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宋式仿古建筑设计策略初探

 莫斯科威 2021-11-11

河北省定州市文博园宋街项目紧邻多处国家级文物保护建筑,对定州古城片区的历史风貌产生较大影响 。本文以宋街项目的设计实践为基础,以《 营造法式》为指导,系统性梳理了宋式仿古建筑的设计流程和方法,同时也分祈和探讨了如何将古建形式与现代商业使用需求逬行有机融合,旨在为同类项目的设计实践提供参考和启发

仿古商业建筑的实践与发展

中国传统建筑是中华民族的重要文化遗产。随着我国 经济、文化的蓬勃发展,出于对历史环境的延续与保护、历史文脉的传承与发展、旅游业的物质承载和实际需求等不同目的,各地陆续涌现出一批以现代技术建造的仿古建筑。部分省市在原有历史文化古迹周边,新建了大量以旅游产业为依托的仿古建筑群,其功能涵盖旅游接待中心、餐厅、酒店、纪念品商店等,如大同市华严寺东新建的仿古街区 、天津市蓟县独乐寺附近的渔阳古街仿古建筑群、幵封市的御街等;也有地区直接将仿古建筑群落作为旅游景点,如幵封市清明上河园、杭州市宋城 、大同市云冈石窟灵岩寺、北京市密云县古北水镇等。“ 古建热 ” 现象的根源在中国传统建筑形式的社会性价值回归,也说明仿古建筑作为一种独特的建筑形式,已经完全融入当代建筑领域,并被广泛应用于旅游景点、商业幵发 、风景庭院的设计之中。仿古商业街区的蓬勃发展,又促进了传统建筑形式与现代建筑空间的融合。

项目概况与规划布局阐述

定州市位于河北省中部,历史上曾是中山古都,拥有 2600 多年的建城史,文化底蕴极为深厚。近年来,定州市结合原有建筑文化遗产的,新建了系列仿古建筑群落,形成特色鲜明、综合性强的历史风貌文化园区—定州市文博园 。

定州市文博园宋街项目位于定州市中心区域。基地北侧和东侧为城市交通干道,可达性良好。基地周边共有全国重点文物保护单位五处,分别为:基地西南侧 的定州幵元寺塔(北宋), 基地北侧的定州贡院(清),基地周边的定州文庙(清)、定州清真寺(元)和晏阳初旧居(民国)。近年来,基地附近新建的幵元寺街、 贡院广场和崇文街等系列建筑皆为仿古风格,但仿建年代各有不同 。基地西侧相邻地块为定州市中山博物馆。基地周围城市文脉及肌理如图1所示 。

图1:基地周边城市文脉及肌理1:开元寺塔, 2:定州员院 , 3:定州文庙, 4:晏阳初旧居, 5:定州清真寺, 6:中山博物涫 )

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图2:项目总平面图

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项目总用地面积4.13公顷,总建筑面积约11 万m2,地上建筑面积约6万m2,地下建筑面积约5万m2。地上建筑多为二至三层,局部四层,具体功 能为商业零售、餐饮、 酒店、办公等。项目总平面图如图2所示。项目整体定位为宋式建筑风格,与开元寺塔等历史文脉保持协调统一。以北宋汴京 “ 甲第星罗,比屋鳞次 ,坊无广巷, 市不通骑 ” 的繁华市并生活图景为原型,采用建筑与园林相结合的散点式布局方式。建筑体量化整为零, 分散布置,形成高低错落、疏密有致的建筑群体形象( 图3)。 

图3:项目鸟瞰效果图

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总体规划层面,在基地东西长轴居中处设置空间主轴(如图3中轴线), 起统帅全局之用,轴线起点为项目主入, 用牌楼作为标志,由北向南的中心大街承托轴线中段,轴线终点是规制较高的歇山顶建筑 。主轴线两侧有戏台、景观广场等空间节点, 但不做对称处理,使轴线节奏分明又自由放松 。主轴线以东,主体建筑为四层的购物中心 。因幵元寺 塔在基 地西侧.定州贡院在基地北侧,所以将体量最大、 高度最高的购物中心布置在离文物建筑最远的东南角。购物中心东侧临街,留出便于人流集散的广场,西侧在与主轴线之间设置三层建筑作为缓沖与衔接,保证不会对主轴线产生压迫感。主轴线以西,几组二层建筑与园林景观有机结合,自身也成为景观的一部分。建筑之间的步行街宽度保持在10米左右,曲折回环。步移景异 。

