中国建筑的隔扇
隔扇是中国住房里内檐装修的一种。它的功能很大,能灵活地区别划分室内的空间。由于我国老式建筑屋顶重量完全由木骨架承担,在室内没有厚重的荷重墙,几间大房子的内部面积就是一座宽阔的大厅。若要将这宽阔的空间划成为几个部分,完全可以由居住的主人根据生活的需要与爱好,用内部装修——隔扇的办法进行安排。同时它能够变化多样,给建筑物内部增加艺术美。一座建筑物不仅造型外貌要美,内部更需要注意生活上、实用上的美。中国的隔扇应当说在这一点上起着很大的作用。当然室内的美化还有其他的室内装饰的处理,现仅以介绍隔扇为主。
隔扇有多种多样。总名字有时叫它为隔断,是指室内作间格用的。主要是木材制作的,在安装上灵活性很大,可以随时拆卸。在冬天可以用隔断装成一个暖阁。如明清时代的皇宫在冬季,由于宫殿高大,除在殿内地面上利用炭盆供热外,凡是寝宫都利用室内装修隔扇等将殿内空间缩小,殿顶由高降低,来保持室内温度。到夏日来时,又可以恢复成一个大厅。
在一间房子里靠一头左右立起这两扇隔扇,上边插一横楣子的落地罩,这样一横两竖的装修在隔扇以里就给人是另一房内的感觉。横楣上挂起帐幔,随时安装。三间、五间、七间的房子,用隔扇内隔起来,可以成为几个单间。还可三间变成一明两暗,可谓运用自如。
隔断大致有几种:墙壁;半透明的可随意开合的“格门”;半隔断兼做陈设家具用的“博古书架”,作为区划标志的落地罩、栏杆罩、花罩;在炕上或床前作轻微隔断为“炕罩”,迎面方向固定的隔断,开左右小门为“太师壁”;用着随意,内外随时通联的“帷帐”等。
顺便说一下屏风。它是介乎隔断和家俱之间的一种活动自如的屏障,也是很艺术化的一种装饰。用在室内能活动移置的即是屏风或插屏。若大厅内内屏门因不能移动的,应属于小木作的门类。在室外则为照壁、屏门、插屏、影壁。如故宫中的景仁宫石壁,寿安宫屏门等。
(选自《故宫史话》)
琉璃工艺
谈起琉璃,人们会很自然地想到那古今建筑上的琉璃砖瓦,想到那多种多样的琉璃器物,想到它们或黄或绿或碧或青的流光色彩……也许还会想到这样的问题:琉璃是什么时候产生的?制作技术是怎样的?在这篇短文里,将对此作简要的介绍。
源远流长
琉璃即陶胎器物上挂釉。在我国古籍里“琉璃”又写作“流离”,是形容它有流光陆离的色彩。
从田野考古中所发掘出的实物告诉我们,在公元前十世纪的西周时代,我国制作琉璃工艺,即已相当成熟。在实物中有奴隶社会的琉璃项链,工艺之精,令人叹赏。可以看出,这样的工艺水平,决不是短时期能够达到的,其时间可能早于所发掘出来的实物数百年或更早一点。此外,在商周时期的陶器上涂有釉料,考古上称为釉陶,由此又说明在陶胎上挂釉也是三千多年前的事。据中国科学院硅酸盐研究所对釉陶化学的分析数据表明,当时用的是石灰釉,因之呈现青色或青绿色。
到封建社会,封建主用琉璃制作剑匣、龟鱼、屏风青廉等物。从秦汉以来,在帝王和贵族的坟墓里,经常发掘出大量的带釉陶器如陶楼、陶屋、陶罐。公元五世纪我国北魏时代,开始大量在建筑上采用琉璃。到了六、七世纪隋、唐时代,在建筑上使用的就更多了。那时,琉璃一般在屋脊和檐上使用。唐代更盛行制作琉璃釉明器(即唐三彩殉葬品),有驼马人物等埋在坟墓中,这种琉璃明器成为八世纪的特种雕塑工艺。它们涂有多种釉色,栩栩如生,鲜艳可喜。唐末五代至宋朝已出现整体建筑使用琉璃构件,如今河南省开封市的“铁塔”,就是一座宋代建造的琉璃塔,全身都是黑色琉璃砖瓦砌成,以其颜色全黑似黑铁,故俗称铁塔。这座琉璃塔一千年来还完整无缺,不但气势挺拔,而且流光鉴人。从宋代到元、明、清三朝,璃琉砖瓦,陶胎带釉的桌、椅、佛龛,琉璃壁、花朵、流云等,大为盛行。以宫殿而言,元代大内宫殿都用琉璃瓦,有的饰屋脊、屋檐,有的满铺屋面,颜色有白、绿、黄、碧、青各种,彩色缤纷,艳丽夺目。在元大都(今北京)还设有琉璃窑厂,专门制作琉璃制品。此外在山西、河南等省古建筑中保存不少琉璃桌椅、香炉、瓶缸以及建筑上琉璃饰物。如山西省霍山麓上有一座斑斓绚丽的琉璃塔,名为飞虹塔。它创造在元代,全部构件有佛像、棂窗、花朵、流云,都是用各色琉璃釉烧制的。山西大同有著名的琉璃壁,平遥县也有。北京故宫、西苑太液池琼岛北岸,有为人所熟悉的琉璃九龙壁,还有多座琉璃殿屋、牌坊等,形成一片琉璃世界。在北京郊区和河北承德的行宫庙宇及帝王陵寝,都是琉璃建筑,掩映在苍松翠柏之中,景色宜人。在明代其他各省琉璃构件建筑物也不少,因之全国各地设有琉璃窑厂多处,清代继续使用。
在今天,劳动人民所创造的琉璃工艺,已归还劳动人民。在党和政府支持下,已进一步创造社会主义新型的琉璃工艺,为广大工农兵服务。品种缤纷,形式新颖,工艺精美,行销国外。
精工细作
由于我国琉璃工艺的历史悠久,因此在制作技术上的水平是相当高的,积累的经验也是很丰富的。
制造琉璃的主要原料,从古以来都是采用含有硅酸的天然矿,用高温熔为稠汁,制成各种饰物。在《汉书》里说:“今俗所用,皆以消治为汁加以众药为之。”这是智慧工匠们在实践过程中认识到消(硝)能熔解制作琉璃的多种矿物的经验。又《异物志》载:“琉璃本质是以自然灰治之,可为器。”这是琉璃工人认识到利用碳酸钙(即石灰石)以熔解矿石,这些经验的记载,符合现在科学上所称用石英、长石、粘土等硅酸盐混合物在高温中熔制而成的科学原理。以后到宋代人所著的《营造法式》一书中载“凡造琉璃瓦之制以黄丹洛河石和铜末用水调匀……”此处所说三种配料,从化学分析是制作绿色琉璃瓦。黄丹是铅所炒成,洛河石为石英类,再加上铜末,即能呈现绿色釉。关于制釉料的配比和所成颜色,还数见于多种文献中,在此就不加以介绍了。
下面再谈谈琉璃制品的制作程序。简单说来,是先制胎,然后在烧成的陶胎上挂釉,再入窑烧。根据近六百年来明、清两代传统办法,第一道工序是先选土制泥。早期的胎土多是一般粘土掺以细沙,由于粘土含铁量多,所以呈现红色。明初以后,发现页岩石碾成细粉是制陶瓦的好材料,于是将采来的页岩石去头渣子,再碾轧成碎粒,经过筛,把细粉浸润成泥,名曰闷泥。闷泥时间越长越好,一般五—七天,目的是加强泥的塑性;以后再进行搅拌揉合,以达到柔软滑润的程度,称之为弄熟。胎泥弄熟,即进行制作粗坯,再平放六七天使泥水挥发出,然后按造型比例进行铲削,成雏形坯,术语叫做打糙样,又称打坯;此后随即着手雕塑,在雕塑过程中,有几种工艺过程,这种工序旧称捏活、抹活或光活,总名成型;经几天风干,硬度不致走型时,然后入窑;素胎烧成后,即进行挂釉,习称挂色,南方称上色。一般砖瓦挂色用浇釉办法,花活按各色部位用棕刷涂釉;最后一道工序是把挂釉后的陶胎再入窑烧。琉璃釉因含有金属铅,熔点较低,在八百度已完全熔融。但烧色窑,不能用易冒烟的燃料,以避免污染釉料色泽。一般选用荆蒿的粗杆,名为棒柴,烧时烟少。在烧窑时,初入窑火度要求低,中期火度高,后期火度居中。窑膛中的温度上中下部位不同,因此挂色时涂釉用料的比例也有一点区别。
在这里值得一提的是北京琉璃窑厂。它是从明代永乐年间(公元一四〇六年)传下来的老厂,原在今宣武区和平门外琉璃厂地方,清代迁至西郊门头沟,至今已有六百年的历史,在明以前的元代,我国琉璃工艺以山西省较为发达,大约在明末以后各地琉璃工艺渐衰落,独京师北京为皇宫服务的窑厂,制作兴盛。清末经北洋军阀政府至国民党反动派统治时期,北京老厂濒临停产,窑址几至不存。在全国解放后,党和政府将这个厂赎买归公,恢复生产。现在北京琉璃厂正在推陈出新,创造出多种工艺品,在我国几千年来琉璃史上放出异彩。
中国建筑木结构与夯土地基结构
原始人类在若干万年前,只能选择天然洞穴栖身,或者巢居。在认识自然改造自然过程中经过长期斗争的实践不断前进。据人类历史学告诉我们,人类经过猿人、古人,发展到新人,生活领域扩大了,智慧提高了,实践再实践,经历若干年历程,从天然洞穴,迁居到人工洞穴,从穴居到半穴居,从渔猎生活到定居农业生活,生产工具由旧石器到能加工的新石器,还有用木棒兽骨来制造的。更由简单的工具发展到复合工具,在人工穴居中发展到地上盖房子,远已到几千年的事了。
