浅析中国古代建筑反曲屋面

中国传统建筑解读——浅析中国古代建筑反曲屋面中文摘要：中国古代建筑的屋顶在整个立面构图中起着非常重要的作用，而轻逸俊俏的反曲屋面则是中国古代建筑独特的风格，有着重要的研究意义。本文分别从对反曲屋面的起源探讨、构造做法、历史的发展趋势及其成因三个方面对中国古代建筑屋面的曲线之制进行解读，并从中体会中国古代建筑技术和艺术的发展过程。关键词：中国古代建筑，反曲屋面，举折（举架，题栈）Abstract：TheroofofChineseanienarhiereplaysanimportantroleinthewholefacadecomposition,moreover,thelightandcharminginversesurfaceroofcoveringisthepeculiarstyleofChineseanienarhiereandpossessessignificantresearchmeaning.ThistextunscramblecurveofsystemofChineseanienarhierethroughthreeaspects—theinvestigationofinversesurfaceroofcovering’sorigin,structurepracticeandhistoricaldevelopmenttrendandcauseofformation,andwecanexperiencethetechniqueandartdevelopingprocessofChineseanienarhierefromitaswell.KEYWORDS：Chineseanienarhiere,inversesurfaceroofcovering,raising-and-depression.1中国的建筑，就是一种屋顶设计的艺术众所周知，世界上绝大部分的建筑都将设计重点置于房屋外墙的立面构图之中，那些房屋墙身上杰出的雕塑，繁多的装饰，使建筑物成为一件崇高的艺术品。然而，中国古代建筑却是个例外，它的构图重点不在墙身，而是屋顶的设计。中国古代宫殿屋宇式建筑，就单体而论，其在立面上的外观形象可以划分为三大部分:下部的台基、中部的屋身和上部的屋顶，这在北宋木工喻皓所著的《木经》中分别称为“下分”、“中分”、“上分”[1]，清代匠作称之为“三停”，今日谓之“三段式”。其中，屋顶在整个建筑中所占的比重非常大，多数单层殿式建筑的屋顶部分的立面比例都要超过屋身，甚至要大于屋身与台基之和，这在世界其他古典建筑体系中是少有的。“如跂斯翼”、“如翬斯飞”就是诗经中描写中国大屋顶轻逸俏丽、飞逸流韵的的诗句。在中国古代建筑中，屋顶是建筑外观形象上最显著突出和富于变化的部分，成为塑造建筑形象的主要语言。世界上很多建筑都是坡屋顶，但唯独中国古代建筑的屋顶呈现出优美舒缓的曲线——无论是硬山、悬山还是歇山、庑殿式建筑，其前后两坡屋面都呈一种越往上越陡峭、越往下越和缓的曲线形式。这是中国古建筑屋顶最基本的一条曲线，沙尔安在《早期中国艺术》中诗意地把它想象为“摇曳的柳枝”，它是中国古代建筑独特的风格，是迥异于世界其他民族的建筑的最大形态特征。2反曲屋面的来源中国古代建筑的斜屋面所形成的特有的反曲面，一向都是近代很多建筑学家感兴趣的一个问题。关于它的成因和作用因为在古代有关的文献中都找不出直接的答案，于是就引起了学者们的议论纷纷。伊东忠太在他的《中国建筑史》中一共总结出四种不同的成因说。其一是仿天幕（帐幕）形说，认为汉族远古祖先在中国北方营游牧生活，住帐幕。定居后，乃仿帐幕形式构建屋面，遂成凹曲形式。其二为构造起源说，这种说法认为中国建筑的斜屋面是主次房屋合并的结果。其三乃是受到喜马拉雅山形的影响，据说屋顶的形状是受到其枝垂下的杉树的形状启示而来的。不过他本人的意见就是汉民族固有的趣味使然，因为中国人认为直线不如曲线来得更为美一些。以上仅是伊东忠太归纳出来的四种成因说。