尽木材应用之能事：中国木构建筑的基本类型与结构

最近准备梳理一下关于中国古建筑的基础知识，本文为第一篇，也是视频《古代工匠有多厉害？解析中国古建筑的基本结构》的文字稿，有部分修改补充。

说到中国古建筑，首先大家应该会想到一个鲜明的特点，和其他地方、尤其是西方的古建筑相比最大的不同点。没错，那就是材料。以中国为代表的东亚建筑，无论大的、小的，大都以木材建造，而以欧洲为主的西方建筑，则主要以砖石建造，这也决定了其结构的不同。

材料：木材的特性

以两个我去过的建筑为例。义县奉国寺是一座辽代建筑，基本上是用木料制成的立柱和梁枋搭建起整个屋架；而西班牙塞维利亚的主座教堂则是一座哥特式教堂，主要由石柱和拱顶构建。把两者对比一下，我们就会发现，中国木构建筑的高度和跨度相对较小，而西方的教堂、神殿往往颇为高大，内部空间很广。但同时，中国古建筑虽然个头不大，但建起来还是便捷又经济的，构件也非常灵活。一般来说一两年就可以盖一座大殿，而西方的教堂可能要建几十甚至上百年。

无论是木材还是石材，从尺度和细节上来说，其实各有千秋。不同材料有不同的特性，能把一种材料用到极致，那就是高手。中国的优秀工匠经过几千年的经验积累，都是玩转木材的大师。梁思成在他的《中国建筑史》中就这样评价中国的木匠：「尽木材应用之能事，以臻实际之需要，而同时完成其本身完美之形体。」

这是相当高的评价，如果你对这个评价没有概念的话，那我们可以在现存的古建筑中挑一个最牛逼的来看看，什么是木构的极致。这就是让梁思成佩服得五体投地的应县木塔，它高 67.3 米，是国内现存最高的木构建筑。（应县木塔的具体内容，参见《应县木塔，中国建筑史上的伟大奇迹》）

这几年我去过两次应县，每次第一眼看到它都会被其高大所震撼，这可是将近一千年前的作品。建筑做到这个高度，就算拿到当今来看，在世界范围内也是数一数二的。要知道直到去年应县木塔保持的纯木建筑最高记录，才被挪威一座高 85 米的木构大楼打破。更何况这还不是中国历史上最高的建筑，据记载北魏洛阳的永宁寺塔有 130 多米高，到了唐代还出现了长、宽、高都在百米左右的洛阳明堂。只可惜这些巨构皆已消逝在漫长的岁月之中，但无论如何，这都是中国工匠玩转木构的极致。

木构架的几种形式

下面我们就来看中国古建筑中几种最基本的木构架，也就是建筑的基本结构，可以通过它看到木屋子是怎样搭建起来的。

抬梁式

首先是中国最主流的木构架方式：抬梁式。大概从春秋的时候就已经初步完备，中国绝大多数官式建筑基本都是用的抬梁式，所以我们现在见到的很多留存下来的经典古建筑也大都是这种形式。抬梁式，顾名思义，就是用柱子把木梁逐级抬升。先是在进深方向立柱，然后在柱上架梁，大梁叠小梁构成一组木构架，靠这一组组木构架支撑屋顶。同时用横向的木枋连接柱头，形成稳定的结构。

穿斗式

上图这种是穿斗式，最晚在汉代的时候就已经成熟。我们可以发现它的柱子比较细、也比较密集，而且每一根柱子都顶到屋顶，然后用一组叫作「穿」的木枋穿过柱子连接成屋架。这种方式在南方较为多见，尤其是在民居中。不过即便在南方，官式建筑大都也是用的抬梁式。

接下来几种相对少见一点，代表了不同地方的民居风格。

井干式

井干式，用木料层层垒叠，构成房屋的墙壁直接来承重。在商代的陵墓中就出现了这种做法，汉代的宫苑中也有不少井干楼。不过因为耗费木料，之后就很少用了，现在只有在少数森林地区可以看到，很典型的林中木屋就是这样的。

干栏式

干栏式，由原始社会巢居发展而来，最早出现在以河姆渡文化为代表的长江中下游地区。主要特点是用木桩将房屋架离地面，避免虫蛇猛兽的侵扰，同时也可防潮通风，适合南方的湿热环境。如今，许多南方少数民族的吊脚楼便是典型的干栏式建筑。

密梁平顶式

中国的主流建筑都是坡屋顶，也就是我们常见的「人」字型屋顶。除此之外，也有平顶的建筑，这就是密梁平顶式，它没有复杂的梁架，而是靠墙来承重，内部则用柱子连接起来，承托水平的屋顶。这种方式主要流行于较为干燥的地区，比如新疆，西藏，内蒙古等地。

