山地傳統(tǒng)石砌民居營建技藝分析
--以沁陽市張老灣村為例

茅艷，肖劍蘭，畢小芳 （河南理工大學(xué) 建筑與藝術(shù)設(shè)計學(xué)院，河南 焦作 454000）

1 張老灣村概況

1.1 地理條件

圖1 焦作沁陽市張老灣村（圖片來源：作者自繪）

沁陽市，古稱懷慶府、河內(nèi)縣，位于太行山之中太行陘南部，是連接山西與河南腹地的重要地區(qū)，地形以平原居多，其余為山地丘陵區(qū)。張老灣村位于沁陽市區(qū)正北15.5km的山頂上，是沁陽市最古老的傳統(tǒng)村落之一，距今已有四百年的歷史。張老灣村所處山體由西北向東南方向海拔依次降低，順應(yīng)山體呈現(xiàn)條形布局，村落整體西北至東南長約550m，東北至西南寬約230m。村中主要道路順山體成直線型，省道238 位于村落西部，是村落溝通外界的主要交通通道。當?shù)孛窬右允^為主要建筑材料，直至今日依舊保留著石頭建房的建造方式。村落中傳統(tǒng)民居分布零散，多數(shù)位于村落中間和東北部分，如圖2 所示。

圖2 張老灣村民居概況（圖片來源：作者自繪）

1.2 歷史背景

沁陽市在歷史上與太行陘息息相關(guān)。太行陘作為古人連接河南與山西的重要陘道，經(jīng)過戰(zhàn)亂、貿(mào)易、遷徙等，在太行陘上產(chǎn)生大大小小的聚落。同時，在自然環(huán)境和自有文化影響下形成獨特的傳統(tǒng)聚落。張老灣灣村作為太行陘上的村落之一，其歷史文化有著四百年的遺存。明代天啟二年（1622 年）以前，張老灣村是水峪寺長老的住所，故名長老庵。清代雍正年間（1723-1736 年）后演化為如今的名字。水峪寺位于張老灣村西，村以寺名。張老灣村所處地區(qū)地下水豐富且水質(zhì)很好，古時曾向皇帝進貢，民諺稱“沁陽水峪水，沁縣四亭米，勞苦千里路，皇上杯中飲”[1]。

2 張老灣村石砌民居特征

2.1 張老灣村基本形態(tài)

張老灣村坐落于山腰之上，空間布局較為舒緩，民居依山而建，建成獨立“一”字傳統(tǒng)民居布局形式，傳統(tǒng)民居院落之間不相銜接，形成獨立的院落空間，民居后墻與山體結(jié)合成為一體，形成山間院落形式，院落依據(jù)地形設(shè)有雙通道和單通道形式。建造中結(jié)合當?shù)厍嗍c磚共同砌筑，形成石砌墻體、磚砌拱券式屋頂民居。這些民居的所有者大多姓靳，在張老灣村中選取兩處較為典型的靳氏民居作為代表，對比不同建筑風格和拱券樣式的靳氏一號民居和二號民居，探討山地地區(qū)匠人營造智慧，如表1所示。

村中民居以青石為主材料、磚為輔助材料，采用石灰砂漿作為砌體填充材料和鋼筋混凝土澆筑梁。在墻體上，以經(jīng)過粗加工的大塊青石作為墻體的底部材料，由下往上青石大小逐漸減小，以石灰砂漿進行填縫處理，形成不規(guī)則的四邊形。屋頂采用石板進行覆蓋，以石灰砂漿進行找平處理，并延出墻體400mm，屋頂女兒墻用毛石砌筑，高約200mm，厚約200mm。門窗作為民居室內(nèi)采光來源，開間設(shè)置一門兩窗或一門一窗形式，所用材料均為木材，門窗過梁多為拱券樣式，少量為平頂。在砌拱上采用磚或整齊石塊進行砌筑。

2.2 民居基本尺寸

民居主房為三開間建筑，另有耳房作為廚房或倉庫使用，各開間設(shè)有一門一窗或兩窗。民居在建設(shè)時考慮地形和使用功能，設(shè)計不同尺寸的建筑尺寸。兩層帶有小拱券民居層高較低，窯洞式民居層高較高，室內(nèi)有更高的挑空空間，相同的是民居總高度相差不大。兩種民居的門窗尺寸都較小，門洞寬約0.6m，僅能容納一人。

