聶倩,張群,成輝/NIE Qian, ZHANG Qun, CHENG Hui
鮮水河為雅礱江左岸支流,自北向南跨越了四川甘孜藏區(qū)境內(nèi)的色達(dá)、爐霍、道孚、新龍縣等地,是我國西南橫斷山區(qū)重要組成部分。受山川并行地形條件的制約,歷史上西南各民族以特定流域進(jìn)行遷徙和定居,構(gòu)成了南下北上的民族交融通道。依托鮮水河各支流形成的聚落群(圖1),目前,仍保留有大量河谷型少數(shù)民族傳統(tǒng)村寨(圖2),它們地域特色鮮明,民族內(nèi)涵豐富,例如,我國第二大走婚部落扎巴臧人聚居地就位于鮮水河扎巴大峽谷1)。同時(shí),鮮水河流域處于鮮水河斷裂帶腹地,地質(zhì)活動(dòng)頻繁,以該流域?yàn)橹行姆植嫉谋揽彰窬?,在長(zhǎng)期演變過程中具有較強(qiáng)的抗震性能。探討以提升抗震性能為導(dǎo)向的鮮水河流域崩空民居演變可以清晰解讀該地區(qū)傳統(tǒng)建筑是如何通過建筑形式逐步優(yōu)化達(dá)到對(duì)橫斷山區(qū)特定地質(zhì)環(huán)境的高度適應(yīng)。
1 鮮水河流域聚落分布圖
2 鮮水河流域山間河谷型崩空民居藏寨
3 墻承重為主體的崩空民居
崩空民居是一類以抵抗地震破壞為主導(dǎo),基于井干式結(jié)構(gòu),逐漸融合了密梁平頂式、穿斗式等結(jié)構(gòu)形式,形成的高臺(tái)式藏族民居。 “崩空”2)一詞來自藏語,“崩”指“木頭架起來”,“空”是“房子”的意思,“崩空”,指木頭架起來的房屋[1]。當(dāng)?shù)夭孛駥⒈揽彰窬又?,由一個(gè)井干式結(jié)構(gòu)構(gòu)成的空間稱為一個(gè)“崩空”,它是該類建筑中界定空間的基本單元,并根據(jù)“崩空”數(shù)量的多少將崩空民居建筑大致劃分為兩類:一類夯土或石砌外墻為主要承重結(jié)構(gòu),在二層局部點(diǎn)綴1~2個(gè)“崩空”作為主要居住空間的建筑(圖3);另一類是以木框架與多個(gè)“崩空”形成的復(fù)合式承重結(jié)構(gòu)建筑(圖4)[2]。
崩空民居建筑的研究成果多見于1980年代以后?!端拇ú刈褰ㄖ穂3]《四川藏區(qū)民居圖譜—甘孜州康東卷》[4]等,選取了甘孜縣、道孚縣典型的崩空民居進(jìn)行測(cè)繪分析;《四川建筑文化》[5]從藏族文化視角對(duì)以道孚民居為代表對(duì)鮮水河流域內(nèi)的崩空民居建筑形態(tài)特征進(jìn)行了研究;《中華民居》[6]一書從建筑類型上,將其歸于高臺(tái)類住宅——川藏藏式碉房; 《康巴藏區(qū)崩空的類型、演變與地域性分布》[1]《川藏線上的木制民居“崩空”式建筑》[2]等,以崩空民居為研究對(duì)象,初步梳理了其建筑類型、分布范圍及演變過程;《康巴藏區(qū)多林木地區(qū)藏式民居建筑文化及保護(hù)發(fā)展策略研究—以爐霍民居為例》[7]。淺析了爐霍地區(qū)崩空民居的歷史成因,建筑特色及保護(hù)策略。綜上,已有研究從崩空民居生成環(huán)境、類型及演變進(jìn)行了初步分析,但未梳理出以抗震為導(dǎo)向下崩空民居建筑形式演變的清晰脈絡(luò)。
特別是近年來我國西南橫斷山區(qū)地質(zhì)運(yùn)動(dòng)活躍,建筑受災(zāi)嚴(yán)重3)。根據(jù)2008年四川汶川8.0級(jí)地震災(zāi)后調(diào)查表明:中山峽谷地區(qū)墻承重式民居受損情況最為嚴(yán)重[8],既有民居建筑結(jié)構(gòu)形式優(yōu)化必要性的明顯。本文基于地震對(duì)鮮水河流域民居建筑的破壞分析,梳理了崩空民居基本建筑形式、演變過程及演化類型,重點(diǎn)研究抗震導(dǎo)向下的鮮水河流域崩空民居建筑形式演變特點(diǎn)及營建經(jīng)驗(yàn),這對(duì)探討西南橫斷山區(qū)傳統(tǒng)民居建筑形式優(yōu)化和抗震性能提升具有參考價(jià)值。