几千年前人类创造出结构简单的房子,使长期穴居的人便已有崇高之感。因而在我国最早见的文字如殷墟甲骨的高字是这样:“”,表示崇高的建筑形象。中国古文字书《说文解字》对字的解释为“崇也,象台高之形”。又字解为“小堂也”。又即亭,解为“民所定也,亭有楼从高”,这应是由原始房子象形而来。从古文字形象得知所组成的字,即古代建筑之造型。一九六六年江苏邳县出土原始社会陶楼,是具有坡度屋面之模型。浙江余姚河姆渡,发掘出带有榫卯的原始社会木构件,是从开始用藤条帮扎,发展到榫卯相接,并可推知是由几间房子组合成群建筑了。近年在成都第十二桥发掘出商代早期建筑遗址,残存大批木构件,形式为宫殿群,有榫卯,有圆形柱洞和方形洞。木结构的工艺水平已很高了。在房屋屋面和门窗,也都是在几千年前都已成形,如陕西周原出土的青铜守门鼎正面有两扇大门,左右有方形窗。春秋时代燕乐采桑射猎图案青铜器,在故宫铜器馆里所展示出的拓片,在建筑右侧上角斜出一角脊,上面还架一鸟,这都是反映早期建筑形象。在考古工作者,还发掘出过商代加固木材交接处的铜构件,到了汉代制作的陶楼,给人的印象是从原始穴居上盖房子,从低层发展到多层,屋顶的坡度也是从原始社会在地上立木柱,再从上往下顺放长木,如后世竹伞所组成的撑条式样。现在陕西岐山一带民居,尚有这种顺放之木构式,名曰顺水,在顺水上横向铺苫短木或茅草之类,然后在其上再以土泥苫之,顺水之意,从屋面功能向下流水而言,现在少数民族地区仍保存的穿斗式结构,其屋面仍是长坡度顺水。后世结构发展复杂,构成举折、举架,屋面坡度构成两坡或四坡等。兹以封建社会构成屋架简单实制而言,构成屋架首先是在所定屋的纵深两方,立木柱,立若干排,在两柱之上架梁,在梁上中部定出距离空间,在空间的相距两点处,再立小柱,而后在小柱上架一短梁,在短梁上如下层,梁上一样,再立小柱,再架短梁,逐层上叠,愈往上梁愈短,构成数架的梯形坡度,分向梯形坡度上横向架木名为檩木。在檩下支托木枋,各为檩垫枋。然后在檩上顺铺短木,名为椽。在椽上再顺铺木板,其长度为上下檩之长,名为望板。有的为了节约木材,其长度仅为一至数个椽的空档横铺望板即可。在其上再苫以泥背或灰背,而后划出排列陇数线,先铺以板瓦,在两行板瓦交接处,扣以筒瓦,屋面造型,形成两行凸出,筒瓦之间现出板瓦凹入的沟道,有凸有凹的柔和线条,望之如田地麦陇。雨季水由两陇凹下沟道下流,大雨如垂幕细瀑,小雨若银帘下垂。祖国屋面造型艺术,在世界上具有独特之风格。
中国木结构的框架技术,是我国独特的建筑文化,它对建筑的稳定性,是值得我们进行研究的课题。立柱向中心倾斜是原始社会穴居架木之法演变而来。中国木结构组合习惯,使用斜撑力量和榫卯结合,它的科学性不能等闲视之了。先以立柱言之,有侧脚升起之法,何谓侧脚?即建筑物的柱子不垂直于地面上,略向中心倾斜,平行的柱有梁衔接,横排柱子有枋相连,向中心略斜即各侧脚。每面中心柱子,向四角逐渐加高一些,名为升起。这两项措施,虽都非显著大观,但整体建筑即收到稳定的效果。若遇地震能加它的拉力。有的柱子使用管脚榫,嵌入石柱础内,有的柱子五分之一插入带洞的石础中,其下垫以石板,名叫套柱础,更加强了稳定性。再则是木结构使用斜撑,从唐宋以来使用的义手即属此类。它是将义手立在平梁之上,其上部撑在脊榑之下,这种结构法,能增加水平抵抗的效果。据日本人著作,使用斜撑是抗震能的最高能力、最高结构,在中国的木构牌枋、四柱三间、四柱五间都有斜撑柱(在北京只有大高玄殿牌楼无戗柱,其结构在夹杆石、柱入地深,其做法当另文论之),它的抗震效果很强,无论是斜撑或平行,若显示最高能力仍须有合理性的榫卯相辅而成。各个木构的结合若在榫卯上以直插榫为法,则它的拉力不强,对抗震有极大的弱点。在地震颠簸和左右晃动之下,最易将榫卯拔出,如柱如梁如檩等大型建筑檐下之斗拱,亦是榫卯相接的构造。梁与柱斗与拱都不是直接插入,而多是卡接之法,尤其是在梁柱额枋之结合,其工艺有多种榫的,造型有大其头而瘦其尾者,有首尾大而瘦其腰者,有宽其腹而两头尖窄者,其卯亦如其型,名词有馒头榫、马蹄榫、螳螂榫、银锭榫等,均是卡入卯口内不易一拔即出。这种工艺不仅能使木架延年不散,而具有耐拉性,对于抗震亦具有吸收地震能量之功能。我国同时在檐柱上托两间之枋,除用耐拉榫外,还用雀替将枋与立柱接连一起安装,两枋雀替是用整木制成,将立柱上端切出一立形口,雀替卡入立柱中,承托两枋增加拉力。到十七八世纪,清朝更多在具有科学性的榫卯之外,用铁活加固,将两枋联成一体,斗与拱相互结合之间榫卯,厢卡牢固,即遇地震亦能吸收震动能量,而不致松散。著名建筑史学者陈明达教授将宋代《营造法式》卷二十所列举的榫卯分为三类结构工艺:
一、铺作斗口,悬挑构件均为下口与悬挑成正交的构件均为上开口,这使悬挑构件因卯口而影响其强度。
二、四耳斗即十字开口的交互斗、枦斗、斗口内所留隔口仓耳及华拱拱身,都是保证各构件结合不致产生错动的方法。
三、梁额柱等卯口,保证拼接构件受外力不致拉开脱榫,因而直榫少,如有螳螂口银锭榫馒头榫。
这么分析更精确地介绍中国木结构榫卯的功能。
近代建筑学者,也有认为以榫卯联接木质梁柱和斗拱的组合,由于构件间在一定程度上,可产生部分松动,因而对整体结构强度产生不利影响,是一大缺点。但笔者认为对于一切事物的优点与缺点的估价,要在某一特定条件下考查其结果,再给以结论。这就是因为在不同条件下所认为的缺点,也会变为优点,以抗震功能考查梁柱榫卯的衔接,斗拱榫卯的组合,反而能使震动能量在传播过程中,发生较大的衰减,产生出一定的抗震效果。如在地震能量传播过程中,因木构件往往发生一定程度错节音响,在横波震动后,错节还能复原。单件木构件,是刚性,两个刚性构件用榫卯衔接手段结合一起,则有刚有柔,这种刚柔结合的木质构件结合原理,即使现在建筑抗震技术中将具有一定价值。近代日本建筑学者才提倡刚柔相济的理论,而我国则早已有之。
古建中的梯台形框架结构,对建筑稳定性及抗震中亦发挥很大作用,如柱与地面完全垂直,则整个框架是一个易变的长方体,若柱不与地面完全垂直、略向中心倾斜,则整个框架是梯台形,这样处理的结构,从几何学上看则是不变图形。这样,地震横波到来时,框架不易变形,呈现抗震效果。向中心倾斜之柱,在柱脚下还有管脚榫插入石柱础卯中。
综观上述,从地基处理到梯台式框架以及斗拱结构等的综合效果,是具有科学道理的。我国古代建筑艺术表现形式,常常是同工艺结构统一的,以斗拱的铺作(清代称出跳)既起着挑檐深远作用,还有利室内吸收阳光照射,再如大式建筑包括宫殿寺庙的朱红大门,所排列的整齐成行的门钉,给人一种庄重严肃的感觉,加强帝王、佛祖的尊严高上的气氛,而又显示出建筑上的艺术形象,其实质上门钉在建筑构件上的功能,它是增强与门扇后背的楅木结合一体的作用。再如屋面铺瓦的工艺,利用梁架举架的构成屋面成为坡度,在坡度划出若干垄,如麦田分垄一样,雨水由两垄当中之沟流下,大雨如小瀑布,小雨如水帘下垂。还有屋面横脊两端龙吻兽垂脊的龙凤等异兽,均系构件中的瓦而加以造型艺术。本文不能多为介绍只举一斑以为中国建筑艺术与结构统一之特征。
我们回顾中国建筑历史,其目的非为复古,而是论述古人的辛勤智慧,创造出具有中华民族独特风格的建筑以为今天广大建筑师借鉴,为创造新型的具有科学和艺术性的民族风格的设计。
我国古代成群的建筑,首先规划地形,成群建筑在空间组合上,在古代是画图于堵,然后定中地形规划,定中是安排多座多类型之纲领(一九六三年在《中国建筑学报》曾写过一篇宫廷巧匠样式雷一文,曾提出定中之事)。定中之后,再作建筑组合布局、规划,后世匠师虽不画图于堵,在巨匠手指口述,其助手当场写之于纸,即近世所称之平面图,再后则详绘具有立断面之图纸,或画在绢上,注明尺寸,据之以制作烫样(模型),包括内檐装修和床榻家具陈设,一望即了然每座建筑之体现使用功能。这种设计制图、制模型工作程序,从资料实样,六百年中相传不绝。数百年间从事此项业务的号称样式雷的世家,其遗物现在仍能探索。至于用料之多寡,古代建筑有油漆彩画、糊、瓦、木、扎、石、土等工种,制砖伐木采烧砖瓦,均各有专司。经费之估算,则有算房任之,完工之后,报销结算一般与原估算均相吻合,其尾数详至钱厘小数。检查数百年前的历史档案,工程报销册清晰可见。先民之智慧精矣,从宋代营造法式到清代工程做法两部专著中,可以考见其所含之科学理论。
施工之程序以整治地基为主,刨槽夯土之功为先行。以北京故宫为例,在七十二公顷地区而言,其地基是满堂红的基础,即遍地均经夯筑,如原地部分土质不佳则进行换土再夯筑。此法数千年传统不衰,如三千多年前的殷墟建筑遗址,其夯筑手法至明清两代王朝仍传其术,如殷墟地基分层夯筑法在清代继承其工艺反映在官式建筑中,民间建筑亦用其法。分层夯筑是采用榫卯衔接法,即下层夯土面上夯出有凹入小洞窝多处(殷墟建筑遗存还有夯窝图),在其上再铺一层土进行夯筑,则上层对下层洞窝便突入土柱,其中每夯实一层即用一种特制工具筑成夯窝,逐层如此,不论数十层或百层,层层如此,则均具有衔接榫卯的结合。这种工艺可保证高墙或河岸免去整体坍塌之现象,在遇地震时地下水上升,全部夯层亦不致全部一时液化,这种技术一直传到封建社会末期的清王朝。殷商时代的工具已不可得见,在清代犹能上溯其遗制,所以,夯土技术渊源久远。