靳氏一號民居結(jié)合地形建成兩層結(jié)構(gòu)，根據(jù)地形將每層室內(nèi)空間都與室外連接，形成一樓門窗朝向西北，二樓門朝向東南、窗朝向西北，室內(nèi)無樓梯的格局，通過室外借助地形走道和內(nèi)部一樓屋頂洞口連接。內(nèi)墻與外墻都由青石砌筑而成，面闊13.5m，一層層高2.4m，二層層高2.6m，受層高影響所開門洞高度約2.1m，窗洞高約1.2m，但在室內(nèi)空間開闊。民居左右次間為3.60m，中間為3.27m，進寬比約為2:1，開間尺寸沒有一定的規(guī)律。靳氏二號民居為一層窯洞式建筑，門窗朝向西北。在外部立面看不出窯洞結(jié)構(gòu)，左次間和心間設(shè)有一門兩窗，右次間設(shè)有三窗無門，在其他墻體并無開窗。民居面闊14.32m，開間最寬約3.80m，最窄約為3.60m，進深7.00m，進寬比約為1.88:1。靳氏二號民居層高4.38m，其中拱券高約為2.1m。在室內(nèi)有更開闊的視野，如表2所示。

表3 民居尺寸表（單位：mm）

張老灣村在建筑結(jié)構(gòu)上結(jié)合使用功能和建筑材料凸顯建筑“以人為本”的原則。在靳氏一號民居中，一層屋頂采用磚砌成小拱券，拱跨約1000mm，起拱約155mm，拱基則是以鋼筋混凝土梁和石砌墻體共同承擔，在鋼筋混凝土梁底部留有一定的高度，使得拱能更好地被砌筑和進行力的傳遞，小拱券的運用使得室內(nèi)具有空間感和層次感，同時節(jié)約了材料，如圖3、圖4所示。

圖3 小拱券樣式（圖片來源：作者自攝）

圖4 小拱券細部尺寸（單位：mm）（圖片來源：作者自繪）

2.3 民居細部構(gòu)造

民居門窗砌筑材料上有不同的選取，相同之處在于門窗要求有規(guī)整的平面結(jié)構(gòu)，這使得在砌筑時需要采用較為平整的毛石或磚，才能顯現(xiàn)出規(guī)整的建筑立面。靳氏一號民居，一樓墻體整體采用較為規(guī)整的毛石砌筑，毛石厚約300mm，灰縫約為8mm。門窗洞也采用整齊毛石砌筑，二層門窗洞則是采用磚砌筑，門窗洞尺寸略小且都帶有拱形過梁，窗戶為木制網(wǎng)格柵形式。靳氏二號民居墻體毛石相對一號民居略顯粗糙，灰縫厚度也略大一些，但毛石厚度大致相同。門采用磚砌筑平過梁和拱形過梁兩種樣式。下部窗洞由毛石砌筑，磚砌筑成平過梁和拱過梁；上部窗采用磚砌筑拱形過梁窗洞，窗戶有木制網(wǎng)格柵和平開窗兩種形式。兩種民居門都為平開門，設(shè)有約高270mm、長350mm、寬280mm 的門垛，門框?qū)捈s180mm。帶有拱形過梁門，約150mm 拱形門板拱高與下部約100mm 寬門框共同形成門頭框，無拱門設(shè)有200mm 門頭框。（其余細部尺寸見表4，寬度依次從左到右，窗尺寸均為建筑下部窗）。

表4 門窗尺寸（單位：mm）

3 張老灣村拱券形式

3.1 我國拱券基本形式

民居在創(chuàng)造的過程中保留著傳統(tǒng)建造技術(shù)，又不斷的在新物質(zhì)條件下創(chuàng)建獨特的建筑類型。民居代表著一個地區(qū)的時代印記，同時也展現(xiàn)著一代人的建筑智慧，同為人類文明的珍寶。

拱券作為一種圓弧狀的建筑結(jié)構(gòu)，有著特殊的受力性能，其力學(xué)性能表現(xiàn)為在受豎向荷載的情況下，荷載力向水平方向傳導(dǎo)。在我國拱券廣泛運用于橋梁、民居、宮殿等建構(gòu)筑物之中，而且存在時間長、建筑物保留數(shù)量多，其中在橋梁的運用上數(shù)量運用最多。橋梁拱券依據(jù)圓心角的大小分為半圓拱、圓弧拱、馬蹄拱、尖拱、蛋圓拱及橢圓拱等，著作有茅以升的《中國古橋技術(shù)史》和唐寰澄的《中國技術(shù)史橋梁卷》[2]。拱券在建筑運用上，多以半圓拱、圓弧拱和雙圓心拱作為建筑結(jié)構(gòu)，其中雙圓心拱砌筑工藝最為復(fù)雜，多運用在宮門等官式場地，如北京明十三陵的拱券結(jié)構(gòu)多采用雙圓心拱[3]。