四川鮮水河斷裂帶是中國大陸境內(nèi)動(dòng)力作用環(huán)境和地殼運(yùn)動(dòng)變形最強(qiáng)烈的斷裂帶之一[9],西起四川甘孜東谷北,經(jīng)爐霍、康定,南達(dá)石棉,長(zhǎng)約400km。自1630年以來,鮮水河地震帶上發(fā)生7級(jí)以上地震高達(dá)9次,帶來的幾乎是藏族土石民居極大面積的坍塌(表1)。這是因?yàn)橐詰?yīng)對(duì)青藏高原極度干燥寒冷氣候的藏式傳統(tǒng)碉房民居多采用密梁平頂式結(jié)構(gòu)形式,在抵抗地震水平波反復(fù)沖擊力方面顯得尤為脆弱。
密梁平頂式碉房民居平面多呈方形,內(nèi)外墻用夯土或石片砌筑,并與縱向排列的木柱、密肋梁共同承重[6],建筑的檁條和椽子實(shí)為一體,柱上架梁,梁上直接鋪椽子,不用檁條過渡,構(gòu)成夯土平屋頂[10]。其形式抗震性能差,主要體現(xiàn)在:第一,建筑豎向荷載傳遞路線為“荷載-密椽-墻體/梁柱-地基”,上下樓層內(nèi)柱并不通為一體,甚至有些錯(cuò)位,存在立柱直接置于樓層之上的現(xiàn)象,內(nèi)部結(jié)構(gòu)整體性差;第二,梁柱節(jié)點(diǎn)的交接采用藏式的雀替結(jié)構(gòu),構(gòu)件層層疊置,并以暗銷連接,從上至下為“梁-弓木-墊木-斗-柱頭”[11],這種構(gòu)造方式能在一定程度上提高梁的抗彎和抗剪能力,然而,縱向排列的內(nèi)柱橫向并未設(shè)置可靠連接構(gòu)建,折斷或梁柱遭到節(jié)點(diǎn)破壞是比較常見的現(xiàn)象,且夯土平屋頂自重大,易造成屋蓋失穩(wěn)、內(nèi)部坍塌(圖5);第三,墻體生土材料存在抗彎、抗剪、抗拉性能差的缺陷,使得建筑抗震性能方面存在先天不足。
長(zhǎng)期地震檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn),井干式結(jié)構(gòu)建筑具有良好的抗震性能。其建筑構(gòu)造做法為: 將原木一分為二,兩端作凹槽為榫卯,四角呈十字形咬合,墻身通過原木層層疊置而成[13],抵抗橫向破壞力作用明顯;墻身下設(shè)木構(gòu)圈梁置于土石基礎(chǔ)之上,屋頂構(gòu)造做法與藏族密梁平頂式碉房基本相同,墻上架梁,梁上鋪椽,最后覆土(圖6)。這種結(jié)構(gòu)形式耗材大、空間小、不利開窗,一般作為鄉(xiāng)村農(nóng)牧民的儲(chǔ)藏空間,獨(dú)立放置于主體建筑外。
藏民嘗試在碉房民居內(nèi),取井干式結(jié)構(gòu)墻身部分放置于建筑內(nèi)部作為糧食儲(chǔ)存和主要居住空間,形成了由井干式結(jié)構(gòu)與密梁平頂結(jié)構(gòu)構(gòu)成的房中房式碉房民居(圖7b)。隨著建筑內(nèi)部,由井干式結(jié)構(gòu)構(gòu)成的“崩空”數(shù)量的增多,為降低建筑自重、簡(jiǎn)化施工,井干式結(jié)構(gòu)逐漸取代所在空間的外墻和角柱。結(jié)構(gòu)上,它既是空間劃分的圍護(hù)結(jié)構(gòu),又是豎向承重結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了井干式結(jié)構(gòu)與密梁平頂式結(jié)構(gòu)的整合;外形上,“崩空”木墻外露,打破了藏式碉房土石外墻厚重感,進(jìn)而演變成一類全新的碉房民居類型——崩空民居(圖7c、圖8)。