原始氏族社会在盖房子时所创造的夯工技术,几千年来在建筑工程上,都在继承着。上面所介绍的各类建筑,其地基均施之夯筑技术,时代愈近夯土工程量愈大,因为高大的宫殿建筑出现了。可以这样说,没有原始时代夯打基础的创造,后世所证明的宏伟建筑,是不可能出现的。现在我国还有依然矗立千年以上的古代建筑,它之所以屹立不倒,除去在材料上和地梁架结构功能之外,夯打的分层地基也起了重要作用。从半坡传下来的夯技术,在后来大有发展,到了距今三千五百多年商早期中期,在四川成都十二桥所发掘出来的宫殿群遗址,在地夯土已有了打夯柱的工艺。三千多年的殷商时代,在今河南殷都小屯一带,发掘出殷商宫殿大片的夯筑台基,在夯筑技术上发展了台基夯土分层,每层约十厘米累计十层,夯实工程,相当艰巨。由夯打柱洞而发展到夯打台基,这就能够在上面建筑大型房子了。同时在夯打柱基时,在立柱之下,还筑有方圆不同的夯土墩,这又是一个发展。在封建社会晚期,管它叫磉墩。小屯建筑在土墩上放河卵石,这仰韶文化传下来的石柱础,也有放置特置的锅形和瓶盖形的铜柱础,或在柱础上垫铜片,这是后世称它为的东西。商代是青铜器时代,到了殷商时期更可以想见当时冶炼技术和它的生产能力,这是在发展史上的新贡献。一九七四年,中国科学院考古所在河南偃师二里头发掘一座大夯土台基,东西一百零八米、南北一百米,其边缘部分呈缓坡状斜面,上有质地坚硬的料姜土面。因此可以推知,这就是后世房屋周围用砖砌铺散水部位。一九六五年发掘两千多年前战国时代的建筑物,发掘地点是在河北省易县燕下都故城。报告介绍,原来宫殿群的旧址,是由一个大型主体建筑基址和若干有组合关系的夯土组成的。这种遗存是多座房子建筑在一大片夯土方上,有的地方在墙基下放有石条,又可以推论后世建筑墙下的地袱石即由此发展而来。(《考古学报》一九五六年一期)一九五〇年发掘西安西郊汉代建筑遗址,从遗址观察中心建筑在一个夯土台上,土台上部直径六十二米,底径六十米,这是大型的夯土工程。而土台上部比下部喷出一米边缘,这和后世大建筑的须弥座下部收缩的造型极相似。一九五九年发掘唐代长安宫殿群,其中有麟德殿、含元殿,建筑史学者根据其遗址科学的作了复原图,都是高层重檐建筑,若没有坚固的台基是建筑不起来的。越来越多的出土文物资料,都足以证明夯土技术的发展给予后世建筑发展以重要的影响。古代统治者生前享受、死后厚葬,他们的地下宫殿工程都是巨大的,近年以来所发掘出汉墓、唐墓已历数百层,夯土工程量之大至为惊人,有的还用砖发券,坚固异常。在夯土墙壁上再加以抹面处理,绘以壁画,成为画廊。在一九七一年发掘陕西唐懿德太子墓,墓道壁画中有一幅三重阙楼建在三座高台基上,这可能是唐代建筑的写生,根据对唐宫殿建筑群等唐代建筑遗址的发掘研究,可以推断这三重阙楼的高大台基,同样有着巨大的夯土工程,一九七〇年在湖南长沙马王堆发掘出汉朝轪侯家的墓,两千多年的尸体不腐,殉葬品大都完整。古代在防腐科学上的技术震惊世界,我国科学界已分别从各方面进行了科学研究。在墓穴的土方工程方面,据长沙马王堆一号汉墓发掘简报介绍:
墓口至墓底深十六米,墓坑中填有沙性的五花土并经夯打,夯层厚四十至五十厘米,夯窝直径八厘米,木椁四周及上部填塞木炭三十至四十厘米,共约一万多斤。木炭外面又用白膏泥封固,厚度六十至一百三十厘米。
我认为,除了温湿度等条件以及白膏泥、木炭的防腐作用外,经过夯打的沙质五花土层,对于尸体和随葬品的保存,也起了一定的作用。
早期夯打基础有素土、粘性土或掺碎陶片等。到了殷商时代,柱根部分又有铜质的做法,在大片台基分层夯打办法多至十层,每层十厘米。这种做法一直传到封建社会末期,即所谓一步土一步碎砖,调换铺垫,或用三合土分层夯打(宋代叫布土),由十几层到三十层,每层合营造尺五寸,约合十五厘米。殷墟小屯建筑遗址,还留下了不少夯土窝,在两层之间揭开后,上层下面突出一个小土柱,下面一层上面凹进一个小洞,极似子母扣形状,也可以说榫卯式夯土层,这在夯筑技术是一种新的发展。一九七二年湖南长沙马王堆轪侯家墓,在发掘报告中也有夯窝的介绍,我认为即殷商小屯榫卯衔接式的夯层。中国古代工程技术专书,现在还未发见汉唐时代的。到了十世纪的北宋时期,宋代管工程的大臣李诫,总结古代传来的工程技术,写了在世界上也是较早的一部工程做法《营造法式》,其中有夯土一章,记载详明,原文如下:
每方一尺用土二担,隔用砖瓦及石扎等亦二担,每次布土五寸,先打六杵,二人相对;每窝子内各打三杵,次打四杵,二人相对;每窝子内各打二杵,次打两杵,二人相对;每窝子内各打一杵。以上各打平土头,然后碎石蹑令平,再攒杵扇扑,重细辗蹑,每步布土五寸,筑实厚三寸,每步碎砖瓦及石扎等厚三寸,筑实一寸半。
法式所称,每窝打几杵,次打几杵,系指头夯二夯而言:头夯二人打六杵即二人相对,每人各打三杵,二夯二人打四杵,二人相对每人打二杵。所称“蹑令平”,是由二人用脚来回踩踏,初步踩平;所称“攒杵扇扑”,是不分夯窝而是用自由的找平打,清代术语叫“高夯乱打”;所谓“重细辗蹑”,是再用脚加细踩平。这都是前代传下的。再传至清代,又总结了一部工程专业书,名为《工程做法》,附一部《做法则例》。在《工程做法》中载:
如墙垣等处地基夯筑,必须刨起现在之土,方可夯筑,是以谓之刨槽。应将所刨之长、宽、深各丈尺开明。若夯筑灰土,以每深七寸筑实五寸为一步;其或筑打大式夯、小式夯,大夯若无石灰即名素土,每深一尺筑实七寸为一步,屋内填厢以磉礅栏土之内填土,即各填厢,亦与夯筑灰土相同。
《工程则例》又载:
凡夯筑灰土,每步虚土七寸,筑实五寸。素土每一尺筑实七寸。
凡夯筑二十四把小夯灰土,先用大排底一遍,将灰土拌匀下槽。头夯冲开海窝宽三寸,每窝筑打二十四夯头、二夯筑银锭,亦筑二十四夯头。其余皆随充沟,每槽一丈,充剁大板、小梗五十七道取平,落水压渣子,起平夯一遍,高夯乱打一遍,取平旋夯一遍,满筑拐眼。落水窝夯三遍,旋夯三遍,为如此筑打拐眼三遍后,又起高碢二遍,至顶部平串碢一遍。
宋代所称蹑令平,清代称为“纳平”,是用芦席铺在上面,然后再辗蹑,这也是一个改进。宋《营造法式》未提用碢的工具,在工程上使用铁碢的确切时间尚待研究。清代的碢是用熟铁铸成一大铁饼,小的六十市斤,大的八十市斤,最大的一百二十八市斤。大碢上留洞眼八个,每洞眼穿绳二条,共十六条,由十六个人各执一条,同时提起,高低以平为度而后落下,高碢提高到头部,串碢离地约半尺。所夯筑银锭是两夯窝之间的空当距离,两夯窝打过后,相距的空当即成银锭形。大梗小梗是银锭打过后挤出的土梗。所谓乱打和旋夯都是自由式,将不平之处夯打找平。
关于殷墟建筑遗址中,有榫卯式夯窝层,这种技术一直传到封建社会后期。清代官式夯土有打拐眼的做法,应是由殷商继承演变而来。清代做法是凡夯土必落水(即洒水),尤其是打拐子时,是在已经夯实的质地坚硬的夯土上打,不落水则不易使拐子钻入,但落水以潮湿为度,不能沾夯成泥。拐眼工序是一种特殊夯筑法。从殷墟建筑遗存可以知道,几千年一直是在继承着,在夯筑工程上使用。在宋代《营造法式》书中没有记录,到了清代才出现术语叫“拐子”,又称“使簧”,意义和功能更明确介绍出来。它的作用,是使上下两步土层扣在一起,如同木结构榫卯之功能,是在遇水遇震不致一时垮倒。小屯面临洹河,这个河流每年都有泛滥波及小屯,分层夯筑可以保证夯土基不致一下子冲坏,若在地震中地下水上升也同样起到这种作用,它和木结构榫卯刚柔相济相等,所以后世拐子工程在河堤、泊岸、城墙、陵墓大型基础都必须采用此措施。殷商时代这种工序的工具没有留存下来,但小屯遗址夯土分层上下衔接的实物状况,和后世用拐子留下的夯层一样。清代末年老瓦工康福成曾参与修建叶赫那拉氏慈禧和光绪帝载湉的陵墓工程,据其口述所使用的拐子呈“T”形,横木、立木均圆形,立木下端是方形,其下是桃形的东西,是用铁制成,上端有方形眼,将立木方形头卡入牢固,成为一个木柄铁钻头,钻入夯层用力右拐转动,拔出拐子后,土层即成夯眼,钻下的土柱即深入下层。现在陕西西安民间在夯土工程中,还能见到类似拐子的工具,一九五九年曾在一个工地见到。
马克思、恩格斯曾经提出:“劳动是从制造工具开始的。”现在从原始氏族社会所发掘出的生产工具,大体是石斧、石钵、石凿、石铲、石刀、石磨盘、石砧、石矛头,还有木制工具木杵、木铲之类,此外还有用兽骨制造的。各种工具都有多型,大小厚薄不一。新石器时代出现了复合式工具,而用木棒绑上石器。到殷商奴隶社会,人们的劳动工具在石器之外又有木制工具和金属工具,商代末迁殷以前已经有了青铜器。商代前期的青铜器,制作比殷商早几百年,在郑州已有出土。一九七三年在河北省藁城县台城商代遗址中曾发掘出一件完整的铁刃铜钺,也可以叫它为铁锹,一说是陨铁,经冶金部门化验结果,曾认为是熟铁,但又不同现在生产方式的熟铁(《文物》一九七三年五期)。若是陨铁的话,在锤打时也必须加热才行,这个问题还有待于进一步化验研究,对此我们建筑工作者,在这个领域里无发言权。但有一点可以肯定,自从有了金属工具,我国建筑结构、造型都飞跃发展,如梁架、举折、榫卯交接,建筑发展到重叠梁架高层的木结构,都与金属工具的运用密切相连。即以地基而论,估计殷墟小屯土层,所谓子母式的夯窝,是需要利器才行,木制工具、石制工具是人工制成的,也需要金属刮削器制作,所以在殷商时期的铁,是陨铁或是熟铁,即已能制造钺的工具,就一定要应用在生产上。