抬梁式的基本结构

鉴于抬梁式的主流地位，我们还是来看看它的具体结构组成。以五台山的佛光寺东大殿为例，这是一座唐代的建筑，也是经典的抬梁式。

首先来看平面，我们把佛光寺的柱子和墙抽象成下图右边的平面图，其中的小圆点就代表柱子。这里就涉及到中国古建筑中平面的一个基本单位：间。

柱网平面图

所谓的间，其实就是上图中四根柱子围合的这个红色空间，这就叫做一间。这个基本单位用来衡量建筑的平面面积，当然，它并不涉及具体尺寸，不同体量的建筑，一间的实际长、宽也是不一样的。我们经常说一座建筑面阔几间、进深几间，就是用的这个单位。比如佛光寺东大殿，就是面阔七间，进深四间。

下面再来看一下垂直的断面，如下图所示，假设我们把佛光寺东大殿用一把巨刀切开，看到他横断面的一些结构。

中国古建筑有一个很突出的特征，就是屋顶特别大，在图里也可以看到。这是为了补足木构的弱点：容易潮湿腐坏。有了大屋顶之后才能让雨水飞溅到较远的地方，从而保护屋檐下的木结构。与此相对，就要有许多梁枋构成较大的屋架层。在屋架层的下方，像佛光寺东大殿这样的高等级建筑中会有一层斗拱，这在宋代《营造法式》中被称作铺作，所以这一层就叫铺作层。斗栱下面是支撑的立柱，这些柱子一排排立起来，如网一般，因此被称为柱网层。这就是木构架的纵向的三个部分。

斗栱：中国木构建筑的关键构件

下面来重点说说斗栱，因为这是中国古建筑中非常重要的一个构件。

佛光寺东大殿的斗栱

所谓斗栱，就是承接梁架和立柱之间的相互垒叠的结构。上图中红色圈出的这一部分就是一个柱头的斗栱。它在结构上有非常重要的作用，将梁架、屋顶的重量收到了柱子上，使得屋檐能伸出较远。用梁思成的话来说，就是「承受上部结构之荷载，转纳于下部之立柱上」。除此之外，斗栱层层相扣，就像我们搭积木一样，同时又留有一定的空余空间，因此能够保持结构的稳定性，提供较强的抗震性。因此中国的木构建筑其实是不太怕地震的。

斗栱结构斗栱结构（图：李乾朗《穿墙透壁》）

上图就展示了斗栱的结构功能，从柱头开始，上面堆叠斗拱，然后承托梁枋挑起屋檐。斗栱在中国古建筑中如此重要，以至于我们可以通过它的样式来判断建筑的建造年代。

除此之外，斗栱还肩负着另一项重大使命。这就是中国建筑中的模数制度，也就是造房子用的一套标准尺寸。它的基本单位就是从斗栱而来的材与分°，用来规定整座建筑各处木材用料的大小。《营造法式》中就以斗栱中栱的高度为「一材」。

上图中下面这些小方块就是斗栱中栱的断面，所谓的一材就是栱的高度，由红色竖线标出。同时，《营造法式》中规定，一材等于十五分°，以十分°为栱的宽，也就是红色横线，所以其实栱的断面是 3:2 的一个比例，这在力学上也较为科学。

通过这样的方式，依次规定各种梁枋构件的大小。《营造法式》中一共有八种等级的材，对应不同级别的建筑，图中这八个方块其实就是八种材的尺寸。像高等级的建筑，如宫殿，就用一等材，对应最大的斗栱和体量。因此工匠在建屋之前，只要确定了材分°的大小，就能很快建成比例适当、尺寸合理的房屋。这套模数制度就像一张无形的建筑工程图，让设计和施工都能满足较高的效率。

木构建筑的三部分

最后我们以梁思成手绘的这张佛光寺东大殿正立面图来整合之前提到的各种结构。

首先我们要知道并不是所有建筑都有斗栱，像很多普通的民居建筑就没有。因此从最普遍的层面来看，可以将中国木构建筑分为三部分：最上面的是屋顶。中间包括铺作层的部分是屋身，最下面是我们之前没有提到的台基。台基通常由砖石砌成，既是为了补足木构建筑在高度上的缺陷，同时也有一定防潮的作用。在宫殿和佛教建筑中，较高的台基是很常见的。而且在早期中国有所谓的高台建筑，台基尤其高，包括汉代、唐代的宫殿都是如此。最后我们再来看正面，以柱子隔开，可以数出大殿一共是七开间。

这就是主流中国古建筑的结构样式，这些看似简单的木房子，其实都充满了古人的智慧，值得我们好好琢磨。

参考资料：

《中国建筑史》 梁思成

《中国古代建筑史》 刘敦桢

《中国古代建筑十论》 傅熹年