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中国古代金属建筑的屋面构造

【摘要】:铜塔和铁塔的屋面都是整体铸造的铸件,不存在屋面构造的问题。现存铜殿实例的屋面构造有两大类,一为板块铸造法,二为独立铸瓦法。这样,正立面下檐屋面共由13组屋面板块构成。宝云阁屋面的瓦与望板的连接方式与一般瓦面建筑相同,需在望板上抹灰,按照汉式金属屋面建筑的屋面做法铺底瓦、盖瓦。据此综合评价,元、明铜殿屋面构造的创造性高于清代铜殿。

建筑结构形式上看,铜殿采用的结构是木结构建筑的形式。对于“大木”构架部分,将铜合金依照木构件的构造分件铸造、组装,从建筑的建造逻辑上说是方便而合理的。但对于建筑屋面部分来说,如果再按照其复杂的椽、板、灰、瓦构造一一忠实仿造,就会使原本合理的构造过于复杂,失去合理性。因此,铜殿的屋面构造必然会在模仿瓦(或琉璃)屋面形象的前提下对其进行概括、整合,并在细部构造上重新设计。设计既要满足形象要求,又要满足遮阳、排水的功能需要,并要方便预制和现场安装,是个创造性相对较强的设计过程。从这个意义上说,铜殿的屋面构造是体现金属建筑设计和工艺水平的重要部位,值得认真分析。铜塔和铁塔的屋面都是整体铸造的铸件,不存在屋面构造的问题。

现存铜殿实例的屋面构造有两大类,一为板块铸造法,二为独立铸瓦法。逐一分析如下:

(1)板块铸造法

图11-21 小铜殿屋面构造示意

图11-22 武当山太和宫金殿屋面构造示意

灰色块相间表达屋面板的分块

板块铸造法即将屋面的铜瓦、底瓦、望板、椽子、飞椽等构件整合成一个个板块,分别铸造,再拼成屋面。这从本质上说就是预制屋面板,且这种屋面板在外形上仿照瓦屋面。板块铸造法的最大优点是瓦面不再需要铺设望板、椽子,而直接就可以将板块铺架在檩条之上。

武当山元代小铜殿的屋面构造十分简洁、概括。屋顶前后坡各铺12块屋面板,每块宽约28厘米,长约185厘米,板的一侧隆起铸成瓦垄形,压在相邻一块之上(端头一块例外:两端均铸成瓦垄形)。滴水瓦为整体铸造的一长条,中央开卯口,套在中间一块屋面板的出榫上,用销子拴住。山面博风板套在滴水两端及脊檩两端的出榫上,用销子拴住(图11-21)。小铜殿的鸱尾通过栽入脊檩的两根脊桩固定。为保证室内的观瞻效果,其他脊筒内部未使用脊桩与脊檩连接,而是使用了灰浆辅助加固。

武当山太和宫金殿对木构瓦屋面外观形象的模仿程度最高,在分板块的同时也分层,将瓦面下层的飞椽、里口木、椽子也都较为独立、真实表现出来(由于天花以上结构不可见,太和宫金殿上檐有没有脑椽、花架椽不可知,而其既然采用了板块构造,本书推测可以不用脑椽、花架椽)。

图11-23 五台山显通寺铜殿屋面板构造示意图

以下层檐为例

图11-24 泰山铜殿内部上檐仰视

图11-25 泰山铜殿屋顶构造方式示意

经仔细辨认接缝,发现武当金殿的正立面下檐正当沟部分的屋面可以分为11个板块单元。每个单元可能由三层构造组成:最上一层为屋面板,由瓦垄、屋面、滴水整体铸造;中间一层为飞椽与望板层;最下一层为檐椽、里口木与望板层。三层上下相对应,共同构成一组板块(图11-22)。两端斜当沟部分的屋面(即翼角起翘部分)分块不明显,难以找到接缝,推测各由1块组成。这样,正立面下檐屋面共由13组屋面板块构成。

五台山显通寺铜殿屋面的板块构造概括程度很高,没有专门刻画飞椽的形象,只是利用瓦垄的间隙顺带加以表现椽子。每块板的底面模拟椽子的形象,上面则模拟瓦垄,端部做出瓦当、滴水的形象。一块板即包括了椽、筒瓦、板瓦、瓦当、滴水的形象,铸造与安装都很方便(图11-23)。