藏式碉房夯土平屋頂自重大,密椽直接置于井干式結(jié)構(gòu)墻身之上,單薄木墻抗壓能力差,容易導(dǎo)致井干式結(jié)構(gòu)變形,弱化其結(jié)構(gòu)抗震性能。其次,建筑采用井干式結(jié)構(gòu)和密梁平頂式結(jié)構(gòu)共同承重,豎向荷載傳遞路線為“荷載-外墻/梁柱/崩空-地基”,井干式結(jié)構(gòu)底部圈梁放置于外墻和內(nèi)柱之上,上下層結(jié)構(gòu)未形成實(shí)質(zhì)的咬合關(guān)系。再者,井干式結(jié)構(gòu)墻身作為建筑內(nèi)部劃分的結(jié)構(gòu),無法滿足大空間用房的需求。因此,如何彌補(bǔ)井干式結(jié)構(gòu)抗壓不足的劣勢(shì)、實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)豎向的整合,以及空間水平擴(kuò)展,是崩空民居進(jìn)行演變的動(dòng)力。
以提升建筑抗震性能為主導(dǎo)的建筑形式演變,經(jīng)歷了井干式結(jié)構(gòu)與木框架結(jié)構(gòu)的整合到分離、到多結(jié)構(gòu)并存的過程:
表1 清末至今鮮水河斷裂帶典型地震及建筑受災(zāi)情況表[12]
4 以木框架與“崩空”為主體的崩空民居
5 廢棄密梁平頂式碉房
6 單純井干式建筑
為突破井干式結(jié)構(gòu)對(duì)橫向空間限制、彌補(bǔ)豎向承重不足,將井干式結(jié)構(gòu)四角通過立柱來連接墻身和承載豎向荷載,實(shí)現(xiàn)多個(gè)“崩空”的組合及多個(gè)“崩空”單元體整合成一個(gè)大的箱型空間的目的,多用于沿街的商業(yè)建筑和山地的聯(lián)排住宅(圖9)。其具體構(gòu)造做法為:在立柱上挖槽榫,再將半圓木兩端插入立柱的凹槽內(nèi),做成平身柱榫卯結(jié)構(gòu),層層橫木疊置依然保留“崩空”木墻體形式,建筑四角用轉(zhuǎn)角柱榫卯連接,“崩空”四角立柱與建筑內(nèi)部其他立柱以穿枋相連,提升建筑內(nèi)部橫向的整體性(圖10)。然而,這種取代井干式結(jié)構(gòu)四角咬合構(gòu)造的改造方式,使得建筑在受到地震水平?jīng)_擊波時(shí)成為了脆點(diǎn),結(jié)構(gòu)容易扭曲而遭受破壞(圖7d)[1];其次,建筑在長(zhǎng)期的使用過程中,由于屋頂自重和建筑開間均較大,底部夯土/石砌外墻容易發(fā)生開裂和不均勻沉降,增加建筑向下凹陷的危險(xiǎn)。
7 崩空民居形式演變分析圖
8 基本型崩空民居
9 山地聯(lián)排型崩空民居(立柱引入)
為提升立柱間的耦合,將立柱的兩端三向開榫,引入漢族的梁枋構(gòu)造,形成“柱-梁-枋”三維木結(jié)構(gòu)(圖11),類似于燈籠架形式,將整個(gè)樓層連接成為一個(gè)完整的框架結(jié)構(gòu),而墻體仍采用橫木層疊而成,實(shí)現(xiàn)了崩空民居水平向結(jié)構(gòu)的整體化。建筑底層外墻不再承受二層及以上的荷載,從上至下,層與層之間的立柱采用一一對(duì)應(yīng)疊置的方法,實(shí)現(xiàn)豎向力從柱至柱的傳遞,稱為疊柱式崩空民居(圖7e)。為進(jìn)一步發(fā)揮木框架結(jié)構(gòu)整體性的優(yōu)勢(shì),一、二層立柱往往采用通柱,來實(shí)現(xiàn)建筑豎向結(jié)構(gòu)整合,為通柱式崩空民居。因此,框架式崩空民居實(shí)現(xiàn)了水平向和豎向結(jié)構(gòu)的全面整合,是建筑井干式結(jié)構(gòu)和密梁平頂式結(jié)構(gòu)共同承重向框架式結(jié)構(gòu)的演變的結(jié)果。
