陳曉雷
摘要:本文對中國古代木結(jié)構(gòu)建筑進行了深入的解析,將木建筑中的結(jié)構(gòu)意義延伸到睛雨傘傘架結(jié)構(gòu)中,闡述了其對于傘結(jié)構(gòu)發(fā)展的現(xiàn)實意義,并詳細剖析了傘與木建筑在結(jié)構(gòu)上的異同,從而得出傘的結(jié)構(gòu)是源自于中國古代伐木結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)論。文章最后還提出了木建筑“與自然共處”的價值觀念對產(chǎn)品設(shè)計方面的啟示意義。
關(guān)鍵字:古木建筑 傘架結(jié)構(gòu) 斗棋 昂 出跳 與自然共處
建筑作為一種跨越時空的藝術(shù)形式,承載著人類在大地上詩意棲居的夢想,記載著人類追尋幸福生活的永恒軌跡。當建筑這種高雅藝術(shù)遇上人們生活當中的普通用品時,往往會迸發(fā)出各種奇思妙想。中國古代木建筑與傘便有著這樣的不解之緣。古代木建筑是中國建筑的代表,在以石頭為主的西方建筑以外,形成了一個獨立自主的建筑傳統(tǒng)。相傳,傘的發(fā)明就來源于木建筑結(jié)構(gòu)的靈感。繁體的“傘”字,中間四個人字,其實是活動的可收束的“榫頭”,由此可見二者緣份匪淺。筆者將分別闡述古建筑與傘的發(fā)展演變,逐步揭開二者之間是有著怎樣的一脈相承的不解之緣。
一、中國古代木建筑形式的產(chǎn)生與發(fā)展
中國古代建筑作為世界建筑體系中最古老的一種,有著悠久的歷史傳統(tǒng)和輝煌的成就。有實物可考的歷史在7000年以上,且發(fā)展從未中斷。3000年前已經(jīng)形成以木構(gòu)架為主要結(jié)構(gòu)、以封閉的院落為基本的群體布置方式的獨特風格??傮w來說,關(guān)于中國傳統(tǒng)建筑的特征,中國建筑史學的奠基人梁思成先生在其著作《中國建筑史》(1944年)里總結(jié)為四個方面,即“以木料為主要構(gòu)材、歷用構(gòu)架制之結(jié)構(gòu)原則、以斗拱為結(jié)構(gòu)之關(guān)鍵、外部輪廓之特異”。從這句話可以看出,木建筑在整個建筑史上占有舉足輕重的地位。中國木建筑結(jié)構(gòu)方法,最主要的就在構(gòu)架之應(yīng)用。北方有句通行的諺語,“墻倒房不塌”,正是這結(jié)構(gòu)原則的一種表征。其用法則在構(gòu)屋程序中,先用木材構(gòu)成架子作為骨干,然后加上墻壁,如皮肉之附在骨上,負重部分全賴木架,毫不借重墻壁。中國木構(gòu)正統(tǒng)延續(xù)了三千多年的壽命仍還健在。這種結(jié)構(gòu)方式,是由立柱、橫梁、斗棋等主要構(gòu)件建造組合而成,各個部分之間的結(jié)構(gòu)點以榫卯相吻合,構(gòu)成具有彈性的結(jié)構(gòu)框架。而這一點,也被借用到傘具當中。我們先來了解木建筑的結(jié)構(gòu)組成。
從外觀上看,木建筑結(jié)構(gòu)由屋頂、柱身和臺基三部分組成:
屋頂
中國古代建筑造型之美,整體上體現(xiàn)為恢弘壯闊,細節(jié)上體現(xiàn)人性細膩。在整個建筑中屋頂造型最為突出,外觀多為坡頂,少見平頂。最初屋頂?shù)男沃剖怯梢桓⒅纹鹨粋€人形的屋檐組成,這是中國傳統(tǒng)建筑中最基本的元素。發(fā)展到后來,主要有廡殿、歇山、懸山、硬山、攢尖、卷棚等建筑形式。下面是五種屋頂構(gòu)造類型的九種變形(圖1):
屋頂橫斷面的曲線是由舉(即脊樽的升高)和折(即椽線的下降)所造成的。其坡度決定于屋脊的升高程度,可以從一般小房子的1:2到大殿堂的2:3不等。升高的高度稱為舉高。屋頂?shù)那€是這樣形成的:從脊樽到檬檐枋背之間畫一直線,脊樽以下第一根槽的位置應(yīng)按舉高的十分之一低于此線;從這樽到撩檐枋背再畫一直線,第二根樽的位置應(yīng)按舉高的二十分之一低于此線;依此類推,每根樽降低的高度遞減一半。將這些點用直線連接起來,就形成了屋頂?shù)那€。