单体建筑层面,宋式建筑的主要特点为:屋顶屋檐有明显下弯曲线,脊端檐角上翘度比较大, 屋脊屋檐及木架装饰繁华绚丽。建筑形象以《 营造法式》中相关记载为依据,将宋式建筑形象与现代商业功能有机结合,力图打造具有《清明上河图 》 遗意的宋式历史风貌商业街区( 图 4 )。

图4:局部节点与《清明上河图》空间映射关系

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仿古建筑设计流程梳理

本项目建筑主体结构采用钢筋混凝土框架结构,外装仿古构件采用GRC柱檁梁 、 泡沬混凝土斗拱外贴或以龙骨固定, 围护墙采用保温砌块外砌停泥砖或保温砌块外刷涂料,屋面采用传统合瓦屋面。 

由于宋街项目 并非古建修复或复建。而是具有宋式建筑外观特点 、 现代商业使用功能的仿古建筑, 因此, 其外观形式需根据实际功能( 故出相应调整。另外, 宋式建筑多以平面合院的方式展幵 , 院落进数代表规格高低,房屋虽按主次和重要性有高低之分。但基本为一层,二层及 以上的楼阁式建筑多为局部点晴之用。本项目因规划条件所限,大部分建筑需做到三层, 甚至四层 。经过研究,最终确定仿古建筑立面设计以宋式楼阁式建筑为蓝本, 在层间使用平座做法, 装饰以仿木栏杆、

挂檐板等构件。在以上原则指导下,仿古建筑的设计流程由先到后、 由主及次可归纳梳理为以下八步:

1.形制规格

宋代建筑规制可由高到低分为殿庭、厅堂、余屋三类 ,本顷目为商业建筑, 综合考虑整体风貌、经济成本等因素,最终形制规格定为:大体量的购物中心为殿堂类建筑,使用重檐歇山顶的形式;空间节点上的重点建筑为厅堂类建筑, 采用单檐歇山顶的形式;其它 建筑为余屋类建筑,以悬山顶为主要形式 。

2.结构柱网

根据实际使用需求, 兼顾古建建构规则,尽可能使真 实柱网与装饰柱网(外装仿木柱网 )重合,或为其倍数。按照宋代古建规制( 主要参考《 营造法式 》),最高级的殿堂建筑最大幵间不越十八尺( 5.4-5.7m  , 厅堂和余屋依次递减,结合商铺销售面积的要求, 装饰柱网幵间定在3-5m 之 间, 进深按照宋代建筑每檩一般不超过六尺(1.8m )考虑, 根据具体情况进行调整,保证结构柱网最大跨度不超10m , 幵间和进深的比例控制在3:2至 2:1之间。歇山顶和独立方正对称的建筑都必须采用阳数幵间,且装饰柱网的金间幵间比次间、 梢间要略宽 。

3.屋顶布置 

因建筑体量较真实古建大很多,不能机械地以一个屋顶 覆盖整个建筑,需要对建筑体量进行划分,做出凹凸、进退、 高低变化,使之更有机自然。同时还需考 虑屋顶形式,使形制高低有别,主次分明, 错落有致。传统木结构建筑基本都是坡屋顶,而现代商业建筑对空调、消防、 排风等设备有强烈需要,因此本项目除少数较小建筑采用单一坡屋顶外,其他建筑均设有部分平屋顶,四周环以小批檐( 正面单坡檐向外,背面为女儿墙,用于放置空调室外机、送排风机等设备。在内街的宽度和建筑的高度的双重制约下,经过视线分析,以小批檐环绕的平屋面不会对整体风貌和空间感受产生较大影响。

布置屋顶还应注意以下两点:

(1) 两座高度相当的悬山顶山墙柱不可贴邻布置 , 否则悬挑出的屋面会产生碰撞 , 从美观和构造方面都难 以处理。 

(2)不同形制的坡屋面尽量不要碰撞 ,可采用低屋面从高屋面下穿过直接与高屋面下部墙体相接的形式避免构造上的处理难点,如图5所示 。

图5:高低屋面相交示意图

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图6为本项目中一栋建筑的屋顶平面图,其中单檐歇山顶、 悬山顶、 小批檐同时存在, 且互不干扰。

图6:屋顶平面图

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4.仿木构架

总体思路为:先按照标准宋式建筑设计方法完成装饰柱网 、木排架、檐柱高、 举架高、出檐长度、翼角等的设计, 再根据需要把其中的部分构件替换为钢筋混凝土结构。

4.1画装饰柱网图和木排架简图

在确定屋顶形制后以木构架屋顶及下部结构作为参考( 图7、图8)

