不用一顆釘
便可做到扣合嚴密
使用百年依然堅固而美麗
這究竟是什么技藝
應縣木塔,北京太和殿,碩大的建筑沒有使用一根鐵釘連接。斗拱之間,塔檐之內,一個個凹凸小節緊密咬合,共同構成了歷史上的輝煌。這凹凸的連接點,被譽為中國的第五大發明——“榫卯”。
今天我們來研究一下:
什么是榫卯?
榫卯有哪些類型?
榫卯結構有哪些建筑優勢?
榫卯
故宮博物院研究館員周乾博士介紹:我國的古建筑以木結構為主,各構件通過榫卯形式相連接。
當兩個構件相連接時,其中一個端部伸出一截,這個伸長的部分就是榫頭;另一個構件端部被“挖”一個與榫頭相同尺寸的口子,這個被“挖”的部分就是卯口。
榫頭插入卯口中,即形成榫卯連接。榫卯連接的部位一般被稱為榫卯節點。我國的榫卯節點類型非常豐富,至少有24種。如下圖所示即為故宮古建筑所用的燕尾榫節點實物照片及安裝示意圖。
故宮太和殿前檐柱額枋燕尾榫節點
榫卯結構是榫和卯的結合,是木件之間多與少、高與低、長與短之間的巧妙組合,可有效地限制木件向各個方向的扭動。
榫卯結構應用于房屋建筑后,雖然每個構件都比較單薄,但是它整體上卻能承受巨大的壓力。這種結構不在于個體的強大,而是互相結合,互相支撐。
榫卯結構不僅用于建筑,同時也廣泛用于家具,其中明清家具的制作幾乎用到了所有的榫卯種類,展現了榫卯結構進化的最終樣式。作為一種巔峰技藝,榫卯結構組合的家具比用鐵釘連接的家具更加結實耐用。
我們經常會發現許多明式家具雖已距今百年但木質仍堅硬如初,如果用鐵釘組合這樣的家具,很可能木質完好,但連接金屬的銹蝕、老化等因素,也會使家具散架。
榫卯的類型
榫卯按照用途大致可分為三類:
? 第一類主要是用來連接面與面、邊與邊和面與邊,如“槽口榫”“燕尾榫”“穿帶榫”等
? 第二類主要用作成角結合、交叉結合,如“雙榫”“勾掛榫”“半榫”等
? 第三類主要是用來將多個構件組合在一起,其構造技藝更為復雜,如“托角榫”“長短榫”“粽角榫”等
而按照形式,榫卯又可分為明榫和暗榫兩類。
明榫又稱出榫、透榫,它的榫頭可以卯眼中穿出,在外部可以看到榫頭頂端的痕跡。
暗榫也稱半榫,其榫頭短,卯眼不打穿,從外看不出打孔的痕跡。兩者在形式、耗材上差異微小,但在審美、做工、結構等方面卻不甚相同。
明榫可以見到木銷的痕跡,榫頭深而實,足以保證其堅固性,彌補了古代客觀條件上的不足。
而暗榫則更顯美觀,但因其榫眼深而榫頭短,較為容易產生虛榫而松動。但如果用膠來填塞空缺,則會影響物件的牢固度和美觀性。
除此以外,還有幾種典型的榫卯結構十分有趣:
三方組榫、十字契合、箱型火塞拼接、走馬銷式拼合
榫卯結構的優勢
近幾百年的中國,有兩件東西被視為國粹:一是京劇藝術,二就是紅木家具,而中國傳統紅木家具的靈魂就是榫卯結構。
整套家具甚至整幢房子不使用一根鐵釘,卻能使用幾百年甚至上千年,在人類輕工制造史上堪稱奇跡。不僅外形精致唯美,而且遵循力學原理,實用性極強,不易銹蝕又方便拆卸。
1、榫卯連接方式有利于古建筑的營建
我國古代工匠巧妙地利用了木材易加工、重量輕的特點,將這些構木構件預先加工好,避免了對木材進行現場剔、鑿、刨等工序造成的雜亂環境。而柱、梁枋等構件在現場只需安裝即可,有利于快速施工。
以紫禁城古建筑為例,紫禁城古建筑含有房屋1000余座9000多間,其真正現場營建只用了3年。
2、榫卯節點有著優秀的抗震性能
榫卯連接的建筑不但可以承受外力,還允許自身產生一定程度的變形,有著很強的“容錯率”。榫卯的節點錯綜復雜,外力在一個個連接點中分散消解,從而保證了建筑的完整與堅固。
例如當發生地震時,地震的外力會作用到建筑上,但因榫卯節點產生的變形能夠部分吸收地震能量,從而可以有效減輕地震對建筑的破壞,保持建筑整體結構的安全。實驗證明,由榫卯結構連接的木構建筑最高可抗10.1級地震。
故宮軍機處前檐柱,抱頭梁饅頭榫節點
3、非凡的使用價值和藝術價值
我國古建筑榫卯節點形式豐富,根據結構不同部位的安裝、受力需求,采取不同形式的榫卯節點,不僅滿足了建筑使用需求,其外觀也體現了營造技藝之美。
作為具有中國特色的古建筑營建方式,我國古代工匠利用獨特的一凹一凸連接方法,極為復雜的建筑結構外在表現得簡約古樸,而其中卻透露出工匠豐富的靈感和智慧,并表現出古建筑非凡的使用價值和藝術價值。
來源: 數字北京科學中心