3.2 拱券形式及其做法

靳氏一號民居屋頂小拱券砌筑方法與傳統(tǒng)拱券砌筑方法類似。首先采用毛石進行墻體的砌筑達到一層所需高度，在建筑中山墻厚約1000mm、內(nèi)墻厚約600mm，以達到穩(wěn)固支撐效果。在山墻之間進行梁模板和鋼筋的搭建，再進行混凝土的澆筑形成梁的建造。在兩梁之間用磚塊進行填充形成圓弧狀結(jié)構(gòu)體系，由此便形成小拱券形式屋頂，以達到承受豎向荷載。二層屋頂依舊采用此方法，在屋頂上進行找平后以石板進行覆蓋，由此形成外觀由石頭建成的民居。形成外是毛石和石灰砌筑的石頭墻體，內(nèi)為帶有小拱券形式磚石屋頂?shù)膫鹘y(tǒng)民居。

靳氏二號民居為三開間一層結(jié)構(gòu)，由磚石共同砌成，砌成帶有半圓式大拱券形式的屋頂，墻由石頭建成，用石灰砂漿進行填充，其中門窗也帶有拱券形式。在窯洞、橋涵或庭院大門建筑中，常采用磚石拱券的方式，這些拱券頂部一般比半圓拱券頂部稍微高些，呈拋物線形，顯得秀麗大方。文獻[4]以五眼窯洞為例提出錮窯拱券砌筑技藝，與本文不同的是窯洞的砌筑材料多用于磚，而相較于本文提出的石頭窯洞砌筑工藝較為簡單，石頭窯洞工藝方面則要求更高。靳氏二號民居在砌筑材料使用上多采用毛石砌筑，主要表現(xiàn)在窯洞中前墻、后墻、山墻、窯腿，用石灰作為粘接材料。拱券的砌筑按施工順序可分為以下五個步驟，即搭建拱券支架、砌磚、拆模具、合龍口、填充八字壕溝與屋頂覆土。填充八字壕溝與屋頂覆土均采用毛石進行填充，一是節(jié)約磚，二是毛石可方便取材，同時在屋頂用石板進行覆蓋。鄉(xiāng)土建筑是勞動人民在長期生產(chǎn)實踐中為適應(yīng)自然條件與人文環(huán)境的一種創(chuàng)造，時當時社會狀況、生產(chǎn)方式和營造技術(shù)等結(jié)合的建筑技藝，產(chǎn)生獨特的民居文化[5]。

3.3 張老灣村拱券形式分析

在靳氏一號民居出現(xiàn)的小拱券式屋頂，鋼筋混凝土梁橫跨在內(nèi)墻和外墻之上，兩梁中間以磚砌成拱券形式，屋頂由多個小拱券組成，如同波浪形式，再在拱券上進行找平形成第二層地板。連續(xù)的小拱券形式樓板作為靳氏一號民居的特殊結(jié)構(gòu)（但不是張老灣村所獨有，在沁陽市其他地區(qū)也曾出現(xiàn)）因其尺寸小、施工難度低、易測量，使得拱券形式更接近圓弧形狀，為單圓心拱券。在此建筑中也存在其他拱券建筑結(jié)構(gòu)，如拱門以及拱窗的出現(xiàn)。

在靳氏二號民居中，開間尺寸3.6m，拱券矢高約有2.1m，依據(jù)拱券尺寸區(qū)別于其他拱券尺寸，得出拱形更符合三圓心拱券的結(jié)論。將三圓心拱券運用在民居建造中，使得建筑空間更加開闊，拱券上半部分為圓形拱券，區(qū)別于雙圓心拱券的尖頂（如在清代裕陵地宮金券月光墻采用雙圓心拱券），在拱券下半部分則是用半徑更大的圓弧與墻連接，增加挑高，同時區(qū)別于半圓拱，將室內(nèi)空間顯的更加開闊，如表5所示。

表5 拱券形式與實例

4 結(jié)語

張老灣村位于山區(qū)，受到自然環(huán)境、社會經(jīng)濟、歷史文化、生活方式等影響創(chuàng)造出適合居民自身的生活環(huán)境。當?shù)厝瞬粌H就地取材，還善于運用人造建筑材料進行建筑建造技術(shù)方面改造。利用自然環(huán)境，借助地形方便兩層樓房通行。其中靳氏一號民居磚的合理使用出現(xiàn)以小拱券和梁形成的屋頂，這相較于現(xiàn)代屋頂減少混凝土、鋼筋的使用，節(jié)省了材料。靳氏二號民居則是以磚砌成采用三圓心拱券，得到更大的挑高，空間之大給人一種豁然開朗感。這兩種民居在選材和材料的使用上有著獨到的見解，都體現(xiàn)勞動人民的建筑智慧。