图7悬山建筑木构架图( 图片来源:田永复《 中国仿古建筑构造精解 )

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图8尖山顶七檁带双廊排架图( 图片来源:田永复《 中国仿古建筑构造精解 》)

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以悬山顶为例,屋顶在山墙处向外跳,椽檁等构件在 悬挑屋檐下都能看到,屋檐山面采用人字形博风板( 宋时称搏风板)将檁头和椽侧封盖。根据开间和进深以及屋面的跨度,参考古建规制数据,确定装饰柱网 、檁条间距、梁的形式。在维护结构以内,这些往 、 檩、梁都是按结构需要由钢筋混凝土建造;在维护结构以外则需饰以装饰构件, 因此会对建筑外观产生重要影响 。

4.2确定模数

宋式建筑有严格的模数要求。本项目实际为钢筋混凝土结构, 结构上已不再使用古建模数, 因建筑体量、层数亦不符合规制, 故古建模数仅用于建筑的 外装饰部分。本项目歇山顶建筑幵间5间,按宋制使用四等材,按宋营造尺1尺=31.2cm,换 算出四等材1份长度为15mm, 确 定歇山顶斗拱斗为150mm, 檐椽径150 mm,飞 椽 径120mm 。依次类推 , 确定悬山顶斗拱斗口为 140 mm, 檐橡径140mm,飞椽径110mm;小批檐斗拱斗口为112mm,檐椽径100mm,飞橡径80mm。

4.3确定檐柱高度和柱径:

 《 营造法式》中只规定了柱“ 高不越间宽 ”,应结合实际层高确定。柱径为殿庭42-45份, 厅堂36份, 余 屋 21-30份。( “ 份 ” 为材契八等至中的“ 份 ” 。本项 目柱高 定为 3150m m ,柱径 400 mm 。

唐宋时期建筑檐柱有 “ 生起 ” 和“ 侧脚” , “生起” 是檐柱高度由心间至尽间逐渐升高,角柱高度最高, “ 侧脚”是檐柱向房屋内倾斜柱高的分之十, 山柱向内倾斜柱高的千分之八, 角柱同时向两个方向倾斜。古建筑中一层居多, “ 生起 ” 和 “ 侧脚 ” 较易处理, 而本项目多为三层建筑, 钢筋混凝土结构 , 故未采取此做法 。

4.4确定斗拱规制 

根据建筑的屋顶规制等因素定斗拱的形制, 一般歇山 顶以上可使用跳数高斗拱, 悬山、 硬山使用一跳4拱、 人字拱(隋唐时有 )、 一字拱或不使用斗拱。宋制斗拱间距:“ 当心间须用补间铺作两朵,次间及梢间各用一朵, 其铺作分布, 令远近皆匀。在心 间居中位置不能有斗拱, 即心间斗拱组成的开间数为3间 。

4.5确定举架高度 

大屋顶是中国古建筑的最大特点,举高的确定极大影 响建筑完成后的效果。宋式建筑采用举折法,先举后折, 举高较汉式建筑为高,较明清建筑为,一般在前后撩檐枋距离的1/3至 1/4 之 间。通过举折法可以得到柔和舒展的坡屋面曲线 ( 图9)。举高是建筑 断代的重要特征, 对仿古建筑的整体形象非常重要。考虑到宋式建筑为一层,而本项目建筑层数多为三层, 因此在设计时将举高在适当范围内稍稍调高,使屋顶举高与屋高度的比例关系更为协调匀称 。

图9:举折法示意图

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4.6确定出檐长度

 宋制规定:檐椽出( 檐椽头至撩檐枋中心的水平距离)大约殿堂一等材为5-4.5 尺殿堂二三等材为 4.5-4尺 , 厅堂四五等材为4-3.5尺 , 余屋为3.5 -3尺 。飞椽出(飞椽椽头至檐椽椽头的水平距离 )按檐椽 出 的 0.6倍计算。飞椽上皮与檐椽交点为檐椽头向后返 2.5-3 倍飞椽出长度,若设檐橡出长度为L, 则其他各部位长度如图10所示。