木框架式崩空民居立柱連接卯口多,容易導(dǎo)致構(gòu)件截面被削弱。在地震中,受水平力反復(fù)沖擊,梁柱等承重構(gòu)件容易發(fā)生傾斜、折斷,進(jìn)而引起其它相連構(gòu)件的破壞,最終造成房屋傾塌。因此,在鮮水河流域地震頻率最高、震級(jí)最大的道孚、爐霍兩縣,多采用框架式與井干式結(jié)構(gòu)相互獨(dú)立的復(fù)合形式[14],即,在木框架的“梁-柱-枋”體系內(nèi)放置一個(gè)個(gè)“崩空”單元體,結(jié)構(gòu)上兩者獨(dú)立又互相支撐。在日常使用過程中,木框架結(jié)構(gòu)為建筑豎向主要承重結(jié)構(gòu),屋面、樓層荷載由梁檁傳導(dǎo)給木柱,井干式結(jié)構(gòu)只起到圍護(hù)作用,從而確保各自結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)的保留。這種結(jié)構(gòu)形式既避免了框架結(jié)構(gòu)立柱過多的開槽削弱柱的強(qiáng)度,又保留了井干式結(jié)構(gòu)十字咬合交接形式,最大程度地提升結(jié)構(gòu)的整體性和建筑的抗震性能(圖7f)。
框架-井干式結(jié)構(gòu)并存的結(jié)構(gòu)形式優(yōu)勢(shì)有二:現(xiàn)有的城鎮(zhèn)多依托河流,地下水位較高,藏式民居自身荷載較重,長(zhǎng)期使用的主體結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)不均勻沉降,井干式結(jié)構(gòu)能充分發(fā)揮水平牽制并與之共同承重;其次,在地震災(zāi)害中,井干式結(jié)構(gòu)與木框架式結(jié)構(gòu)雙重結(jié)構(gòu)體系共同應(yīng)對(duì)反復(fù)水平力的沖擊,達(dá)到“柱傾墻未倒”的效果。此外,近年來為進(jìn)一步提升建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,木框架多設(shè)雙柱式平身柱、三柱式角柱,并通過井干式結(jié)構(gòu)四角短邊放置于木框架的立柱間,使兩種結(jié)構(gòu)形成咬合關(guān)系,達(dá)到結(jié)構(gòu)最優(yōu)化(圖12)。
隨著崩空民居結(jié)構(gòu)形式從單一向多樣衍化,鮮水河流域崩空民居多采用井干式結(jié)構(gòu)、木框架結(jié)構(gòu)、密梁平頂式等結(jié)構(gòu)形成的復(fù)合形式,以滿足藏民多樣化生產(chǎn)生活需求(圖13)。例如,建筑底層采用木框架結(jié)構(gòu)和夯土外墻共同承重,內(nèi)部空間采用木框架與“崩空”墻體組合的方式來劃分空間以存放糧食,其他空間放置生產(chǎn)設(shè)備或進(jìn)行商業(yè)經(jīng)營;二層采用單純的井干式結(jié)構(gòu)組合成一個(gè)個(gè)“崩空”空間供居住;樓層間采用雙層樓板形式,上層樓板置于二層井干式結(jié)構(gòu)底座的圈梁之上由夯土外墻承重,下層樓層置于檁條之上由底層木框架承重;屋頂采用密梁平頂式,或?yàn)榻档臀蓓斪灾亍⒈阌谖菝媾潘?,越來越多崩空民居建筑屋頂采用漢式木構(gòu)坡屋頂。