我国夯土技术,几千年来不断发展,同时还因地制宜就地取材,出现和使用多种建筑材料。在祖国广阔的疆土上,北从黑龙江,南至广西、广东、福建、海南岛,广大农村和城市都利用夯筑技术盖房子。建筑夯筑,是我国具有特征的传统技术,无论盖什么样的房子,首先要刨槽做地基,高级一点的用三合土夯筑,普通的用素土。以首都北京为例,大型建筑包括宫殿、庙宇和衙署、府第,房基都是用三合土或一步灰土、一步碎砖,这是八世纪宋代以来官式做法。早期夯土层有十余层者,明代北京故宫建筑地基有多至三十层者(故宫北上门拆时即是)。北京地区的三合土是以灰土为主,比例为三比七,每层夯后使用水活,再夯之后再续土打下层。一般房子则用纯素土夯筑,或就地取材酌加骨料,如碎砖之类(厨房必须用纯黄土加灰)。
板筑墙壁,也属于夯筑范围,它是加板框筑高墙,一般是备木板四块,高一尺二寸,长八尺至丈余,夯筑时先筑墙的两堵头作标准,堵头是梯形的撑子,墙的厚度收分,是依照堵头模式逐板往上夯筑,两旁用槁杆夹住木板,称为夹杆,使板不走动。在两板之内填入潮湿土随即夯打,第一板打完接打第二板,在第二板打完后再上第三板,第一板所筑之土已稳定,即撤下第一块板,叠在三板之上作为第四板,以此交替使用。一般墙打至六七板为度。有的打完第一板,在夯土上挖凹形沟,再续填第二板的土,打完第二板时,两板的夯土,可达到用簧锁的效果,或在两堵头接夯处创立槽作为两夯土墙衔接的措施。打到最上层,用土坯铺上作为墙帽子。在屋面上铺黍秸、稻草和泥,每年雨季前进行屋面墙帽保养,这就是《诗经》里所谓未雨绸缪的意思。这种夯筑墙稻草屋面,一般可使用百年以上。
中国建筑科学研究院历史室,在六十年代曾请各省科技部门提供了一些夯土技术资料,如东北地区吉林省在夯筑房基时,它的工序最注重下层,要夯打七遍,再往上续土打二层,有的还加一层小石块,灌以灰浆,然后逐层夯筑灰土。这个地区夯打工具沉重,有超过十五公斤者。哈尔滨为我国寒冷省份,广大农村住房,大都夯筑土坯砌造,土坯的泥掺入杂谷壳等。另外还有一种墙叫拉哈墙,是用黄土稠泥裹入草辫子,长八十厘米,作为筋骨料,两人操作逐层夯成。所谓“拉哈”是我国东北少数民族——满族语言,译成汉语是挂泥墙。在我国南方浙江一带民居板筑墙有多种都是利用当地材料板筑而成,大体有大型砌块墙、普通土墙和砂墙等几种。
土墙在挖出刨槽土,加水捣拌,愈细愈好,达到粉干、防雨和坚固耐久起很大作用,当地习惯叫它为“金包银”。夯土基时,是用木质的或金属的工具,将土打成坚密硬土,在它上面盖房子,使建筑物得到稳定安全。
浙江天台地区是在施工现场制作大型砌块,在夯土砌块挖出凹槽,在其上再夯打第二块,两块之间则现出榫卯式的接连一样,这和北京用拐子使簧有同一效果。为了加强其联结性,有的还用三根木棒连接两层土块。
闽西客家住宅地基做法根据当地的气候条件、土质条件,房屋基础在刨槽之后填以卵石,灌以灰浆,这是就地取材和防潮的需要。在夯筑槽板一半时放入两三块短竹片,一板打完还放入毛竹管数根,这种做法夯土墙具有耐久性,可坚强不坏一二百年。
广州市郊区一带板筑墙较多,用黄土、砂土、石灰再加掺稻草,亦有用蚝壳之类易于取得的当地材料为之筋骨,外墙皮为了防止雨水冲刷,用谷糠掺黄土打底,其外用粗砂拌石灰抹上作挡面。
在内蒙古自治区所见战国赵长城为汉代长城遗址,俱是分层夯筑,亦掺加草筋或石块,两千多年前的夯筑工艺,今日仍能得见。
以上仅略举数例,我国夯土之做法材料,显示出坚固的功能。在我国广阔的疆土上,各地区各民族几千年来在夯土技术上都是继承古代传下来的技术而加以发展。结合本地区的地理气候等条件,夯筑的材料方法,以适应本地区的需要。如福建泉州一带夯筑土块时,还加入红粘性掺料。综观全国各地,给我们留下了丰富多彩的资料,在全国解放后,各地区建筑师曾经借鉴传统技术,与现代技术和新材料相结合,设计出更适合广大劳动人民生活需要,并力求设计出多快好省的和具有传统风貌的新型房子。
中国屋瓦的发展过程试探
历来谈瓦的著作,以古代瓦当为主。瓦当的图案丰富多彩,是具有历史价值和艺术价值的文物。但瓦是建筑物屋顶的覆件,从建筑史学的角度来说,就不能只谈瓦当的艺术图案了。本文想就中国屋瓦的产生、发展以及其形制和构造方面,进行臆测性的探讨。
从建筑发展史知道,人类由巢居、穴居到地面上盖房子,是在和自然作斗争的过程中一步一步发展的,通过实践、再实践,由开始营建简单的茅棚、草屋发展到在屋面上用瓦。中国的发展演变情况,可以作如下粗略的推论。
距今大约六千多年前的西安半坡村原始社会遗址,其残存房屋堆积表明,屋顶表面是用泥覆盖的。这种涂泥残块中掺有植物茎叶,可能是野草或当时主要农作物粟秸。用掺有植物茎叶的泥涂抹屋面,我们可以称它为“泥背顶”,近代北方民居还有这类做法,但掺料大多为麦秸,因而称为“滑秸泥”。在距今五千年至四千年左右的黄河流域龙山文化遗址中,没有发见像半坡那样草泥残块,估计已改为茅草顶了。大概因为泥背顶太重,逐年维修,越抹越厚(半坡遗址屋面涂泥残块,有的局部厚达四十厘米左右)对于原始木构架来说是极大的负担,会使椽木折断甚至墙倒屋塌。茅草顶轻,比泥背屋面有优越性,所以逐步得到了推广。在古文献记载的古史传说中,相当于原始社会晚期的尧、舜时代,部落首领即所谓“先王”的宫室,都称是“茅茨不翦”的。在文献记载中,奴隶制初期的夏、商时代的宫殿,也还是“茅茨土阶”。古书《诗经》中有“迨天之未阴雨,彻彼桑土绸缪牖户”的话,就是说在未阴雨时,用桑根植物条子之类,捆绑一下茅草,免得被大风刮走或松散漏雨。即成语所说的“未雨绸缪”。茅草顶的缺点是容易腐朽及被风吹散落,特别是屋脊及屋面转折的天沟处,檐口部分因为积水更易腐烂或导致椽木朽烂,于是便创造了用碎陶片覆盖屋脊或垫衬排水天沟部位。
案经火烧过的泥土可以防水,这在制陶术发明之初,人们已经有了这样的知识。在《西安半坡》这部报告中已提到泥涂的屋面有烧烤的迹象,这或许是防雨加固的一种做法。大面积烧烤屋面,工艺上是有困难的,其陶化程度当然也是低的。不过这种做法,已显示出人们用陶质材料防水的匠思。
盖草顶的部局,除在未雨之前绸缪一下,估计有可能用碎陶片覆压某一部位。半坡时代既然已使用碎陶片垫在柱根,那么使用碎陶片压到草顶上,应是可能的。垫在柱下的碎陶片,经考古发掘,还可看到它的功能。可是覆压在屋面上的碎陶片,屋倒之后就无从辨认了。不过这一推论如能成立,应是屋瓦产生的前奏。屋瓦的产生就创作思路来说,正是人们企图代替破碎陶片,定制一批较为整齐的覆盖屋脊、天沟和檐口的防水构件,目前虽然在田野考古材料中还未证实茅草屋顶用碎陶片覆压的资料,而从“瓦”字来看是碎陶的象形。碎陶片除见于半坡垫柱根之外,在盘龙城遗址又提供了用碎陶片铺砌散水的实例;湖北纪南城春秋、战国宫殿遗址也发见过用屋瓦铺砌散水的实例;这说明在古代建筑上碎陶片的应用方面较广。近代民居还有用碎陶片(包括砖瓦之类)覆盖草顶局部的做法,也可以作为上溯古代推测的佐证。近年来在考古发掘中,已为草顶局部用瓦提供了实例,这就是陕西岐山县凤雏村甲组遗址所提供的材料。
大约在屋瓦发明之前,就有了“瓦”字,它是烧土器的总称。所以我认为“瓦”字应是碎陶的象形字。参照民俗学材料,原始社会妇女纺锤也是用瓦,大约即碎陶之类,所以《诗经》里有生女曰“弄瓦”之谓。至于我们现在所谈的屋瓦,则是最早专门烧制用于屋脊上的建筑构件,如古文字的“甍”,《说文解字》说是“屋栋也”,覆蒙在屋脊之上,此字从“草”从“瓦”,可以推测为屋脊上用瓦的。一九七五年岐山凤雏和扶风县召陈西周建筑遗址,都发掘出相当原始的瓦件,尤其是凤雏被断为西周早期的甲组遗址所出的残瓦,数量较少,推测为局部使用的。这种瓦采用古老盘条工艺,瓦件厚重粗放,仅有大约四分之一圆弧的弧度,无筒、板瓦之分。在瓦的凸面或凹面,附有连带的蘑菇形陶柱或陶环,显然是用以捆绑在茅茨或椽木之上。覆瓦的部位,估计是屋脊或排水的沟道。用植物条子捆绑是防止下滑,这说明人们用瓦已有一定经验,决不是初用。屋瓦之初当是模仿陶片,在使用过程中可能出现滑落的现象,后来加上柱、环之类,把瓦固定在屋面上,应是实践过程中的发展。由此推论,从使用陶片发展到专门烧制屋瓦,这段时间应比西周更早一些。凤雏出土的这种瓦只有一种弧度,无筒、板瓦之分,但从凹凸两面分别安设柱、环的构造形制判断,它是仰覆合用,一仰一覆,也就是后世所说仰瓦和覆瓦,或者说是底瓦和盖瓦。扶风召陈被断为西周中期的遗址出土大量残瓦,其中已有二分之一圆弧的筒瓦,并出现了半瓦当。