斗砌共性特征
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材料
斗砌是一種砌筑模式,材料可以是磚、石、砌塊等各類具有一定強度的規(guī)整條板材,通過縱橫組合拼接為整體 1)。
在傳統(tǒng)營造體系下,青磚是墻體斗砌的主要材料。我國傳統(tǒng)的青磚制作工藝在燒成高溫階段后期,將全窯封閉,熄火后自上方澆水,利用窯內(nèi)供氧不足的特點,促進還原反應(yīng),使磚坯內(nèi)的鐵離子被從呈紅色的三價鐵還原成青灰色的低價鐵,《天工開物》[6]稱之為“轉(zhuǎn)銹”:“凡柴薪窯,巔上偏側(cè)鑿三孔以出煙,火足止薪之侯,泥固塞其孔,然后使水轉(zhuǎn)銹”。磚體的強度和抗腐蝕性有大幅提高。
質(zhì)地良好的青磚具有很好的加工性能,傳統(tǒng)水磨青磚常被用作照壁、門墻、廳堂等重要裝飾部位,除拼花貼面外,基本都采用斗砌做法,因其看面大、接縫少,整堵墻磨磚對縫更易平整,絲絲密接,有銅墻鐵壁之感,在明清時期廣為流行(圖 6),青磚匱乏地區(qū)為追求外觀效果,常出現(xiàn)抹灰墻面劃線以模仿斗砌墻體的做法,足見其普及程度。
規(guī)格
傳統(tǒng)斗砌早期用磚較厚, 現(xiàn)存紹興呂府明代斗砌墻體的磚厚度約 5.5~6.5cm,清代斗砌墻體大量使用薄青磚,厚度一般僅有2.5~3.5cm,稱為“開磚”。開磚與常規(guī)青磚的燒制工藝過程相同,只是模具進行了改良,據(jù)記載:“開磚的木模在厚度的 1/2 處有一寬約 2mm 的細縫,制好磚坯,在脫模前用細鋼絲弓沿縫向后一拉,就把磚坯切成兩半(僅保留后端約 1 寸連接,制木模鋸細縫時已考慮預(yù)留),但脫模、晾干、燒制、搬運過程仍保持類似條磚的整體不一分為二,直到工地砌墻的一刻,泥水師傅才用瓦刀把它一分為二。因這種薄型磚用于砌金鼓甬墻 2),其效果完全一樣,只是丁磚的厚薄不同而已,但開磚的重量、成本、運費都只是條磚的一半,是一種經(jīng)濟型磚材,所以在清代和民國時廣為采用。”[7] 因此開磚可以劈開單用,也可以不劈開整體使用,外觀看上去就像是兩塊拼磚。
斗砌用磚規(guī)格比例相對自由, 如浙江泰順地區(qū)用開磚長約 26~29cm, 寬約16.5~18.5cm,厚度約 2.5~3.5cm,從操作角度,在長寬厚之間尋求比例上的嚴謹對位,是實砌構(gòu)造嚴絲合縫的基本需求,而對斗砌構(gòu)造而言,由于內(nèi)部留有間隔,起到了調(diào)節(jié)作用,對磚的比例要求不甚嚴格,往往寬度大于長度的二分之一,使斗更高,更省材,平整面也更大。
構(gòu)成
傳統(tǒng)營造上對砌墻磚擺放方式有非常多稱呼,如“丁、順、斗、眠、陡、臥、甃、蓋、肋、扁、板、牽”等,為便于表述,整合各地做法,以磚為例,按大面的平、側(cè)、豎分為“眠磚、斗磚、立磚”,按外露長、短邊分為“順砌、丁砌”,用以描述墻體最小單元的組合方式。
斗砌做法的核心特征是使用“斗磚”,典型擺砌方式是斗磚順、丁砌,眠磚可有可無,砌筑的核心要點是順丁組合,形成立體的空間。斗砌做法雖多,典型特征是通過橫縱組合,形成空間模塊,從而在建筑尺度的墻體和人體尺度的磚塊之間建立了一個中間層次的砌筑單元,使墻體砌筑邏輯秩序更為清晰,諸如“一眠一斗”“一眠三斗”“一眠七斗”等,對于墻體砌筑模數(shù)化有很大的幫助。
形制
斗砌從外觀式樣上看,可以根據(jù)一個砌筑單元的眠磚占比、丁砌磚占比、組合數(shù)量進行分類。
斗砌外觀樣式不同地域有不同稱呼:
①浙江、江西、湖北、湖南等地多用(大合歡、小合歡)
②江蘇、安徽、浙江、湖北、湖南、四川、重慶等地多用
③江蘇等地用(揚州和合墻),其他地方也有使用
④四川、重慶等地用(高矮斗)
⑤四川、重慶等地用(盒盒斗)
⑥福建等地多用(斗仔砌)
⑦江蘇、浙江、江西、湖北等地常單丁、雙丁混用
⑧江蘇、安徽等地用(花滾)
⑨江蘇、湖北用(實扁鑲思、蘆菲鑲思),基本屬于實砌
眠磚密度:眠磚打斷了斗砌的上下層聯(lián)絡(luò),在墻體中形成了一個磚實體層,或者說“結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層”3)。寧海崇興廟山墻(圖2)即是以眠磚作為轉(zhuǎn)換層分段砌筑,層間的丁砌磚嚴謹對位,構(gòu)成一個砌筑單元。
