唐宋斗栱设计研究

王强+张金威

摘要：文章以唐宋时期遗存建筑中斗栱为研究对象，运用设计学、建筑学、力学等研究方法，依据其形态、结构、比例的演变，探究唐宋斗栱在平衡性、承载力与建筑空间等方面的发展与演进，分析起居方式的改变、文化与风俗的变迁、模数理念的形成及建筑空间的扩大等方面对斗栱设计所产生的影响。

关键词：设计艺术;建筑艺术;唐宋斗栱;结构;材份;模数理念;文化影响;风俗

中图分类号：J50文献标识码：A

宋《营造法式》（下文均称《法式》）称斗栱为铺作，并按所处位置将其分为柱头铺作、转角铺作与补间铺作，三者共同构成了建筑的铺作层。梁思成将斗栱定义为：“为减少剪应力，故遂有一种过渡部分之施用，以许多斗形木块，与肘形曲木，层层垫托，向外伸张，在梁下可以增加梁身在同一净跨的荷载力，在檐下可以使出檐加远”[1]（p.119）。斗形木块是栌斗、齐心斗、交互斗、散斗的统称;肘形曲木是华栱、昂、泥道栱、慢栱、瓜子栱、令栱、耍头、衬方头的统称，斗、栱、昂、耍头、衬方头等是构成斗栱形态的基本构件。如图1所示，华栱与昂逐层出跳，其上加令栱、瓜子栱或泥道栱组成计心造，再加慢栱组成重栱计心造，仅华栱出跳不加横栱为偷心造;柱头上加栌斗，栱与昂上加齐心斗、交互斗、散斗;内跳华栱或明乳栿斜切做华头子;耍头、衬方头联系并垫托散斗、令栱与橑檐枋;再由昂栓穿插

斗栱的发展主要经历三个阶段：第一阶段为西周至魏晋南北朝，汉代的斗栱已初具形态，是斗栱的成型期;第二阶段为唐宋时期，是斗栱的发展期，模数理念出现;第三阶段为明清时期，是斗栱的成熟期，也是斗栱功能由承重逐渐转向装饰的演变期。在斗栱的发展演变历程中，唐宋时期具有承上启下的作用，逐渐形成对斗栱制作过程的规范化。唐代斗栱形态较大，粗犷雄伟，结构上逐渐凸显对承载力与稳定性的要求，呈现合理的力学关系，初步定制斗栱各构件的形态、结构、所处位置等信息，形成规范。宋代

斗栱形态渐小，并在唐代斗栱发展的基础上完善了斗栱的模数体系，改进了以往建筑中斗栱的结构缺陷，形成制度。

一、唐宋斗栱的发展与演进

唐宋时期，由于体量较大的宫殿、寺庙等建筑形式大量出现，简单的一斗三升、把头绞项作等斗栱形式，已无法满足建筑出檐、面阔与进深逐渐加大的需求。因此，斗栱开始四方出跳，形成倒锥形，并逐渐发展华栱与昂为承重构件，令栱、瓜子栱等横栱为平衡构件，斗为垫托构件，形成纵向逐层出跳，横向层层垫托的基本形态。其演进主要体现在三个方面：一是计心造与补间铺作横向稳定性的不断增强;二是华栱与昂抗压与抗弯能力的逐渐提升;三是斗栱平均每铺高度（下文简称单铺高）的持续缩小。在中国、日本及韩国等地还遗存有少量的唐宋时期的建筑，本文以其等级较高的殿堂式建筑为研究对象，探究其演进规律（见表1）。

两朵

（一）计心造与补间铺作横向稳定性的增强——枋的逐层施加

1.计心造偏心力的减弱——枋与横栱的逐跳使用

唐宋时期建筑开间的差异导致枋两侧所受负荷不一致，引起斗栱的偏心受力，造成其出平面变形与错位。为解决这一问题，将柱头枋、罗汉枋于斗栱之上逐层施加，并在枋下广施重栱计心造。如图2所示，简化受力模型，将枋两侧所受压力组成合力F，力作用点与斗栱中线距离为d;斗作用于枋上的力由F所在的直线分为两部分，分别为F1、F2。《法式》以分°为基本计量单位，通过各栱长与斗斜杀尺度计算得：偷心造使用散斗长16分°，计心造使用泥道栱加两斗长66分°，重栱计心造使用慢栱加两斗长96分°[2]（p.77-78）。偷心造时，F1、F2比值可表示为F1/F2=（8-d）/（8+d），d的取值范围是0