专门烧制一种覆盖底瓦垄缝的筒瓦,是用瓦满铺全局的需要。也是在反复营造实践过程中,人们意识到仰瓦和覆瓦构造功能不同,于是在保持宽大而弧度较平缓的仰瓦(板瓦)的同时,另用一种较窄而弯曲较大的筒瓦覆盖垄缝。至于瓦当的发明,它不仅为了使檐头不露泥背而美观,而且具有构造上的作用,即挡住左右板瓦不使下滑,正是称为“瓦当(挡)”的道理。《说文解字》将“当”释为“田相值也”,即两垄田的尽处铺瓦为田之垄。所以至今建筑瓦工术语中,还有“瓦垄”之称。瓦当,即垄下端的挡头。整个屋面用泥背窑瓦,而且使用了带瓦当的筒瓦之后,则仅在据头筒瓦上设瓦钉即可防止屋瓦下滑。战国中山王陵享堂遗址出土的大瓦钉,形制与北魏遗物近似,应该就是用于檐头筒瓦上的。晚期虽然形制不同,但其构造原理还是一样,例如明、清北京故宫太和殿等高级建筑物,虽然不是在檐头筒瓦上安瓦钉,但已改为钉钉,并扣上铜镀金防水的钉帽。由于宫殿屋面坡度大,一般安装瓦钉三路。屋瓦不断发展改进,种类也就越来越多。随着带瓦当、瓦钉的檐头筒瓦的出现,檐头板瓦又有所改进,为了避免檐头排水回水,檐头板瓦逐有“滴水”或称“滴子”的发明。还没有看见汉代以前的瓦带滴子的,因之有著录汉代以前瓦当的书和图录,而无著录瓦滴的书。案东汉明器陶楼檐头所刻板瓦,有的略具下垂部分,似乎是滴子的形式。《考古》一九六三年第一期载汉魏邺城调查一文,谈到发见板瓦沿头部位转折成直角,靠近背面一边捏成波形。该调查记里还介绍大同北魏平城故址和渤海上京故址都发见过这种形式的板瓦。另外北响堂山第二窟北齐石刻窟檐上也有表现。《考古》一九七三年第六期发表《汉魏洛阳一号房址和出土的瓦文》一文,所记板瓦也有花头的,其中一种捏成花卉状,一种捏成锯齿状,这是明显的滴子。根据这些考古材料,可见板瓦出现滴子是在汉、魏时代。汉魏洛阳出土板瓦长度为四十九·五厘米,宽为三十三厘米,厚二·五厘米,重约十二公斤。制胎时,瓦坯的重量要大于烧成后的两倍。这样重的大型瓦件,胚胎松软容易走形,必须用大板承托才能送入窑膛。足见当时工匠技术熟练及工艺之健全。
中国封建社会屋顶,已形成独特风格的造型。它有长梁、短梁,上部再间施瓜柱(短柱),迭置搭以檩、椽,从而形成由檐部到脊部举折的折线。在折线的椽上再铺望板。望板上再苫灰背,形成一条完整平滑的曲线。灰背上铺板瓦,板瓦垄缝处覆盖筒瓦,形成沟排水的屋面形式,免除屋面汪深积水之患。由于屋架“举架”是逐层加高的,这样做成的屋面上部陡、中部、下部低坡略挑起。清代工匠术语称屋顶三部分为“上腰带”、“中腰带”、“下腰带”。它不但利于排水,而且造型美观。
屋瓦及各种装饰图案,唐、宋以后有了更大的发展。北宋《营造法式》中,仅屋瓦大小规格就有九等,清式则分为十样,实际亦为九样。若论类别,列为瓦件类的有百余种之多。屋面瓦的构件,从总的趋势来看,到晚期趋于小和薄。武汉建筑材料工业学院建陶测试报告,将春秋早期瓦至唐代绿瓦作了测试,计有春秋早期板瓦(编号二百七十二)、春秋半瓦当(编号二百五十七)、秦五角下水道(编号二百六十六)、汉代圆下水道(编号二百七十三)、唐代绿瓦(编号二百零七),清楚地看出从春秋—秦—唐,瓦的质量是越来越好,烧成温度高,气孔少,结构致密。到了唐代已有琉璃瓦,既美观,又耐用。明、清以来的陶瓦,一般是小土窑烧成,质量较差;大窑烧瓦均须晾土三年,经过过淋、踩泥等多种工序,制成的砖、瓦质量比唐、宋时代又高。时代愈晚质量愈高,这是合乎规律的。
(选自《建筑历史与理论》第二辑)
宫廷建筑巧匠——“样式雷”
一
在古籍《考工记》里记载着两千多年前的手工业,其中有匠人之职,这是属于营国修缮的工种,即所谓国有六职,百工居一的制度。在长期的封建社会中,历代王朝都把这种制度继承下来,一直沿袭到封建王朝末期明清时代。在今天还为人们所熟悉的清代建筑专业世家“样式雷”,就是由明至清数代相传的官工匠。
“样式雷”的祖先在明代即是营造工匠,五百多年来一直保持世业,与明清两代王朝相始终。据朱启钤氏的《样式雷家世考》:“样式雷”之始祖本江西人,在明初洪武年间即以工匠身份服役,明代末年,由江西迁居江苏金陵。到了清代初年传至雷发达及其堂兄雷发宣时,这时康熙朝正在重建太和殿,雷氏弟兄遂以工艺应募到北京,参加了这个巨大的工程。由于在施工中发挥出了优越的技术才能,因而得到了王朝的官职,并传下了非常形象的故事。在封建王朝时代,修建宫殿安装大梁和安装脊吻时,必须焚香行礼。一般是由工部尚书或内府大臣按照仪式举行。太和殿是皇宫中的金銮殿,据说当日的清代康熙皇帝郑重其事的亲自行礼,根据传统习惯上梁要选择吉时,梁木入榫和皇帝行礼在同一个时间,而这次太和殿的大梁由于榫卯不合,悬而不下,典礼无法举行。这种情况在专制皇帝面前是大不敬的事,管理工程的大官们急中生智,忙给雷发达穿上了官衣,带着工具攀上架木,在这个良工的手下,斧落榫合,上梁成功,典礼仪式如式完成,博得了专制皇帝的喜悦,当时“敕授”雷发达为工部营造所长班,一般人们都看成无上的荣幸,于是就编出了“上有鲁班,下有长班,紫微照命,金殿封官”的韵语。这个传说并不一定完全符合当时情况,但却刻画出了这个良匠的湛深技术,并道出了北京“样式雷”之由来。雷发达的长子雷金玉继承了父职,并投充内务府包衣旗[1],供役圆明园楠木作样式房掌案,以内廷营造有功,封为内务府七品官,食七品俸一直传到清代末年。直到现在还有他的后世子孙留在北京。
从雷氏后裔所保存下来的图样,烫样以及有关档案,可以看出中国古代建筑师进行设计的过程是有一套完整手续的。对于现存的古代建筑实物,像北京故宫、颐和园、玉泉山、三海、承德离宫……辉煌壮丽的古建筑群。通过雷氏留下的资料,使我们比较清楚地知道这些建筑物是怎样设计修建的。二三百年来以雷氏为代表的优秀建筑师,他们智慧的创造已成为我国民族文化遗产中的珍贵杰作。明清两代王朝中凡有兴建工程,选定地点后,先由算房丈量地面,由内廷提出建筑要求,也就是封建皇帝所要享受的要求。这个专制帝王身份的业主,当然是一无所知的,设计任务就落在样式房里,以掌案为首的“样式雷”便进行设计。一位在官木工厂服务过的老工人说:设计初步首先是定中线(轴线),这是中国建筑平面布局传统方法,过去的“万法不离中”的术语,就是在一大片方正或不规则的土地上先以罗盘针定方向,而确定出建筑群的中线位置,用野墩子为标志。野墩子钉在中线的终点处,这样便于以起点为纲,自近及远,旁顾左右而考虑全区规划。同现在设计一样,先绘制地盘样(平面图)。在现存雷氏图样里,这种轴线的安排看得很清楚。图样有几种类别:有粗图,即粗定格局的,有经过修改的细图,还有全样和部分大样图。在这几种图中,有经过初步设计又几度改变才确定下来的平面布局。第二步再设计绘制地盘尺寸样,估工估料。这是设计中的大工作,因为中国建筑群的布局是由个体建筑组成一个庭院,多座庭院组成一座大建筑群,在空间组合上注意建筑物高矮的比例,或左右对称,或左右均衡,或错综变化,定出各式各样的建筑尺寸,在布局上做到匀称协调,然后通过烫样(模型)表达出来。烫样是用类似现在的草板纸制作,均按比例安排,包括山石、树木、花坛、水池、船坞以及庭院陈设,无不具备。陵寝地下宫殿从明楼隧道开始,一直深入到地宫、石床、金井,做到完整无缺。
烫样的屋顶可以灵活取下,洞视内部,有的并注明安装床榻位置及室内装修。譬如在一个空旷的广厅里使用碧纱橱、花罩、栏杆、屏风、博古架等,即能将一座大厅间隔出各种生活起居需要的房间。利用这种构件,其效果不仅表现在使用的功能上,而在布局构图上也是非常艺术的组合。而且这种装修构件一般地都能随时拆卸安装,有灵活变化用行舍藏之妙。在宫廷庭园建筑里更有条件运用这个传统艺术。在雷氏资料中,除建筑布局平面图外,也还有一些装修雕刻纹样。完整的装修图样虽然少,但在现存的清代古建筑群中像故宫、三海、颐和园以及承德离宫,都有丰富的完整实物,最突出的是故宫乾隆花园里的装修,可以说是集古典装修艺术之大成。由于这座花园是清代乾隆皇帝准备告老时休养之所,所以尽情挥霍由劳动人民身上压榨而来的财富。在宫殿楼阁中用装修组合起来的各样居室,更是玲珑别致,碧纱橱、花罩上的装饰嵌件,十分豪华,将十八世纪各种手工艺技巧表现无遗。设计这座建筑时正是“样式雷”四世时代,当时雷家玮、雷家瑞、雷家玺弟兄都供役宫廷。但现存的雷氏资料中则缺这个时期的设计图样。过去,宫内情况不能外泄。有关资料在一定时期加以销毁,现在所存的图样、烫样大都是十九世纪清代同治年间准备重修圆明园的遗物,在这些晚期资料中也能看出了它的科学性和艺术性。再以烫样为例,它不仅是将建筑位置科学地加以安排,同时也还注意美观,适当地表现色彩感,像绿水灰墙,色调清新可喜。这样具有色彩立体式的模型,艺术地将中国建筑群以长卷绘画式的布局手法和起伏迭落,错综有致地安排表现出来:通过雷氏的图样和烫样,使我们知道在几百年前的建筑师就能做得这样出色,是一件了不起的事,我们祖国文化遗产真是丰富多彩。由此可以理解我们前辈给留下的几种重要建筑书籍,如八百年前的宋代《营造法式》和二百年前的清代《工程做法》,以及明清时期私人著述《园冶》、《扬州画舫录》等有关营造书籍,都是古代建筑师在科学实践上的经验总结。虽然它们都有时代的局限性,但这些宝贵的经验则还值得我们借鉴学习。