丁砌磚占比:丁砌磚起到重要的拉結(jié)作用,其疏密反映了墻體的整體性,往往和多種材料的組合受力相關(guān),丁砌磚密度小往往是內(nèi)部有土坯等受力結(jié)構(gòu),是接近貼面磚的做法。
組合數(shù)量:“單丁”即常規(guī)斗砌做法,“多丁”是對單丁斗子局部結(jié)構(gòu)加強,常用在門窗過梁、轉(zhuǎn)角等重要受力部位,是接近實砌的做法。
構(gòu)造
外觀能夠反映出一定的構(gòu)造特征,內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)更能反映斗砌的建構(gòu)邏輯,斗砌按照平面空間組織方式可分為“盒斗砌”“開斗砌”。
盒斗砌:最簡單的斗砌模式,各向磚拼成一個封閉的盒子,墻體構(gòu)造不區(qū)分內(nèi)外,常見于近代空斗墻案例(圖 9)。
開斗砌:即內(nèi)外層交互錯開的砌筑模式,墻體內(nèi)外表皮進行了分離,丁砌磚一側(cè)出頭,另一側(cè)被順砌斗磚遮擋,不貫通墻體兩側(cè),形成內(nèi)外交互錯開、上下垂直對位的狀態(tài),是成熟且廣泛使用的斗砌方式(圖 10)。構(gòu)造組織也可以反映到墻體外觀上,盒斗砌墻體兩側(cè)磚擺置方式完全相同,開斗砌墻體兩側(cè)在水平或垂直上存在半磚的錯位,但對于一堵已經(jīng)完成的墻體,很難同時看到內(nèi)外兩側(cè)的對位關(guān)系,容易將開斗砌誤判為盒斗砌。
開斗砌優(yōu)勢特征
二維交錯,減少通縫
開斗砌的墻體,外表面和內(nèi)表面分離,交錯布設(shè)—開斗,即二者搭接但不貫通的組合方式,將原本只有立面一維錯位的墻體,提升為立面與平面(或剖面)的二維錯位,從而實現(xiàn)上下、內(nèi)外均無通縫,內(nèi)部有筒狀中空,具體分為以下兩種:
豎向中空(立面與平面二維錯位):內(nèi)外表面的斗磚在水平方向上交錯布置,構(gòu)成豎向中空。丁砌磚上下對齊,充分搭接,實現(xiàn)豎向傳遞荷載,結(jié)構(gòu)最為成熟。主要有兩類:間隔半磚長,外觀是一順一丁,即江南地區(qū)最常見的單丁斗子做法;間隔一磚長,外觀是兩順一丁,即四川地區(qū)的盒盒斗做法。
橫向中空(立面與剖面二維錯位):內(nèi)外表面眠磚在垂直方向上交錯布置,構(gòu)成橫向中空,眠磚從兩側(cè)懸挑搭接,不使用丁砌磚,砌筑有一定難度,如川渝地區(qū)的高矮斗(又名雙龍出洞)[9](圖 12)。
開斗砌做法能夠?qū)崿F(xiàn)墻體內(nèi)表面和外表面的分離(圖 13),已經(jīng)有研究者觀察到這類現(xiàn)象并做以解釋:“一般外山墻都是墻闊一磚多一點,就是“一丁一包頭”,俗稱小闊墻,丁磚不直接伸向墻內(nèi),有一定空間一般在 3cm 左右,使長期淋雨不會滲濕內(nèi)墻面而出現(xiàn)霉變,這也是古代工匠總結(jié)出的寶貴經(jīng)驗。如一磚墻丁磚容易受濕滲水。所以古代都采用花滾、實滾、開斗、小闊墻砌筑做法,既保證外山墻堅固,又保證內(nèi)墻而不滲水霉變。”[10]這是一個非常重要的啟示,丁砌磚不直接貫穿內(nèi)外有多重意義,其一是如上文所說外墻的潮濕不會直接滲透到室內(nèi),其二中間留有空腔,降低了墻體的聲熱傳導(dǎo),室外砌體磚均不直接接觸室內(nèi),實現(xiàn)良好的隔熱隔聲效能(圖 14)。
斗砌不空,碎材填充
我們常說空斗墻,并認為斗內(nèi)是空的,實際上傳統(tǒng)營造做法下大量可見的斗砌內(nèi)部均不空,會填塞碎磚瓦等,也稱“灌斗”。內(nèi)用碎磚瓦礫混干土填餡,或進一步采用泥水漿將填餡加固。
徽州地區(qū)是如此:“俗稱灌斗墻,灌斗又分干、濕二種,干斗為碎磚瓦礫混干土填實,濕斗則采用紅泥土和水調(diào)成糊狀,一層碎磚碎瓦,一層糊狀泥巴灌實”。
浙江地區(qū)亦是如此:“其內(nèi)里是用碎磚、碎瓦、碎石塞填,而后用石灰碴、黏黃土泥混合攪成的稠泥漿澆灌,使填料與磚結(jié)成一體,婺州傳統(tǒng)民居基本都是此類做法”。
斗砌不空,只是將墻體的功能進行了分解,與結(jié)構(gòu)整體性、強度有關(guān)的部位采用規(guī)整的堅實材料,構(gòu)成平整、耐磨的基本結(jié)構(gòu)骨骼,除此之外大量輔助性功能,包括額外的承載力、穩(wěn)定性、熱工性能等,則通過填充土坯、碎磚瓦等次級材料來實現(xiàn),從而強化墻體的整體功能。