2.补间铺作负荷的分散——枋的逐间相连

补间铺作的作用是辅助柱头铺作，分散负荷并维持平衡。表1显示，招提寺金堂补间使用的斗栱采用心柱上架单斗的形式。此后的佛光寺大殿、独乐寺观音阁与应县木塔均采用完整形态的斗栱，但比柱头铺作减一跳，未承托橑檐枋。

《法式》规定：“当心间需用补间铺作两朵，次间及梢间各用一朵，其铺作分布令远近皆匀”[2]（p.89）。并说明，具体分布可根据间广进深的不同逐间使用双铺作，并通过层层加枋密集相连。此后，隆兴寺转轮藏阁及晋祠圣母殿等建筑的补间铺作与柱头铺作同大，共同承托橑檐枋。不难看出，补间铺作的密度与形态逐渐加大。同计心造原理，斗栱横栱方向的承载力得到加强，保障枋的平衡并减轻柱头铺作的负担。

（二）华栱与昂抗压与抗弯能力的提升——乳栿的紧密垫托

1.昂承载力的加强——草乳栿的压槽垫昂

由表1可知，法隆寺金堂与招提寺金堂由昂通过蜀柱、枋直接受力，增加昂的负担。建于晚唐的佛光寺大殿（图3），在檐柱与金柱之间增加了草乳栿，使昂尾直接压于其下。其对昂承载力的加强主要体现在以下两点：一方面是缩短昂长，图3显示，昂长仅达到L1的长度即可，省去L2的长度，从而提升昂的抗弯能力。至宋代，梢间进深由佛光寺大殿的222分°增加到250-300分°[3]（p.167）。如果使用法隆寺金堂与招提寺金堂做法，进深加大会使L2长度过分增大，造成弯矩变大。

另一方面，草乳栿压槽垫昂利于分散昂尾压力，《法式》规定：“造蜀柱之制……径殿堂一材半（22.5分°），余屋量栿厚加减”[2]（p.105）。若使用法隆寺金堂与招提寺金堂做法，蜀柱与昂的接触面至多不过22.5分°。如图3所示，设草乳栿与昂尾接触面长度为S，《法式》规定昂使用单材，即厚H为15分°，角度可根据举架的需要进行调整，但“证之唐、宋、辽、金一些实例，下昂的角度大致在20°到25°左右”[4]。若不考虑榫卯咬合等因素的影响，接触面长S=H/sin（20°≤θ≤25°），算得S为35.5-43.9分°。由此，增大接触面并缩短昂长，避免因局部受力过大引起的损坏，增强昂的承载力。

《法式》规定明乳栿“若四铺作五铺作广两材一栔（36分°）……六铺作以上广两材两栔（42分°）”[2]（p.96）。截面高度比多数遗存建筑稍大，不难看出，《法式》加大了明乳栿的截面高度，将明乳栿斜切安于昂下并托于第二跳华栱之上。其对斗栱传力的稳定主要表现在以下两点：一方面增强内外槽斗栱的整体性，表1显示，佛光寺大殿的内外槽斗栱由三层构件连接，第一层是两头做华栱出跳的明乳栿，第二层是伸长的内外槽华栱，第三层是延伸至昂身的枋子。应县木塔使用两层，即明乳栿与伸长的内槽华栱。《法式》仅使用一层，即截面加大的明乳栿。繁复的连接构件逐渐被明乳栿取代，增强刚度并稳定传力。

另一方面，明乳栿的垫斗托昂利于提高华栱与昂抗压能力，其一分散昂身受力，如图4所示，设接触面长为S'，明乳栿高度H'为42分°，由S'=H'/sin（20°≤θ≤25°）求得S'大致为99.3-122.8分°;佛光寺大殿的明乳栿以斗托昂，S'仅为16.9-17.5分°。其二减弱华栱的偏心受力，使明乳栿与第二跳华栱接触面长L'为132分°（华栱长72分°，每跳长30分°）;佛光寺大殿为第一跳华栱托明乳栿，即L'为72分°。不难看出，《法式》的做法加大了明乳栿与华栱、昂的接触面，加之内外槽整体性的提升，减弱偏心力的影响，增强稳定性。

3.单铺高度的缩小——檐柱的逐渐加大

檐柱加大改变了斗栱接触点的强度，提升了柱与斗栱整体的承载力，但也改变了斗栱的结构地位。为探明唐宋斗栱体量上的改变，本文选择建筑等级高于厅堂的外檐柱头铺作进行研究。为排除建筑等级与不同跳数的影响，将单位换算为分°，并将斗栱高比上铺数得出斗栱的单铺高。将单铺高与柱高相比，可得出两者的比例关系，反映建筑中斗栱比例的发展趋势，如表2所示;将单铺高与这一比值整理为线性分布图，如图5、图6所示。