在查阅大量资料以后，我认为可以将对中国古建筑反曲屋面最初的成因的推测归纳为以下三个方面：美学的需要、功能的需要和构造技术的需要。2.1美学的需要不论是视觉审美，还是心理追求，我都称之为美学的需要。我国自古以曲线气韵为美。无论吴带当风，或是曲径通幽皆如此。所以具体到建筑单体，祖宗的风格传统从穴居顶盖到天幕帐篷，坡面就自然呈曲线。后人同样觉得平直呆板做法生硬乏味，而曲线则舒展优美。单单雕梁画栋还不足以体现这种曲线美，最精彩的办法，莫过于将屋顶凹曲之，神采便飞出来了。大坡屋顶从立面上看很陡峭，但实际透视效果上却很适度，加之翼角翘起，屋顶显得虽大而不重。所以将屋面做成凹曲的形式，可能是古人考虑过透视变形，事先加以矫正的办法。从外形上看，中国人很早就追求屋顶两侧翘起，像鸟类张开翅膀要飞起的姿势那样的形状，因而不论在正立面或者侧立面上都希望做出这样的构图。在《诗经》中就有“筑室百堵……如跂斯翼，如矢斯棘，如鸟斯革，如翚斯飞”之句。这大概不是直线和曲线的问题，而是整个构图的象征和意匠的问题。1.故宫（图片来源：昵图网）2.2功能的需要根据《考工记》中“葺屋三分，瓦屋四分”的记载（即草房举高＝1/3进深，瓦房举高=1/4进深），说明战国时匠人就已经根据屋面铺材排水能力来决定屋顶坡度。“……上欲尊而宇欲卑，上尊而宇卑，则吐水疾而溜远。”说明将直线型坡屋面做成凹曲型，有利于雨水以抛物线的轨迹飞散出去。而且夏季暴雨时，屋顶下泄的雨水往往冲毁台基附近的地面。所以反曲屋面的做法对于排除屋顶雨水，不溅渗柱脚和基础有重要作用。古建筑也要保证室内良好的采光需求，但为了保护柱网外围的版筑墙，屋顶往往采用较大的出檐，出挑过长的屋檐是必会影响自然采光。通过举架的做法将屋面做成上陡下缓的曲面形式，既能满足屋面的排水要求，又很好的解决了室内采光的问题。李约瑟这样说过：“不论我们对帐幕学说的想法是怎样，在中国向上翘起的檐口显然是有其尽量容纳东阳、减少夏日的实用上的效果的。它可以减低屋面的高度而保持上部有陡峭的坡度及檐口部分有宽阔的跨距，由此减少横向的风压。因为柱子只是简单地安置在石头的柱础上而不是一般地插入地面下，这种性质对于防止它们移动是十分重要的。向下弯曲的屋面另外一种实用上的效果就是可以将雨雪排出檐外离开台基而至院子之中。”[2]2.3构造技术的需要刘致平是在中国著名的研究中国建筑的专家，他对中国屋面曲线的成因仅仅看作是一种补救技术上不足而来的措施。他说:“中国屋顶之所以有凹曲线。主要是因为立柱多，不同高的柱头彼此不能画成一直线，所以宁肯逐渐加举做成凹曲线，以免屋面有高低不平之处，久而久之，我们认为凹曲屋面反而很美。”[3]另外一位较早期的中国建筑研究者乐嘉藻也说过：“中国屋盖上用材之历史，除被覆之材如茅茨、砖瓦之外，其支承之间架，向皆用木。木之为物，性坚而韧，直支之力大，而横担之力小。中国之间架，向来只知用直与横之两力，直者曰柱，横者曰梁。建筑物愈大，则用柱愈多，柱多则林之似栅，能妨害内空之广大，故不能不减少立柱，而移其重量于梁，于是梁则愈长，所任愈重，而下曲之势成矣。中段既曲，则檐际不能不随之而曲，此其所以有翘边也。两边之相交处为角，边既翘，则角亦不得不随之而翘，此其所以有翘角也。”[4]德国人华纳·斯比西尔也有他自己的一些见解，他说：“中国人肯定企图以他们精心设计的屋顶作为陈列品，展示它们沉重的梁及柔顺弯曲的线条，对极为古怪的曲面也许最好的解释是来自本来采用弹性的竹杆作为椽条。”[5]用竹杆作为椽条却不是正规的构造方法。实际上是用“竹笆”置于木楞和木椽上，在竹笆上抹泥然后铺瓦。但是在受力以后，如果竹笆产生局部变形，在直线上的斜屋面上就会出现凹凸不平的现象。反过来在曲线的屋顶中，竹笆所组成的面就会十分平顺，而且抹泥后形成的是一个“壳体”，在刚度上自然会好很多。因此，曲线的屋面和构造材料——竹之间显然不会是毫无联系的，基于实践的经验，在设计上便会有意识地使形式和材料的性能密切配合。