屋頂?shù)那婊《?,在力學上可以將鋪設(shè)的瓦片扣搭得更緊貼。屋檐向外出跳的深度也是值得注意的。寬闊的出檐既保護著屋身,并且能保證屋內(nèi)有充足的光線,同時又能使雨水落下時沖得更急更遠,從而避免地基受到雨水沖激而損壞。
柱、樑
柱是直立承受建筑上部重量的構(gòu)件。按外形分為直柱、梭柱,截面多為圓形。按所在位置有不同名稱:在房屋外圍的柱子為外檐柱,外檐柱以內(nèi)的稱金柱(屋內(nèi)柱),轉(zhuǎn)角處的稱角柱等。柱有側(cè)腳,即向中心傾斜;有生起,即從中間柱向角柱逐漸加高。附在墻壁的柱叫作樽。
樑是搭在柱頂上的水平構(gòu)件,沿著進深與房屋的正面成九十度角排列,一縱一橫地承托著整個屋頂?shù)闹亓?。上一樑較下一樑短,層層相疊,構(gòu)成屋架。最下一揉置于柱頭上頭或與斗棋結(jié)合。
斗栱
屋頂就是架在柱、樑之上的,并通過柱和樑將重量逐級傳遞到臺基。而連接柱和棵的構(gòu)件,就是“斗棋”。
斗棋在古建筑中的獨特地位使其成為研究古代建筑的重要課題,斗棋的發(fā)展演變史清晰地刻畫了中國古建筑的發(fā)展演變史,長期以來為國內(nèi)外學者所重視。斗棋最早的形象見于周代的“令簋”(圖3),“令簋”四足做成方形短柱,柱上置櫨斗,再與兩柱之間、櫨斗斗口內(nèi)施橫枋,枋上置二方塊,類似散斗,與櫨斗一起承載上部座子,形狀與組合和后代檐柱的構(gòu)造方法十分相似。
令簋是斗棋的前身,真正的斗棋是一個十分復(fù)雜的部件,組成斗棋的構(gòu)件分為斗、栱和昂三大類。根據(jù)位置和功能的差異,共有四種斗和五種棋。然而從結(jié)構(gòu)方面說,最重要的還是櫨斗(即主要的斗)和華棋。后者是從櫨斗向前后挑出的,與建筑物正面成直角的棋。
華棋之上還有一個斜向構(gòu)件,與地平約成30度交角,稱為昂。它的上端,稱為昂尾,常由梁或榑的重量將其下壓,從而成為支承挑出的屋檐的一根杠桿。從昂自身構(gòu)造和其杠桿作用來看,其最大優(yōu)勢便是能夠輕而易舉加大出檐深度。
斗棋不同于西方建筑中的那種簡單的柱頭,直接承重并將荷載傳遞到柱上。斗棋底部只是柱頭上的一塊大方木,但從其中卻向四面伸出十字形的橫木(棋)。后者上面叉置有較小的方木(斗),從中再次向四面伸出更長的橫木以均衡地承托更在上的部件。這種前伸的橫木(華棋)以大方木塊為支點一層層向上和向外延伸,即稱為“出跳”,以支承向外挑出的屋檐的重量。它們在外部所受的壓力由這一托架(斗棋)內(nèi)部所承受的重量來平衡。
斗栱從其最初的作用而言,主要是承檐結(jié)構(gòu)。斗棋可置于柱頭上,也可置于兩柱之間的闌額上或角柱上。根據(jù)其位置它們分別被稱為“柱頭鋪作”、“補間鋪作”或“轉(zhuǎn)角鋪作”(“鋪作”即斗棋的總稱)。
臺基
作為基礎(chǔ),臺基肩負通風及穩(wěn)定豎柱的功能,同時又好像一個巨大承托墊子,避免柱基因為負重不同而出現(xiàn)沉差。臺基包括埋在地下(埋深)和露出地面(臺明)兩部分。臺明是臺基的主體。
傳統(tǒng)建筑的臺基,會隨著庭院大小以及建筑物的高度來調(diào)整,以求達到突出建筑物的性質(zhì),顯示等級和氣派。同時,在基本上以水平橫向展開的中國建筑中,臺基同時叉起著將平面空間及直線所造成的悶局打破的積極作用。將一個較低的平地變成較高的平地,將水平直線變成帶著起伏的韻律。
木建筑讓我們的祖先從顛沛流離中安定下來,使人類有了一個可以遮風擋雨的場所。建筑是固定的,風雨卻是隨時隨地的,人們需要一個可以“行走”的遮風擋雨工具,因此,木建筑的結(jié)構(gòu)形式便被引用到傘具中來。