10 穿斗式結(jié)構(gòu)引入
11 框架式崩空民居
12 多柱式崩空民居(框架與崩空并存)
13 復(fù)合式崩空民居結(jié)構(gòu)形式分析圖(1-13圖片來源:作者自繪、自攝)
為應(yīng)對(duì)地震這一人類無法規(guī)避的自然災(zāi)害,鮮水河流域崩空民居在持續(xù)演進(jìn)中,通過建筑形式的逐步優(yōu)化,以實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)上下層和水平向的整合,達(dá)到提升建筑抗震性能和整體性的目的。體現(xiàn)在:(1)鮮水河流域崩空民居建筑形式經(jīng)歷了從單一向多樣的演變過程,以達(dá)到建筑形式最優(yōu)化和合理性分布。一次次地震試錯(cuò)和檢驗(yàn)中,鮮水河流域崩空民居建筑形式在基本形式之上 ,先后經(jīng)歷了立柱-穿斗式、疊柱式、通柱式、框架-井干式、復(fù)合式的演變過程。崩空民居基本形式為其他類型的原型,分布最為廣泛;立柱-穿斗式崩空民居是早期崩空民居優(yōu)化形式,立柱的引入實(shí)現(xiàn)了空間的橫向擴(kuò)展,而穿斗式充分發(fā)揮了對(duì)山地形式適應(yīng)優(yōu)勢(shì),主要分布在以道孚縣老城區(qū)內(nèi)商業(yè)街區(qū)和以甘孜鎮(zhèn)為代表的山地型城鎮(zhèn)老城區(qū)內(nèi);疊柱式和通柱式為框架式崩空民居兩種類型,特別是框架結(jié)構(gòu)內(nèi)另設(shè)井干式結(jié)構(gòu)的建筑形式,在道孚、爐霍兩縣的新城區(qū)被大量建造,其抗震性能也表現(xiàn)最佳。
(2)隨著鮮水河流域崩空民居建筑形式多樣化的衍化,單體建筑往往以多元結(jié)構(gòu)并存來應(yīng)對(duì)地震沖擊。根據(jù)住戶使用頻率和重要性,建筑內(nèi)部空間的抗震性能強(qiáng)度有所區(qū)分:一層采用夯土外墻和內(nèi)部木框架共同承重的結(jié)構(gòu)形式,并在內(nèi)部放置一個(gè)個(gè)“崩空”作為重要儲(chǔ)存空間;而二、三層往往通過抗震性能最佳的井干式結(jié)構(gòu)相互咬合,形成多個(gè)“崩空”的組合來構(gòu)成起居、休憩、經(jīng)堂等居住空間。在多次地震中,這種復(fù)合形式的崩空民居即便外墻倒塌、內(nèi)框架失衡的情況下,以井干式結(jié)構(gòu)為主體的功能空間仍有較好的抗震表現(xiàn),保證了人身和財(cái)產(chǎn)基本安全。
注釋
1)“扎巴”來自藏語, 又稱“渣壩”“查壩”。扎巴大峽谷地處雅礱江鮮水河下游的峽谷地帶,為四川省甘孜藏族自治州道孚縣與雅江縣交界處。該地區(qū)地處高山峽谷,環(huán)境閉塞,構(gòu)成了西南橫斷山區(qū)一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的文化單元,扎巴臧人有著自己獨(dú)立語言及風(fēng)俗習(xí)慣,仍保留著走婚制度、母系家庭形態(tài)。
2)“崩空”源于藏語音譯,又稱“崩科”,崩空民居被當(dāng)?shù)貪h族人稱之為“木愣子房”。
3)2017年四川九寨溝7.0級(jí)地震,2013年四川雅安7.0級(jí)地震,2008年四川汶川8.0級(jí)地震等接連發(fā)生,預(yù)示著我國西南山區(qū)地震活動(dòng)進(jìn)入活躍期。