中国古代建筑的双曲屋面始于何时，最初产生的原因主要是美学上的、功能上的或者构造技术上的，都是颇值得推敲的问题。但不可否认的是，中国古代建筑屋顶所体现的曲线形式，是建筑的实际功用需要、结构工程需要和艺术处理手法的高度统一。正如林徽因先生所指出的：“历来被视为极特异神秘之中国屋顶曲线，其实只是结构上直率自然的结果，并没有甚么超出力学以外的矫揉造作之处，同时在实用及美观上皆异常的成功。”[6]3反曲屋面的构造做法关于屋顶坡度和屋面坡面的处理在宋《营造法式》中名为举折，在清工部《工程做法》中称为举架,在记述江南建筑做法的《营造法源》中谓之提栈。古建当中，举指屋架的高度，常按建筑的进深与屋面材料而定。举折、举架、提栈的作用和目的相同，只是由于时代或地区的不同，具体称谓和计算方法略有差异。3.1、“举折”具体作法宋代对屋面曲线的定位标准是采用作图法。以房屋的前后橑檐枋（清式称挑檐桁）心之间的水平距离为总进深（B），在前后橑檐枋上皮的连线中点举起1/3至1/4总进深作为脊上皮的高度，称举高(R)。第一步将脊上皮与橑檐枋上皮连一直线，自脊而下，第一椽缝折下R/10，第二椽缝依前法再向下折R/20，第三椽缝依前法再折R/40，如此类推。《营造法式》中对殿阁楼台和厅堂廊屋的举高计算法有不同的规定。简而言之：先按前后最外一条桁（即檩）的距离定脊高度，再从上而下分段按各段举高1/10、1/20、1/40……依此下折而定每椽的斜度。3.2“举架”具体作法2.宋式建筑屋顶举折（图片来源：百度百科）到了清代，宋代的作图法演变为数据法，以步架为比例来处理屋面曲线，按照规定，各种大小建筑的檐步架都是五举（即步架举高和步架长度之比等于5:10），飞椽为三五举，其余各步架之间的举高，取决于房屋的大小和檩数的多少。将房屋的椽子，从檐部开始自上而下逐渐增加斜度，通常规定，第一条椽子的斜度为50％，然后依次为70％、80％、90％对比，工匠简称为五举、七举、八举、九举。3.3“提栈“的具体做法题栈的做法主要用于南方民间建筑。提栈的方法与举架基本相同，也是从檐檩推算至脊檩，只是用词和坡度换算系数不同。檐部提栈的起算系数一般等于界深的1/10，然后考虑房屋的檩数，依次递增每进一界的提栈系数。提栈系数可以自三算半（即0.35）、四算、四算半、五算以至九算、十算(称对算)。提栈高度等于界深乘以各柱的提栈系数。如民房深六界，界深4尺时，第一界用四算，第二界用四算半，第三界用五算。界数多时，先确定其起算系数和脊桁提栈，据此绘出建筑的侧样，酌情确定各柱的提栈系数，进而选定优美的屋面曲线。4中国古代建筑屋顶坡度变化趋势及成因分析从计算规则来看，宋式总是先定总举高（为进深的几分之几）然后从上而下逐步以降地推算；清式则是从最下面的檩算起，由下往上，将每步的举高分别算出直至脊檩，最后得出总举高。宋代建筑的总举高，一般为建筑通进深的1/4或1/3，有的至少1/5，屋面坡度显得较为平缓。明、清时一般建筑的总举高为通进深的1/3，但有些宫殿、寺庙建筑的总举高为通进深的1/2，屋顶显得较为高大雄伟。我们可以通过战国铜器以及汉画像中看到，那个时期的屋顶坡度全是很平缓的，汉朝创造了微微向上反曲的屋檐；在东晋的壁画、碑刻，北朝的石窟寺雕刻中，有一些举折屋面的反映。唐代建筑的屋面曲线在壁画和碑刻中则有更多的表现，并且有遗存的木构实例五台山南禅寺大殿和佛光寺大殿。只是唐代屋架举高较低，屋面曲线比较平缓。宋以后举高增加，明清时更高，屋面曲线也更陡，有的宫殿屋脊处坡到四十五度，根本站不住人。由此我们可以看出从古至今屋顶坡度越来越大的进展趋势，并且这种屋顶外形的变化，成为了建筑断代的重要依据3.清式建筑屋顶举架（图片来源：百度百科）之一。于是，我们便可以理解为什么当年梁思成和林徽因骑着毛驴进五台山时，大老远望见佛光寺的屋顶便“咨嗟惊喜”。他们当然不是因为见到古建筑便兴奋异常，而是因为那个屋顶比例分明就是在说“我可是唐朝的古董哦！”那么，造成屋顶坡度越来越陡的变化趋势的原因是什么呢？我认为主要原因有三个：地理位置（气候），