雷氏所掌握的虽为楠木作样式房,以工作性质论系属小木作,但现存雷氏所制的图样则包罗万象,举凡宫殿、苑囿、陵寝、衙署、庙宇、王府、城楼、营房、桥梁、堤工、装修、陈设、日晷、铜鼎、龟鹤、灯节鳌山灯、切末、烟火、雪狮,以及在庆典中临时支搭的楼阁等点景工程都包括在内,均为“样式雷”承办。并且,雷氏在乾隆时还随着清代帝王南巡,为各省办理沿途行宫点景。在《样式雷家世考》中关于雷发达四世孙雷家玺的事迹,有下面一段记载:
乾隆五十七年承办万寿山、玉泉山、香山园庭工程及热河避暑山庄……其长兄家玮则时赴外省查看行宫堤工,先后继续供事于乾、嘉两朝工役繁兴之世,又承办宫中年例灯彩及西厂烟火、乾隆八十万寿点景楼台工程,争妍斗靡盛绝一时。其家中藏有嘉庆年间万寿盛典一册,记承值同乐演戏、鳌山切末、灯彩、屉画雪狮等工程。
我们在故宫收藏的康熙、乾隆时代的万寿图和南巡图中可以见到那些豪华逼真的点景楼台,在现在看来也是绝妙的美术作品。
雷氏在清代二百多年中在建筑艺术、工艺美术上有着多种多样的贡献,所以他的名姓,写在我国的建筑史里。但历史也告诉我们,所有一切文化上的成就,不是一家一姓天才的创造,而是群众智慧的综合,也是历史传统经验的总结。从清代管理工程的机构可以说明这一点,清代内务府里有造办处这一机构,它是专为宫廷制造工艺品的工场。在明代皇宫里有御用监,在西苑里还有果园场,和清代的造办处一样,都是集中全国的良工巧匠为宫廷服务。清代的造办处在乾隆年间大约有四十个作坊,其中有画作、木作、如意馆、舆图房、画院处。这几个工种都是设计各种图样和制作工艺品的地方。清代自康熙、雍正、乾隆起,历朝皇帝多住在郊园,而以圆明园为主,所以在郊园中都设有各衙门办事机构。因乾、嘉两朝土木繁兴,圆明园还设有总理工程处、销算房、督催所、堂档房,这些机构名称记载在《内务府衙署集》和《圆明园则例》里,但并无“样式雷”供职的楠木作样式房。朱氏的《样式雷家世考》是根据雷家所存档案和家谱编写而成,称雷氏供职圆明园楠木作样式房,其言有据。而在宫书里则无此名,在《内务府衙署集》里有画匠房,职掌烫样子。考清代造办处设立在康熙朝[2],圆明园总理工程处设立在乾隆朝[3]。雷金玉在康熙朝投充内务府包衣旗后,可能是供役在造办处木作,到乾隆时又在圆明园工程处服役。内廷一切制作图样,造办处有关各作都要在本作职务内进行设计,不仅由管理工程处以下各房管理。如造办处中有灯作,即设计制作各式宫灯,《样式雷家世考》中所记灯节鳌山灯、切末等都是灯作所职掌。另外宫中还有花炮作,即掌管灯节烟火制作和设计。从雷氏历代相传的技术来讲,“样式雷”主要之职掌还是属宫殿设计,其余设计应当是内务府造办处各作的合作,雷氏总其成,列入制样工作范围内。造办处各作的图样今天已无迹可寻,在雷氏图样中还能见到一两种,也是一件有价值的资料。
雷氏从清康熙朝雷发达应征到北京修建太和殿,以后其子孙即留在北京,传到光绪朝时,七世雷廷昌设计修建普祥峪“慈安太后”陵寝工程;普陀峪“慈禧太后”陵寝工程。雷氏一家在清朝二百多年中,从清初修建地上宫殿的太和殿开始,到清末修建陵寝的地下宫殿止,清代王朝结束了,雷氏世世代代供役宫廷的历史也结束了。在雷氏负责保管的数千件图样档案和百十盘的烫样,在一九三二年由雷氏后裔卖出,公开于世,因此我们有机会了解古代建筑设计的程序。通过这些资料和老工人的介绍,知道我们的古代建筑师们在长期的工作实践中,积累了丰富的经验,同时在工作当中还表现出各个有关工种的配合与协作,这是一个优良的传统。在雷氏的烫样中看得出是具备这种特点的。正如老工人说的那样:“一个大工程下来后,瓦、木、扎、石、土、油漆、彩画、糊,都要紧密配合在一起。”这种做法也是现在我们继续采用的。
现在我们正在创造社会主义的新建筑,无疑在结构、材料以及功能效果的要求都和过去不一样了。但对于过去的优良传统的精神和具有科学性、艺术性的工作方法,则需要取其精华去其糟粕,以继承和革新的态度进行学习。
二
上文介绍样式雷祖先在明代即是营造工匠。五百多年一直保持世业与明清两代王朝始终。并有“上有鲁班,下有长班,紫微照命,金殿封官”的韵语传说。这个传说刻画了这个良匠的湛深技术。他又如何体现的呢?
就是说,无论怎样不规则的地方,在建筑群的主体上都能成为规矩之形。周围余地则利用大房小墙开道,来弥补它畸形土地空间。在规划设计时则首先找中,然后绘制地盘图样、方案、平面图。在现存的样式雷的图样稿中,这种轴线安排看得清楚。雷氏图样有几种类别。有粗图即粗定格局;有经过修改的细图;有全样图;有部分与大样图。在这几种图样中表现为初步规划设计和经过几度修改,最后确定的设计方案。第二步再设计绘制地盘尺寸样并估工估料。
中国建筑群布局是由个体建筑组成一个庭院,多座庭院组成一个大建筑群。在空间组合上注意建筑物的高低比例和左右对称或左右均衡或错落变化,定出各式各样的建筑尺寸。在布局上做到匀称协调。然后通过烫样(模型)用硬质糙板纸表达出来图样和烫料。是最重要的依据。尤其烫样则是建筑比例缩小的模型。包括内檐装饰陈列家具,床铺、围帐等。庭院如山石榭树、花坛水池、瓶炉陈设、船坞盆景无不俱备。陵寝地下宫殿,从宝顶、明楼、隧道,从开始一直深入到地宫,石床,金井做到完整无缺。现清代宫殿山庄园林等都与样式雷所留图纸及部分烫样对照完全一样。
自从雷发达的子孙成为世袭官工以来,到了四世雷家瑞、雷家玺兄弟都供役在宫廷里。是雷氏最全盛时代。反映出雷发达的建筑上知识造诣,不仅是施工技术,还具备规划、设计、施工、绘图、模型,估工、估料,搭彩起重架,结构及美学多种科技的总建筑师。
从雷氏所存图样内容包罗万象,在过去皇家建筑范围有宫殿、苑囿、山庄、包括叠山水法和植树种花等,及陵寝、衙署、庙宇、王府、斗匾、鳌山灯、戏剧切末(道具)、烟火、雪狮以及庆典中临时支搭楼阁戏台点景工程。均为样式雷承办。现在著名的万寿山(颐和园、玉泉山、承德避暑山庄、盘山行宫、圆明园等离宫,雷家玺等均参加设计施工。在他家里所存档案,还有嘉庆年间万寿盛典,其中关于制作鳌山切末灯彩在故宫收藏。历史博物馆陈列的万寿图、南巡图沿途点景都为雷氏之杰作。至于圆明园烫样、颐和园烫样、皇城门烫样在故宫中还藏有若干盘、有清二百多年直至清末。
(选自《我在故宫七十年》)
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[1]内务府包衣旗是清代专为宫廷服役的旗人,包衣意即“奴才”。
[2]造办处设立在清康熙十九年。见清《内务府则例》。
[3]见清代内务府档案。
中国建筑史扩大研究课题意见的商榷
中国建筑文化,是世界上独具风格的一门建筑科学。我国建筑学者,从全国解放前到全国解放后,组织专门机构进行研究,总计不过十余年,而且断断续续,规模小,人数少。早期从事此项研究工作者不过数人,现仍健在者亦皆笃老。全国解放以后亦不过数十人,才工作几年,又经解散。而各大学院校中的建筑史课程,所排课程时间极少,有的根本不列此门课程,因之对祖国建筑文化的研究,不能深入下去。大约从一九〇〇年开始,东、西洋建筑学者,对我国建筑文化的研究已加注意,而我们则落在外人之后。
一九二九年中国营造学社成立之后,对祖国建筑研究开辟了途径,取得了重要研究成果。若总结过去的研究情况,对于历史搜集和实物调查致力较多,在理论包括政治经济方面的探讨较少,至于对建筑上的科学内容和工艺钻研,则如凤毛麟角。若期发扬祖国建筑的科学内容,创造新的具有民族形式的建筑文化,在科学资料上,尚感不足。因之多年来,我国建筑设计思想,一方面单纯模仿西洋,在另一方面,也出现了复古主义倾向,这应是对于祖国建筑科学研究理论不深所致。过去我们对祖国建筑研究,多重在历史素材而缺少理论理解,有布局和造型艺术的现象记录,而工艺之学不讲,工具之学不讲。我们知道原始人类在若干万年前,只能选择天然洞穴栖身,在认识自然和改造自然的过程中,智慧不断提高,实践再实践,又经历了相当长的阶段,才由天然洞穴迁居到平原人工穴室。从渔猎生活到定居农业生活,在劳动中创造了工具。由石器、木棒、兽骨、兽角等,进一步制造复合工具,如在木棒上绑上石器或兽骨之类,后来的木柄铜工具、铁工具,都是逐渐发展产生的。所以说劳动是从制造工具开始。因此,我们对于古代建筑工具,也不能不研究,否则我们无法理解祖国的建筑形成与发展。