图10:出檐长度计算方法示意图

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4.7 确定屋顶山面结构 

本项目中有山面结构的屋顶为悬山和歇山两种, 故以此两种分别举例 。

图11:厦两头造出际示意图

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 4.8 确定翼角形式

翼角是两坡面转角相交的部分,在歇山顶、庑殿顶 、 有角的攒尖顶中出现,硬山顶、 悬山顶无此构造。中国古建筑屋顶的四角,都是向上翘起的,它对优美的 造型起着画龙点晴的作用。翼角部分的檐口要 比正身屋面檐口伸出并高起一个距离, 宋代名 “ 生出 ” 和 “ 生起 ” 。按宋制, 起翘点在次角柱上的补间铺作中心。生出按幵间定,一 间生4寸 , 合12.5 c m ;三间生5寸,合15.6 cm ;五 间生7寸 , 合21.8cm 。生起无明确规定, 可与生出相同。在本质目中歇山顶 中和小批檐 随平面转折的地方有此构造, 根据计算,确定歇山顶生和生起为220mm , 小 批檐的生出和生起为150 mm 。

5.屋面瓦作

屋面瓦作规制规定, 规制高的建筑使用筒瓦,规制低的建筑和民居使用合瓦。脊高和鸱吻、垂兽、 戗兽、跑兽的尺寸、 图案都可以参照《营造法式 》卷十三垒屋脊之制确定, 此处不再赘述。本项目屋面使用筒瓦, 瓦号为2号。根据现代建筑对防水和节能的要求, 屋面做法采用了有防水层 、 保温层挂瓦坡屋面构造。目前建材市场上, 仿宋式的屋面装饰兽在种类和数量都比仿明清的少, 需考虑定制周期, 以免影响工程进度。

6. 围护结构

宋式建筑的维护结构主要是木门窗和墙体,规制高的建筑往往采用满装修的手法, 即用隔扇木门将木框架内的空余处全部填满,不做墙体,隔扇木门上做精致装饰。规制低的建筑采用增加窗槛墙的槛窗木门围护结构。本项目为商业建筑, 首层需更多的通透展示面 , 因此首层使用隔扇木门围护形式, 二层及以上采用槛窗木门围护形式。门窗采用断桥铝合金中空玻璃门窗,窗棂条安装于玻璃外侧。为提高外观效果, 砖墙部分未采用贴面砖做法,而是采用保温砌块外再砌传统停泥砖的做法,白墙部分采用保温砌块外刷涂料做法。


7.建筑台基 

台基是建筑的基础,地上部分称为 “ 台明 ”,地下部分称为 “ 埋头 ”。台明宽度0.7-0.8倍的上檐出( 屋檐挑出距离, 台明高度为5-6倍材高。现代建筑有结构基础, 所以台基主要起装饰效果 。考虑无障碍设计要求和商业功能的使用便捷性 , 最终确定室内外高差为150mm,不做台阶, 用 600mm宽的石材置于墙根 ,上皮标高同室内标高,向外找坡排水, 建筑散水接街道石材外边缘再向外找坡。这样 “ 台明 ” 转化为 具有散水功能的现代建筑构件, 形式上保留了宋式建筑的遗意,功能上满足现代商业的需求。

8. 装饰装修

宋式建筑外装种类很多, 有挂落、 雀替、 栏杆、 挂檐板、 油漆、 地仗、 彩绘等, 图案可参考《 营造法式 》 中记载,在此不再赘述。由于本项目采用钢筋混凝土框架结构体系, 实际外装范 围涵盖了宋式建筑的部分承重构件, 如檐柱 、 斗拱、 外露梁枋等。檐柱使用GRC 材料浇模制造, 以便做出宋式柱的卷杀效 果 。斗拱使用泡沬混凝土浇模制造, 质量轻, 便于施工。外露梁枋使用防腐木材和GRC 材料。栏杆、 挂檐板 、 博风板等构件, 考虑到室外环境的风雨侵蚀, 选用坚固耐用的钢仿木材料。

宋式建筑形式与现代建筑结合应注意的问题

宋式建筑与现代建筑、古代木结构体系与现代钢筋混凝土框架结构体系之间存在着巨大差异。在功能需求、建构逻辑、受力体系、施工方法等诸多方面均大不相同, 因此势必会产生一些应特别注意的问题,现总结如下:

