七铺作、八铺作时,就要适当减少出跳深度,例如用里外全计心造做法,则第一外跳不减,里跳减2分’,第二跳以上里外各减4分’。所以若用一等材八铺作,斗拱外跳总深为134分’,合8.O4尺。如加上撩檐枋以外的檐出7.68-8.64尺,则飞檐从檐柱心出15.7-16.7尺(4.9米一5.2米)。 3.上 份
宋代房屋进深与椽架数及椽平长(架深)有关,若确定用几架椽屋,椽平长为几何,即可知全屋进深几何。《法式》对椽平长有如下规定:“椽每架乎不过六尺,若殿阁或加五寸至一尺”。这种只作极限值规定,而不定出具体材分的办法,使房屋设计有较多灵活余地。为了探讨各类房屋和各种材等的架深和进深,试将上述极限值折算成材分:
《法式》卷四材规定:厅堂、廊屋(属余屋类)最大用材为第三等,“每架平不过六尺”,二者都用最大值,则架深六尺折合材分为120分‘,殿阁最大用材为第一等,梁深最大7.5尺,折合为125分’。
根据上述两种檐平长的极跟值推算各种材等房屋的椽平长,可能是《法式》
中唯一可以据之探求房屋进深的渠道。但按此法推出的也只是约略相当的数值(表3)。且《法式》允许“架道不匀”,故各架架深可有参差。 表3 各类房屋用椽及架深推算
殿 阁 厅 堂 余 屋 架深材等 分值 (寸) 椽径(寸) 9-10分 架深(尺) <=7.5尺(125分) 椽径(寸) <=6尺 7-8分 (120分) 6-7分 (120分) 架深(尺) 椽径(寸) <=6尺 (尺)