图5显示，唐宋斗栱单铺高的材份演进并无规律，且数值变动较小。这与宋代建筑以《法式》为纲相关，使斗栱的尺度禁锢在一定范围之内。由图6可知，从中晚唐时期的南禅寺大殿、佛光寺大殿至宋初的独乐寺观音阁，发现单铺高与柱高的比值较大，表明斗栱与其他承重构件相比，体量相对较大。至北宋中期建筑的单铺高与柱高比值明显下降，不难看出，斗栱在建筑中的比例呈下降趋势，削弱其承载力，使斗栱逐渐由承载功能向装饰功能演变。

二、促进唐宋时期斗栱演进的相关因素分析

斗栱作为建筑的承重构件，其演变与柱、梁（明乳栿与草乳栿）、枋等部件的发展有一定的关联。唐宋时期人们的起居方式、文化与风俗等方面的变迁，提升了人们对空间的需求。加之营造技术的提高，使柱、梁、枋等构件有了较大的转变，促使斗栱结构的适应性转变。

（一）建筑空间的扩大——起居方式、文化与风俗的变迁

论文提及的建筑空间为实际利用空间，具体体现为相邻四柱的维合空间。建筑空间的扩大一方面表现为建筑体量的增加，另一方面表现在柱的使用大量减少，形成更多的利用空间。

1.人们对于空间认知的改变——席地而坐向垂足而坐的转变

五代以后，人们起居逐渐由席地而坐演变为垂足而坐，改变了人们对空间的认知，使这一时期的家具尺度逐渐升高，并呈现成套的、系列化的发展态势，家具的种类与数量不断增多。至宋代，垂足而坐的起居方式完全普及，“高大家具广泛运用，建筑空间也随之升高”[5]。此外，受这种起居方式影响的建筑形式不断丰富，住宅、宫殿、寺庙等建筑空间全面增大。为满足人们对于空间变化的需求，作为主要承重构件的斗栱与建筑体都产生了相应的演变，其功能逐渐得到加强，承载力与结构稳定性得到了不断的提升。

2.空间需求的增大——文化融合与风俗变迁的影响

文化融合与社会风俗变迁等因素极大地影响了建筑空间的改变。以佛寺建筑为例，佛教传入之始，佛寺建筑效仿天竺，一般以佛塔为中心，四周为方形庭院，但由于佛塔空间较小，人们只能于塔外进行佛教活动。魏晋南北朝以后，塔外的活动多有不便，佛寺建筑逐渐以佛殿为中心，佛教活动大多在室内进行。至唐代，佛殿建筑已大量出现，成为佛寺院的主体。五代十国后，“佛教与上层的政治关系进一步疏离，中国化的佛教开始比较实际地向民间发展，并逐步与儒家融合”[6]，因而受众更加广泛，加之唐中期逐渐兴起的供奉高大佛像的风俗，使这一时期建筑逐渐向多层发展。由此，佛寺院的中心建筑由佛塔演进为佛殿，再由殿到阁，呈现空间增大的趋势，促使建筑承重构件承载力与稳定性的逐渐增强。

（二）营造技术的提升——模数理念的形成

1.各构件间高精度穿插的实现——尺度的标准化

《法式》规定一材为15分°，一栔为6分°，并以材栔分°为单位，规范建筑构件的材份定制、拼合安装等制作环节，从而简化尺度计量，为许多高精度营造技术的出现奠定了基础。由此，“对部件的全面分类和标准化，从简单的斗栱到院落，加之尺寸和等级的统一规制，使得营造成为一种理性的活动”[7]。

汉魏时期广泛使用的一斗三升、一斗双升等斗栱形式，结构相对简单，对榫卯咬合的精度要求较低，模数理念未完全形成。此后，“南北朝至隋唐时期的模数理念已渐趋成熟，宋代更是其发展的成熟与转型期”[8]。这为建筑与斗栱结构的优化提供了技术前提，表3显示，《法式》运用模数理念，详细规定了斗栱各构件榫头与卯口的位置、尺寸等信息。以泥道栱与华栱为例，泥道栱的上开口长8分°，深10分°;华栱总厚为10分°，两边子荫厚共2分°，得其下榫头厚为8分°，高为10分°。可见，泥道栱的上开口与华栱的下榫头完全契合，华栱下开口留有栌斗隔口包耳的厚度，并于两边各余2分°空隙，为木材的收缩留有余地。由此，简化斗栱各构件的制作与安装过程，便于构件间的相互穿插与咬合。