多年以来,学习西洋建筑科学者,极有成就,但结合祖国建筑科学研究,似未顾及。对古为今用、洋为中用的要求,则未取得满意的成果。当今党中央号召开展科研工作,在各个科学部门,都在向现代化进军,科研工作的进展潮流,汹涌澎湃。同时对总结祖国过去在科学上的发展历史,也是研究课题之一。但总结过去,是为了创造将来,决不是回忆过去而骄傲今天。即以我国四大发明而言,指南针、造纸、印刷、火药,是我国首先发明,而在今天则远远落后于国际,举出历史不是用以自慰为目的,重要是鞭策我们的科学要不断前进,我们应当比古人更聪明些。中国建筑历史,已有六七千年的渊源所系,现在从田野考古发掘工作中,所发现五六千年的古代建筑遗址,是我国重要文化财富,亦为全世界所重视。此外,在全国各地还矗立的千年以上或数百年的古建筑,更不胜举。遗憾的是这些文化财富,没有得到应有的重现,有的在过去所调查所记录者,已被破坏或拆毁,不能再见了。现在我们成立了建筑历史学术委员会,在这个问题上,要予以充分的注意,积极向全国人民作宣传,向国家有关机关尤其对基建单位提出保护和研究古建筑文化的建议。
我国幅员广大,又是多民族的国家,在各地都留下了不少各民族风格的和地方手法的遗物,即使是二三百年的建筑,也应作为文化遗产看待,今后我们在研究方面,在积累素材的同时,要作理论上的探讨,与现代建筑科学家以及具有古建筑丰富经验老师傅进行合作,将祖国建筑科学内容阐发出来,还要注意古代的工艺技术。我们知道,无理论则无所发明,无工艺则无所创造。中国古代建筑学,不如现代分工细,图纸一出,各执其事。而我国古代建筑学,是一个综合性的科学,一个匠作之官,能够指挥一切,知道一切。如《周礼·考工记》、《梓人传》、《营造法式》,以及清代工程做法,世传的鲁班经,瓦木工行会之手册皆是。明代、清代以来,世袭匠作之官的“样式雷”,亦以家传之手册为法则。我们今天研究祖国建筑历史与理论,不将工艺技术包括在内,则理论似趋于空,历史亦缺少其发展过程,这样,也就不能反映祖国建筑科学的整体性。近年以来已注意及此,今后还要坚持下去。可以这样说,历史与理论是重要的,工艺技术也是重要的。今后在我们建筑史研究领域里,对现存的古建筑,在作历史记录之外,还要发掘古代建筑文化艺术及其科学内容,通过理论探讨,求得正确的认识,以为发展建筑文化的借鉴。多年来研究建筑史,不将工艺技术纳入研究范畴,着重在建筑艺术及其历史年代,只能说是侧重的方面,而不是它的全面。即以近代建筑学的内容而言,它包括建筑功能、建筑艺术和物质技术综合利用,三者的关系通过设计、施工、结构、材料以及设备等,构成适应生活或生产的建筑物。我国古代历史建筑,就是将这种合集于一科,中国古《诗经》中所写的“经之营之,不日成之”。是包括今天建筑学全部含义的。当然在达到功能之外,还有一个美的感受问题,这就是属于建筑艺术了。我国古代建筑,在艺术上,无论是统治阶级的,或平民老百姓的,都在适应功能上力求其美观。以统治阶级的宫殿而言,单体建筑造型艺术和建筑群的组合艺术,都有它的艺术手法。以北京明、清故宫为例,单座建筑的造型,从屋顶到基础台基,可以使人独立欣赏。从整个皇宫建筑群的组合,就更显示它在空间组合上的独特艺术,只以紫禁城区举例,长达一公里的建筑群的组合,在空间处理上,在建筑物高低起伏上,在屋顶丰富多彩的式样上,若切成一幅大断面看,像是一卷千里江山的画卷,若以音乐艺术比拟,则又有旋律优美之感。
在皇宫建筑群之外,民间建筑亦有特征,如水乡的因地制宜,不方正的多屋建筑的组合,也有它的美感。还有东北、西北、西南各地区,在地理气候的条件下的住房,在满足生活功能外,都能表现丰富多彩的艺术造型。过去王朝政府官修的营造书籍,以《营造法式》为例,有关大木结构,地基处理,多为总结北方山、陕、豫、甘等地区民间建筑艺术和技术,至于名闻世界、号称世界园林之母的中国园林,都是祖国的建筑文化的结晶。祖国建筑在室内空间处理上,更是具有独特风格的建筑艺术,如内檐装修,有碧纱橱、栏杆罩、圆光罩、落地罩、鸡腿罩、床罩等。用这些装修,区分环境,变化空间,在多种装修间隔,出现楼中有楼,阁内有阁,使人如入迷境,探径寻幽,若尽撤其装修隔断,则旷然一大厅,这种装修工艺,又是中国建筑的特征。因此我们研究祖国建筑不能局限一座建筑群的组合,或单体建筑的造型,或几座孤塔而已。今后研究内容,要扩大领域,力求其全。至于在科技方面,有更多的与现在世界先进国家所提出的科技方面的理论,在很多方面有不谋而合的地方。
探讨这方面的学术,可以举出祖国建筑在抗震功能上的科学内容,与日本建筑学者所提出的结构功能的理论,基本一致,可以证明我国古代建筑家是有科学头脑的。以建筑地基在土质选择和处理方法,以及木结构榫卯问题为例:我国古代建筑,在地基工程上,首先注意土质,即先勘查它的土质是粘土还是砂土。从土质来讲,粘土地基胜于砂土地基。近年日本人曾写过有关砂土与粘土在抗震功能上理论文章,认为砂土地基强度是由砂土颗粒之间相互作用的摩擦力所构成,它的大小又与法向应力成正比。粒径为零点零五至二毫米之间的砂粒,一旦受到地震的震动,砂土颗粒间相互作用的摩擦力就显著降低,即动态强度远小于静态强度,若遇地下水上升,还易液化。粘土颗粒大小为零点零零五毫米,与砂土颗粒相比,它的强度主要依靠颗粒间相互之间的引力所形成蜂窝样,且具有压缩性的结构,比起砂土地基受振动影响小。由于日本是多震的国家,所以他们注意这方面研究。回忆我国在数千年前建筑工程实践中,对于地基土质的选择,就有合乎这种科学理论的认识,一般构造房屋,先行刨槽,如土质不佳,有换土之例,同时对地基土还要加以处理,其措施就是夯筑。无论官修宫殿或民间住房,都实行这种措施。日本在抗震措施理论书中,也还提到夯筑的功能,而我国夯筑技术,在现存的古建遗存中发见,有它特殊的夯筑工艺。以三千多年前殷商小屯为例,它的夯土处理是分层夯打,每层上下衔接是采榫卯式,即下层夯土面上,有凹入的小洞窝,上层夯土下面,有凸出的小柱,深入下层夯土小洞中。其办法是每夯实一层,即用一种特殊工具,筑成洞窝,然后铺上土,再夯打上层,这样,上面土层受夯打的压力,在对下层洞窝处即伸入一土柱,形成上下衔接,层层如此,就是我国三千多年前的榫卯式的夯土层。这样处理的结果,可以减少地基液化。即使遇到地下水上升,坚硬的榫卯夯土层,具有防止地基液化的抵抗力,即使有所液化,不能导致数十层地基全部液化。这种技术在后代多应用河泊堤岸,大型建筑基础也使用。在一千年前的宋代,有一部营造专书,名叫《营造法式》,对于建筑地基夯打处理,有如下记载:“每方一尺用土二担,隔层用碎砖瓦及石碴等亦二担,每次布土五寸,先打六杵(二人相对每窝子内各打三杵)次打四杵(二人相对每窝子内各打二杵)次打两杵(二人相对每窝子内各打一杵)。以上并各平土头,然后碎辗蹑令平,再攒扇扑,重细辗蹑。每布厚土五寸,筑实厚三寸。每布碎砖瓦及石碴等厚三寸,筑实厚一寸五分。凡开基址须相视地脉虚实,其深不过一丈,浅止于五尺或四尺,并用碎砖瓦石碴等。每土三分内添砖瓦等一分”。《营造法式》所称“相视地脉虚实,即勘查土质后,再用夯筑加工处理。所称每窝子内打几杵,次打几杵,系和后世夯工头夯二夯相同,即四人分为两组,先夯筑的称为头夯,后夯筑的人称为二夯。头夯二人打六杵,即二人相对,每人各打三杵;二夯二人打四杵,即二人相对,每人各打二杵。所谓辗令平,即往返压平。所谓攒扇扑,是用多数杵找平。一般夯土多掺入粘结材料,在宋代以前已有石灰,在《营造法式》中,在“泥作”里,写了几种使用石灰的做法,如“赤土和石灰名为红石灰,黄土和石灰名黄石灰,软石炭(即煤层上的青灰)和石灰名为青石灰。另有掺白蔑土、麦麸者为破灰”。在泥作中似是指的抹墙面,而在地基使用碎石碴碎砖瓦辗碎后,虽未说明有无用石灰粘结,但到了元代地基层,均使用石灰粘结夯筑。即如三千多年前西周早期宫殿遗址,在夯筑残土块中,即有类似后世石灰的粘结材料(陕西扶风周原遗址)。则宋代亦应有将土与瓦碴板结一起的粘结材料。此点有待进一步勘查化验。宋、元以后普遍使用掺有石灰的三合土地基,清代工程做法记载的最清楚,如“凡筑灰土,每步虚土七寸,筑实五寸,虚土每一尺筑实七寸;凡夯筑二十四把小夯灰土,先用大夯排底一遍,将灰土拌匀下槽。头夯冲开海窝,宽三寸,四夯头。其余皆随充沟。每槽宽一丈,充剁大梗、小梗五十七道取平,落水压渣子。起平夯一遍,高夯乱打一遍,取平旋夯一遍,满筑拐眼。落水起高夯三遍,旋夯三遍。如此筑打拐眼三遍后,又起高一遍,至顶部平串一遍”。明、清两代的夯筑工序多至三十次(北京故宫北上门,即累筑三十层)。这种地基做法,并不完全只施之于单座建筑之下,而是包括成群建筑空间院落。以北京故宫为例,经过多次地震,主要殿座从未倒塌一间,地基处理起了很大作用。