二、木框架建筑對現(xiàn)代傘的借鑒和應(yīng)用意義
傘具作為我們生活中必備的一件日用品,作為先哲的一項充滿智慧的造物,不僅承載著豐富的文化內(nèi)涵,更展露出一種秩序性很強的美感,而這種美感,更多的是借鑒木框架結(jié)構(gòu)的古代建筑形式。
相傳魯班借鑒亭子的造型,用幾條木棍做了個架子,上面頂著油布,做成了世界上第一把傘,幾乎就是一座能走路的亭子。早期的傘是用樹葉或草編織成的,后來出現(xiàn)了用油紙和竹片做的傘,用絲綢做的傘。2000年前,就出現(xiàn)了有完整骨架、能開能合的傘。
傘的基本結(jié)構(gòu)從古至今幾乎沒有本質(zhì)的變化?,F(xiàn)代傘的結(jié)構(gòu)基本承襲了古代傘結(jié)構(gòu)特點,主要由傘面、傘骨、傘桿、手柄及其它一些輔件塑件組成,這種構(gòu)造與木建筑結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理是一脈相承的:傘柄可以看作是縮小版的臺基,傘桿則是屋身,支撐起類似屋頂?shù)膫忝?,傘面采用了屋頂中“攢尖式”造型。整個傘架最初是不可收束的、固定的,不利于隨身攜帶。
一副傘架既能將傘撐起,又具有收束功能,輕巧簡便,是現(xiàn)代傘架最突出的特點。以一把直桿傘傘架為例:
上圖為一把直桿傘傘架示意圖。部件7(長骨)、8(拉骨)、11(撐骨)、12(夾馬)是傘骨的主要部件。通常一把傘有6—8根傘骨。傘骨與傘桿共同支撐著整個傘面。夾馬(又稱馬鞍)的作用相當于一個斗拱,連接著長骨和拉骨,長骨就似一根橫樑,傘桿相當于木框架結(jié)構(gòu)中的柱。
當撐開傘時,拉骨被推向傘的頂端,整個傘面被撐開。同時,拉骨對長骨產(chǎn)生了一個壓力。筆者認為,拉骨就似一根挑出去的昂。長骨由于拉骨的拉力作用,向外拱起;同時產(chǎn)生一個向下的壓力,使得長骨尾部向內(nèi)縮,這樣便形成了一個弧度。這個弧度既能夠讓傘呈現(xiàn)出曲線美觀感,還有一個實際的作用,即讓從傘頂流下的雨水迅速滑落,減輕傘面的承受力。
這種設(shè)計也是借鑒了古建筑的屋頂設(shè)計。在中國木構(gòu)造建筑的構(gòu)造中,對屋頂?shù)闹С蟹绞礁旧喜煌谕ǔ5奈鞣饺切挝蓓旇旒?,西方建筑的直線形的坡屋頂顯得很僵硬。而中國建筑的框架則有明顯的靈活性,工匠可通過對構(gòu)架高度與跨度的調(diào)整,按其所需造出各種大小及不同弧度的屋頂。傘骨也可以通過調(diào)整大中小馬鞍的位置以及各檔鋁骨片的長度,使整個傘面呈現(xiàn)不同的曲線弧度。
傘骨彎曲的弧度沒有使傘面有屋檐那樣的出跳,但它的作用與出跳有異曲同工之妙,都是要保證使用者不被雨淋濕;而且傘面也不需要出跳,因為使用者可以隨心所欲地調(diào)整傘桿的角度,保證視野不受遮擋。
傘骨支撐著整個傘面的重量,這個重量通過馬鞍傳遞到傘桿上,再到手柄上。而小小的手柄,不像古建筑中的臺基,有很深的埋深和寬闊的臺基,自然支撐不了整個傘面、傘架的重量,所以只能依靠使用者的手部力量作為補充,其同支撐起一把傘。
直桿傘傘架相對來說,構(gòu)造較簡單,它只借鑒了一組斗棋的構(gòu)造。三折傘就更復(fù)雜一點了,它借鑒了多組斗棋的構(gòu)造。以天堂牌普通三折傘架為例,一根傘骨主要由大、中、小三個馬鞍(行業(yè)術(shù)語)以及六檔長短不一、精細不同的鋁片(或鋼片,以下統(tǒng)一為鋁片)組成,如圖所示:
大中小三個馬鞍可以看作是三組斗棋,連接不同的橫梁和昂,層層架構(gòu),撐起來與直桿傘無異,但收束起來,傘面成三段,更加小巧。
從木框架建筑與傘骨的各項對比我們可以看出,傘的構(gòu)造不僅保留了木建筑中的精華,而且進行了簡化。兒時謎語“門背一根竹子、撐起來一間屋子”,則是對這種傳承與發(fā)展的最好說明。
三、吸取精髓,再造精華