2.木材大小限制的减弱——大构件拼合技术的完善

对尺度的标准化，省去了以往制作过程中的繁琐环节，推进了精度要求较高的大构件拼合技术的形成。图7是《法式》中记载的关于两段合柱的制作方法，通过定制，契合各个榫头与卯口的尺度，插暗鼓卯于暗鼓卯孔并上移至卡槽，接着插入儧楔以固定暗鼓卯，然后合柱，对齐后，于两段柱的合缝处安明鼓卯固定，从内到外将柱合实。这种技术广泛用于建筑中斗栱与柱梁枋等构件，减弱了木材截面大小与长度的不足对建筑部件承载力的影响，为空间的不断加大提供了技术支持。

1.斗栱与柱梁枋垫托方式的改变——柱梁枋尺度的加大

唐宋时期，建筑中柱梁枋等承重构件的尺度逐渐加大，以柱的尺度为例，为避免建筑等级与所用材等对数据的准确度产生影响，本文将单位换算为分°。如图8、9所示，由唐到宋柱的直径与高度逐渐增大。另据《法式》记载：“凡用柱之制，若殿间即径两材两栔（42分°）至三材（45分°）;若厅堂即径两材一栔（36分°）……柱皆随举势定其短长”[2]（p.102）。柱径比图8中佛殿略大，柱高则随唐宋时期建筑举势的逐渐升高而不断增大，可见《法式》加大了柱的尺度。

斗栱以柱为基，随梁而立，托枋以定，形成相互穿插，协调承重的状态，故柱梁枋等构件的尺度变化，影响了斗栱与它们之间的垫托方式。为增强建筑承载力，将柱的尺度增大，加大斗栱底基的强度;为稳定建筑进深，将明乳栿的截面扩大，并逐渐代替内跳华栱出跳，承托昂身;为增强建筑内外槽联系，使草乳栿垫压昂尾，通过昂的杠杆作用，以屋架重量平衡从橑檐枋传下的力;为稳定建筑横向受力，将枋的密度加大，承托枋的栱也随之出现。

2.斗栱向装饰功能演变的开端——斗栱比例缩小

柱梁枋结构的增大，为建筑提供了更稳定的承载系统，逐渐削弱了斗栱承托出檐与架梁托枋的功能，斗栱比例也随之不断缩小。在以后的建筑发展中，“依靠巨大的斗栱铺作层增大室内空间的作法， 也就逐渐变得不是那么十分必要了”[9]。宋以后，斗栱尺度渐小，排布密集，逐渐失去其承载功能。不难看出，唐宋时期营造技术的不断发展与建筑空间的逐渐增大，成为这一现象的诱因。

三、结语

建筑作为人们日常生活中不可或缺的空间形态，其与生产、生活都息息相关。唐宋时期起居方式的变化、社会文化与风俗的变迁、模数理念的形成以及斗栱结构的不断改良等方面，无不体现了中国传统设计中以人为本的设计思想。从斗栱的单铺比例上来分析，由唐至宋，其呈现出逐渐缩小的态势，这似乎有悖于其承载功能，但斗栱体量的缩小，是建立在其与建筑结构不断优化的前提之上，同时也为建筑空间的进一步发展提供技术上的支撑。因此，斗栱结构的演变，不仅提升了其承载力与稳定性，同时也进一步完善了建筑结构，丰富了建筑的形态。

（责任编辑：徐智本）

参考文献：

[1]梁思成、刘致平.中国建筑艺术图集[M].天津：百花文艺出版社，2007.119.

[2][宋]李诫.营造法式卷第四·大木作制度一[M].北京：商务印书馆，1933.

[3]陈明达.《营造法式》大木作研究[M].北京：文物出版社，1981.167.

[4]潘谷西、何建中.《营造法式》解读[M].南京：东南大学出版社，2007.100.

[5] 詹和平.空间[M].南京：东南大学出版社，2011.69.

[6]江荣海.中国政治思想史九讲[M].北京：北京大学出版社，2010.213.

[7][德]雷德侯著，张总等译.万物：中国艺术中的模件化和规模化生产[M].北京：三联书店，2012.188.

[8]张十庆.部分与整体——中国古代建筑模数制发展的两大阶段”[A]//建筑史[C].2005.

[9]王贵祥.唐宋建筑外檐铺作的几点初步探讨（三）[J].古建园林技术，1987，（02）：40.