泰山铜殿板块构造概括程度也很高,便于安装,且兼顾了形象,唯工艺略逊色,交接处缝隙较大。从图11-24中可清晰看见前后檐各由7块板、两山面各由5块板组成,再加上每个翼角的两块(从内部看不见),上檐共由32块屋面板组成。板块顶面塑造瓦垄、滴水形象,底面塑造椽、飞椽形象。

同理,下檐共由40块屋面板组成。板块的具体构造方式如图11-25。

图11-26 昆明太和宫铜殿下檐翼角仰视(www.chuimin.cn)

图11-27 昆明铜殿屋面瓦构造

(2)独立铸瓦法

“独立”的意思是将每一块筒瓦都分别铸造出来,使其像一般的布瓦、琉璃瓦一样独立成件。清代的两座铜殿昆明太和宫铜殿(吴三桂)和颐和园宝云阁采用的都是这种构造,但二者的具体做法又有不同。

昆明铜殿的屋面构造是椽上直接铺底瓦,板瓦不是叠置而是顺次首尾相接铺置,起到望砖的作用,底瓦上再盖筒瓦。瓦面铺设不用灰泥,为干挂构造。

椽子为板椽,即椽截面高度小于宽度。椽与檐椽为一体铸造,是檐椽的延伸,厚度为檐椽一半,端部微抹收分。翼角部分的椽子为平行排布,后端插入角梁,前端通过连檐与正身部分的椽子连接。相对于放射性排布,翼角椽平行排布能使椽瓦构造较为简便(图11-26)。

由于筒瓦背有钉痕,板瓦一端有钉痕,而椽上无钉眼。综合考虑以上条件,推断其瓦面构造如图所示(图11-27)。

宝云阁的屋面形式看起来与一般的琉璃瓦面几乎完全相同,椽飞、板瓦、铜瓦从外观看均是独立构件。可实际上,宝云阁的筒瓦虽然独立铸造,但是每垄却在熊头部分将其相连固定成一个整体;板瓦虽然外观上一片片独立,实际上是一排连铸的(图11-28,图11-29)[36]。因此也可以说这是一种介于独立铸瓦构造与板块构造之间的做法。

宝云阁屋面的瓦与望板的连接方式与一般瓦面建筑相同,需在望板上抹灰,按照汉式金属屋面建筑的屋面做法铺底瓦、盖瓦。

(3)屋面构造的创造性

各铜殿的屋面表现和省略的瓦屋面构件不一,各铜殿屋面的施工便捷程度也不一,评价其创造性,应当综合考虑模仿程度和施工便捷程度,具体见表11-3:

图11-28 大修时揭取屋面观察到的宝云阁屋面构造

图11-29 颐和园宝云阁屋面瓦构造

表11-3 铜殿屋面构造及评价表

注:五台山铜殿应当能代表峨眉山铜殿、宝华山铜殿的情况;从历史照片判断,吴三桂铜殿应当能代表陈用宾铜殿的情况;宝云阁应当能代表避暑山庄宗镜阁的情况。

如表11-3所示:

元、明铜殿屋面使用的是板块构造,清代铜殿使用的是独立铸瓦。就对瓦屋面的模仿程度来说,清代是更高的。但是从施工的便捷性来看,屋面板构造的整合度更高,预制后在现场只需装配拼合即可,而且不使用黏结材料,类似现代建筑外墙面饰的“干挂”构造,省略了配制泥、灰的程序,更利于预制和现场安装。昆明铜殿虽然也是“干挂”构造,但需要逐片挂瓦,比较费工。据此综合评价,元、明铜殿屋面构造的创造性高于清代铜殿。

但要注意,构造的创造性与铸造、施工工艺的高低并不等同。清代的这两座铜殿,屋面构造的铸造和施工工艺都很高。而泰山铜殿虽然在设计上的整合度和创造性更高,实际的铸造工艺却并不高。

是否漏雨是检验屋面设计和施工成败的最基本标准,笔者调查时并未赶上大雨。但从室内陈设情况和对管理人员的访问可知,上述几座铜殿现在大都没有漏雨的情况。

要之,铜殿屋面这种以木构建筑构件的形式为基础,通过约简、概括而形成的新的构造,是针对金属材料可塑性而进行的适应性创新。