宋代称铺土一次为“布”,清代称为一“步”。宋代的杵即清代的夯,宋杵原物未见。明、清时代的夯,是用整块榆木掏空,制成手持的四柱。宋代称辗蹑令平,清代称为纳平。夯土层不仅要求坚实,最上层表面还要求光滑平整。宋《营造法式》未提用碢的工具,清代开始夯筑时是先用碢排底,最后用碢拍平。碢是用熟铁制成一大圆铁饼,大重一百二十八市斤,碢的边缘处,有洞眼八个,每洞穿绳二条,共十六条,由十六人各执一条,同时提起,高低以平为度,而后落下。高碢提高到头部,串碢离地约半尺。碢夫身长相等,用唱夯歌为指挥号令。所谓夯筑银锭,是两夯打过后距离的空档即成“”形,是封建社会用白银铸成的金属货币形状,所称大梗、小梗,是银锭形打过后,挤出的土梗,所谓乱打和旋夯,不是按一步一步夯筑,都是将不平之处找平,所谓使拐子与我们所称的商、周时代榫卯式夯层同一意义,即分层夯打,每两层上下用榫卯相接,又名使簧,工具如下图,横、立木下,贯一桃形铁,夯一层后,两手持横木,尽力在夯土上钻转,成一小洞,夯上层土时,则上层土注入洞中,上层的土柱为榫,下层的小洞,即起卯的作用。这种工具大约即渊源于商、周时代。比起商周工具更进步,夯洞更规矩整齐。这样加强夯土层的密度,使之不易透水,同时还能减弱粘土的易于膨胀而崩解的不利因素,而达到固结的程度。至于加入石灰,就是为了使土壤胶结凝紧,增进颗粒结构的固结。
古建中所采用的榫卯式的多层地基,是符合现代科学技术原理的,由于分层结构,使整个地基的结构具各向异性(各向异性是指从断面上看,各个方向上的结构,不相同不是均一的)水平方向呈多层状,这样就大大的增强了垂直方向的抗剪能力,更由于层间的榫卯结构的存在使层与层之间连为一体。这样多层榫卯式结构地基,能更好的防止局部受力不均,以及地震横波所产生的地基局部滑动,所导致对建筑物整体结构所产生的破坏作用。
在日本人的著作中,也还提到地基使用木桩的办法,认为使用这种措施的建筑实例,受到地震破坏比不使用木桩是轻微的,而这种办法在中国也是早已用过。在我国地基木桩有竖桩,有横桩。现在古建筑遗址下经常发现。
抗震除地基处理的功能外,还应简单叙述一下中国木结构的框架技术的科学性,它在抗震上的功能也是值得我们进行研究的课题。日本学者在近世发表论文,特别提出斜撑及榫卯抗震作用,他们提出:“斜撑能增加水平抵抗效果,柱梁等木构架,主要构件榫卯和连接,向来只用插榫的方法,对地震来说是相当危险的……在这些部分用金属铁片来加固,是非常有效的。”通过日本人介绍他们的建筑发现过去直插榫的弱点。在我国,在这样理论上很早已经实践,先以柱子为例,有侧脚升起之技术。所谓侧脚,即建筑物的柱子不垂直于地面,略向中心倾斜,从立面看形成一个稳定梯形结构,避免平行四边形的易变性,使整体结构强度大为增加。
古建筑中梯形框架结构,在建筑稳定性及抗震中亦起很大作用,如立柱与地面完全垂直则整个框架是一个易变的长方体,若柱不与地面完全垂直;略向中心倾斜,则整个框架呈梯台形,这样处理的结构,从几何学上看,则呈不变图形。这样地震横波到来时,框架不易变形呈现抗震效果。综观上述理论,从地基到梯台框架以及斗拱结构等的综合效果,才出现数百年以至千年以上的建筑,经过强烈地震而不倒,是有古建筑本身在工艺技术上科学道理。有的在柱础上使用管脚榫,是将柱础凿一小浅洞,木柱下部出一榫插入,因名管脚榫。有的用套柱础,套柱础是将木柱套在一石阑内,类似牌楼的夹杆石,下垫一厚石板,均是加强柱脚的稳定性。至于所提使用斜撑,可以举唐、宋以来建筑上所使用的义手为例,如义手斜撑脚立于平梁之上,其上部撑在脊榑之下,现在在我国陕、甘等地区民间住房也多采用类似此种手法。这种结构能加强水平抗震的效果。日本学者说用斜撑是抗震能力结构,在中国建筑结构中是习惯的使用。在无论斜撑或垂直木结构,还有一个重要的技术即榫卯的工艺。日本人说使用直插容易拉出,要加铁片加固接头的连接部位,这种使用铁活的工艺技术,在我国两木用铁活连接的方法,现在也还能看到实例,十七八世纪以后更普遍使用。在中国古建筑梁架交接中,有多种不易一遇地震即易拔出弱点的榫子,如银锭榫,其形,腰窄,卡在两木交接处,还有螳螂榫如螳螂之腹,在河北蓟县千年的古建筑与唐山相距百里,经过一九七六年唐山大地震而岿然不动,除去地基坚固之外,木架斜撑榫卯也起到重要作用。以榫卯而言,独乐寺的榫卯即使用螳螂式,有极大的抗拉强度。大型建筑有出檐深远的斗拱,则是具有吸收地震震动能量的功能。我们可以这样解释,从斗拱每个构件来说,可以看成为刚体,而由这些构件所组成的整体结构,由于各个结构件的连接,能产生部分松动,因而对整体来讲又具有一定的柔性,这样,振动能量在传播过程中被吸收产生较大的衰减,因而减低了地震的破坏作用,日本学者在这方面曾以塔的结构部分,提出下面的理论:
塔的结构部分;在梁、柱结合部和榫卯、斗拱部分能吸收振动能量,因此衰减大。
这个理论也能说明蓟县独乐寺那样相当柱身一半的高大深远斗拱结构,对抗震起了很大的作用。
国内有的学者认为榫卯连接的木质斗拱,由于构件间要产生部分松动,因而对整体结构产生不利影响是一大缺点。这话也是对的。但我认为对于一个事物的优、缺点的估价,是在某特定条件下考查的结果,因而在不同条件下,缺点也能变成优点。以斗拱而论,当在地震发生瞬间的动态条件下,考查斗拱部松动缺点时,就会发现恰恰是这个缺点反而使震动能量,在斗拱结构中,传播过程时发生较大的衰减,产生了一定的抗震效果,这又是斗拱结构的一大优点,即斗拱能吸收振动能量功能的体现,从理论上讲是对斗拱结构功能全面估价,也是符合辩证唯物观点的。
我国古建筑艺术表现形式,常常是源于工艺结构,二者本是统一的。随着时间的推移,两者之间逐渐分离,以至有时只注意艺术形式,而忽略了甚至有人否定了它的工艺技术的内容。例如紫禁城的城门排列九行铜门钉,上贴金叶,门身满涂银朱油,既显得辉煌绚丽,庄严肃穆,高大的门板又不呆板。从表面上看这样做,金叶门钉应是装饰艺术,其实是工艺技术与艺术的统一表现,那些门钉是为了加强门的结构强度而设,通过工艺技术美化了。请看紫禁城门前后结构形式,正面有门钉九行,是钉固背面横设木楅加固手段,因此门钉是大门的构件之一。这种做法,不仅表现在皇宫里,在北方民间的大门,也是这样,皇宫的门加强了帝王尊严的阶级性,同时加强了它的艺术性。中国建筑在砖、石、瓦构件方面同样如此,不一一举例。
一定的建筑艺术形式,也是通过一定的工艺技术才能表现出来。因而只研究建筑艺术特点,而不研究相应的工艺技术,研究成果将是不全面的;而对建筑艺术特点的认识,也不能达到深入程度。
通过上述工艺技术事例,可启发我们对古建筑史研究扩大领域的必要性。回顾一下历史,过去我们国家在某些自然科学方面,不少科学家在理论上,并不比其他先进国家的科学工作者落后多少,如电子计算机和有关宇宙方面的知识,但在工艺上则没有达到与理论相应的水平。令人欣喜地看到,在全国解放后,我们科学工作者,人民解放军以及有关的科学家,已能制造人造卫星、火箭、导弹等,在科学技术上的成就,取得多么惊人的成绩,所用的时间,比欧美工业先进国家少,这充分说明在重视理论同时对工艺亦得到应有的重视。过去外国人只说我们国家地大物博,这句话有时使人听到高兴,疆域广大、地下宝藏多,确实是我们民族的骄傲。但结合当时我们国家的国际地位,联系他们说话的含义,有获取我国宝贵资源的企图以及轻视我国劳动人民智慧的恶意。记得在二十世纪初期,外国人通过摄影和印刷技术,印行我国古代建筑图录时,听说他们有过这样蔑视我们的话:“中国人对本国建筑文化无本领理解研究。”自从伟大的中国共产党建立新中国以后,领导我国勤劳智慧的人民利用祖国地大物博的资源,结合洋为中用的实践,在科学技术方面取得了很大的成绩。现在我们提倡向四个现代化进军,我们社会主义现代化的宏伟目标即将实现。我们建筑史研究工作者,要大步向前,将我国建筑的科学成就发扬光大。我们要研究的领域广阔,在古为今用,洋为中用的结合下,在四个现代化中贡献应有的力量。鄙俚之见,愿同同志们商榷。关于研究古建工艺技术问题,多年来本人一直在提倡,确如有的同道所指出这种研究课题,不属于建筑史范畴,而是施工技术史,但我总觉得古建工艺技术也应纳入历史研究之内,近年以来已为不少同道所赞同。一九七七年中国科学院自然科学史研究所编辑《中国建筑技术史》,是一件令人兴奋的事,本人承委任为顾问,更感到光荣。现在将过去经常向同道们所阐述者,借年会的机会将平时讲话整理出来,嘤鸣求友,是所夙愿,野狐禅之诮,所不敢辞。
(本文是中国建筑学会建筑历史学术委员会一九七九年度年会上的发言,文中所引用的日本学说,均采用上海同济大学译日本《地震和建筑》)
(选自《建筑历史与理论》第一辑)