木結(jié)構(gòu)建筑留給我們的不僅僅是它的營造法式、結(jié)構(gòu)布局,更是古人的一種心愿、精神理念。五行中,“木”的位置安放在旭日照耀的東方,是一切生命之源。古人植樹做林,截木為材。蓋房子,做家具。生活在樹木旁,住在木材里。在木桌上吃飯、在木床上睡覺。這種“與自然共處”的價值觀念至少給了我們兩點啟示:
其一,古人利用這種遠比石材脆弱得多的木頭來支撐他們的家園,必然有他們的道理。木建筑框架保留著自然氣息,而且會散發(fā)著家園的溫暖。這種觀點與當下低碳環(huán)保、綠色健康意識不謀而合。我們應(yīng)將那種“與自然共處”的價值觀念滲透到生活當中,尤其是產(chǎn)品設(shè)計方面,傘具亦是如此?,F(xiàn)代傘注重的是現(xiàn)代工業(yè)金屬材料和工業(yè)面料的使用,雖然體現(xiàn)了現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)達與進步,但缺乏了傘具原始的、自然的味道。筆者曾與浙江大學城市學院創(chuàng)意與藝術(shù)設(shè)計學院的幾位老師進行合作,設(shè)計開發(fā)出一把竹傘,給予了傘具返璞歸真的韻味。
竹與木一樣,都是自然物種。而且竹子硬并且有彈性,易于加工成各種造型。這把竹傘傘架和傘骨均采用竹子制作,連傘面也是采用竹炭纖維面料,該傘最具特點的是它的有鏤空大橢圓的手柄,這個手柄在直觀感覺上是簡潔硬朗的,體現(xiàn)了竹子虛懷若谷和堅毅挺拔的特點。而事實上,它就類似于一個加長加寬的臺基,既烘托了整把傘的氣勢,又更加符合人機工程學,使人握著舒服且握得牢。這把傘曾一舉斬獲2013年度IF產(chǎn)品設(shè)計獎大獎和紅點設(shè)計大獎。
其二,木建筑結(jié)構(gòu)簡單,雖然龐大,但所有部件一目了然,而且觀賞性十分高。這種框架結(jié)構(gòu),一是為了保持木材通風,二是便于更換構(gòu)件。反觀傘具,傘架的構(gòu)件雖然小巧,卻不易更換,通常一根傘骨出現(xiàn)問題,需要把整把傘架都拆下來,或者直接換成全新的傘架。這不但耗時耗力,更是一種浪費。
放眼當下制傘行業(yè),制作過程中仍有60%~70%的工序要靠手工完成,而且消費者對傘具的要求越來越高,伴隨著的是越來越復(fù)雜的工藝和越來越多的零部件。據(jù)了解,一把普通傘竟有上百個的零部件,傘骨的拼接、傘桿的組裝、傘面的縫合等都完全靠手工來完成。這種情況制約了傘具行業(yè)的進一步發(fā)展,無法順利地實行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和升級??梢韵胂?,如果能在傘架結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)突破,將可能促進制傘行業(yè)在完全實現(xiàn)自動化生產(chǎn)方面邁進一大步。
筆者了解到,目前有一種概念設(shè)計的傘架,從傘面、傘骨到傘柄,只有20個分部件。它的特殊設(shè)計的、注塑成型的一體化傘骨在維持正常力學強度要求的同時,極大地精簡了結(jié)構(gòu)需求,使得組裝與維修都變得十分簡單。這就大大縮減了生產(chǎn)工序,降低了制造成本。我們亟需做的事情,即將這種概念傘架轉(zhuǎn)換為可批量生產(chǎn)的實物傘架,并全面推廣。
事實上,木結(jié)構(gòu)建筑給予我們的,遠遠不止這些。中國五千多年的歷史,不僅擁有深厚的造型藝術(shù)累積,更有著優(yōu)秀的文化傳統(tǒng)。中國古代建筑元素是中國文化中一處獨特的景觀和藝術(shù)瑰寶,我們應(yīng)該更多地挖掘這些元素,研究和運用這些傳統(tǒng)的精髓,加以再創(chuàng)造,就能夠創(chuàng)作出立于世界藝術(shù)之林的具有中國特色的經(jīng)典作品。