在經(jīng)濟拮據(jù)的一段時間,很多鄉(xiāng)村新建空斗墻偷工減料,造成了空斗墻頻發(fā)事故,留下斗砌墻體結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的整體印象,致使政府明令禁止,重慶陪都時期《建筑平民住宅規(guī)程》注意事項內(nèi)即提到“土墻空斗墻不得載重”5)[12],有文章疾呼:“勸君莫用空斗墻”6),國家行業(yè)標準《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》自 2001 版以來也取消了斗砌墻體。
而實際上,斗砌墻體填充之后可以實現(xiàn)很好的結(jié)構(gòu)性能,劉致平先生就曾對此有過觀察:“好的斗子墻也可以當荷載墻用,筆者在四川樂山看過房屋被轟炸后的山墻,那里滿是斗子磚墻,厚不過一、二尺,有的是荷載墻,高可三十余尺,長六、七丈,但是這些墻屹立著幾年也不倒,可見斗子磚墻之可用了。” [13] 而實際上大量建于明代、歷經(jīng) 400 余年的傳統(tǒng)民居斗砌墻體至今仍然結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、保存狀況良好,足以說明斗砌只要工藝規(guī)范,構(gòu)造合理,也可以被用作承重墻體。
斗砌墻體內(nèi)部填充會隨著高度變化而調(diào)整,越往下填得越飽滿,越往上越少,這一方面由于施工操作的難度性,另一方面卻也符合下部主要承重的特征。墻體高度上的差異化處理,與墻體里外材料的差異處理一樣,都是傳統(tǒng)營造在契合自然規(guī)律的條件下,權(quán)衡經(jīng)濟與實用的選擇。
豎向支撐,聚攏向中
開斗砌做法中丁砌磚上下疊砌,每列都能夠直接進行豎向傳力,在保證上下層錯縫砌筑的同時,最大化增加了豎向支撐面積,同時極大減少了懸空部位,有效避免了板材彎折(圖 17),而盒斗砌做法的承力僅依賴內(nèi)外兩層表皮,中部更容易損壞(圖 18)。比較之下,開斗砌做法可以實現(xiàn)更為良好的結(jié)構(gòu)性能。
另外開斗砌還有一項墻體構(gòu)造意義—收分,通過減少空腔的大小,或者劈磚減小丁砌磚的長度,就能根據(jù)砌筑高度逐層收縮墻體厚度。墻體收分向中間聚攏,同時依靠內(nèi)外層空隙的調(diào)節(jié)作用,在外界震動條件下不會輕易坍塌,而盒斗砌在這方面就受到很大約束限制。
結(jié)語
開斗砌是我國傳統(tǒng)墻體砌筑技術(shù)的重要組成部分,以斗為模塊,通過縱橫拉結(jié),形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu),體現(xiàn)了我國傳統(tǒng)營造以“巧”致“用”的智慧。
在材料上,開斗砌通過橫縱拉結(jié)、相互制約形成的整體受力特征,可以釋放對單個砌塊的結(jié)構(gòu)性能要求,因而可以采用厚度較薄的條板材,以現(xiàn)存案例而言,青磚厚度達2.5-3cm 即可滿足結(jié)構(gòu)要求,即使不考慮內(nèi)部空腔節(jié)約下來的磚材,單是厚度上,即能節(jié)約將近一半的材料。
在結(jié)構(gòu)上,開斗砌墻體有滿墻斗砌、內(nèi)部填充下實上空的做法;有下堿實砌、上部斗砌的做法;有下部厚磚斗砌、上部薄磚斗砌的做法;有墻體上部收分的做法。無論何種,斗砌墻體質(zhì)量分布均為下重上輕,更為穩(wěn)定。同時由于上部重量減輕,對基礎(chǔ)的荷載要求也隨之降低,結(jié)構(gòu)更為高效。
在性能上,開斗砌墻體因表里分離、內(nèi)有空腔,具有大熱阻、小熱容的特征,一定程度上減少了聲橋、熱橋,而實現(xiàn)的隔熱隔聲性能的大幅提升。因而具有在夏熱冬冷、溫帶氣候條件下的高度適應(yīng)性。
綜上而言,開斗砌墻體通過構(gòu)造解決功能問題的做法,對于現(xiàn)代墻體保溫體系、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性具有很好的借鑒意義。
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