1. 轴线对位关系

以木结构抬梁式建筑为例, 其柱网的控制力非常强,很多构件的位置都与柱网严格相关 。围护结构中隔扇木门窗的轴线、 柱头斗拱坐斗的轴线、屋架中的梁、 檁、枋的轴线都与柱网的轴线重合,形成了一整套严密的结构、构件等的对位关系。而现代建筑中,为追求立面的平整效果、施工便捷性等因素, 使钢筋混凝土框架结构体系中的结构柱网和围护结构轴线偏离 , 甚至 边梁由于外偏以便和柱外皮齐平, 其轴线是和柱心也不重合, 即所谓偏轴。在本项目中, 采用的是半个装饰 GRC柱子外挂围护墙上的做法, 因此装饰檐柱的轴线与围护墙的外皮 重合。围护墙体的构造是保温砌块和停泥砖都外挑结构外皮 50 mm砌筑,钢筋混凝土结构外做50mm 厚酚醛泡沫板, 使外墙墙面保持平整。门窗向内退50mm,以便坚实固定,墙身大样(图12)。

图12:墙身大样

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这种做法是反复权衡利弊找到的适用做法, 但在一定程度上也牺牲了宋式建筑建构清晰、逻辑纯粹的效果。

2.角拄与窗间墙的关系

宋式建筑中角柱中心是檐柱与山柱轴线的交点。本项目中, 正面和山面的外挂装饰柱的 轴 线都与钢 筋混凝土柱网重合,而装饰角柱是3/4柱外挂于转角, 因此它的轴线在横竖两个方向都与结构轴线产生了半个结构柱径的偏移 , 导致转 角处比正面、山面的窗间墙的宽度也多了半个结构柱径( 图13 )。针对此 问 题的最佳处理方法是结构楼板在边跨悬挑,从而避免结构柱对转角处外观的干扰 。

图13:装饰角柱与结构柱网关系示意图

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3. 屋面厚度与做法的关系

宋式建筑屋顶一般在椽上钉2-3公分的木屋面板, 直接在上面铺灰泥, 在灰泥上铺瓦, 椽子既是结构构件,也是装饰构件。钢筋混凝土结构坡屋面是用混凝土整体浇筑而成, 厚度一般不小于120 mm , 且室 内也再需要橡子。室外的檐 椽和飞椽可以作为 屋面板的密肋使用, 配上钢筋, 和屋面板一起浇筑 , 这样有助于减轻屋面板的厚度和结构自重。但此工艺支模难度大, 成本高, 浇筑工 艺要求高,除一些椽径较大的建筑,一般不采用。普遍采用的施工方案是浇筑完平整的屋面板后。板上还需铺设保温层、 找平层、防水层等构造层次, 使得屋面厚度比宋式建筑厚约约20m。屋顶侧面的博风板起封堵檁头之用, 因此也需加宽少许, 外观上会比宋式建筑的稍显厚重 。 

4.空调设备问题

本项目中有多临街商铺,空调由各商铺业自理,分体式或多联机式空调都需设置室外机。超市、商贸城、购物中心和酒店都使用集中空调,需在室外设置冷却塔。基于此,不可将全部屋顶都设计成坡屋顶, 需保留部分平屋顶,以便 放 置空调和其它设备。经过视线分析,可保证从步行街人视点高度无法看到这些设备平台。冷却塔放置于购物中心屋顶,用钢仿木花架进行遮蔽 。 

5.消防问题

 在设计仿古建筑时还需满足现代消防规范的要求。一般常规要求在此不再赘述, 有以下几点需特别留意: 

( 1 )建筑屋檐出挑深远,消防扑救场地上空不得被建筑 挑檐覆盖。 

( 2 )相邻建筑主体应满足防火间距,相邻建筑的屋檐也应满足防火间距。如不满足,在防火间距内的 屋檐应采用不燃烧材料。 

( 3 )宋式建筑的门一般内幵居多且多设有门槛,但疏散门应向疏散方向幵启, 不可设置门槛 。 

( 4 )宋式建筑的门窗抱框比现代建筑宽很多,要注意仿古门窗做完抱框后, 剩下的幵启扇宽度是否还能满足疏散净宽。

 ( 5 )在满装修的仿古建筑中,隔扇门窗直接和柱子通过抱框相连,没有窗间墙,因此在防火分区分界处,需在窗后砌筑符合耐火极限要求的窗间墙。

结语

作为传统建筑文化与现代商业空间的结合体, 宋街项 目 承载着文脉保护、历史教育、旅游幵发、商业销售等功能,集中展示了定州市地域性历史文化片段。本项目从宋式 建筑 外观和 现代建筑内核有机统一的角度出发, 在设计实践基础之上对宋式仿古建筑的设计策略和流程进行初步探索和梳理, 旨在将宋式建筑形式与现代建筑的建构逻辑、结构体系、功能需求相结合,从而设计出“ 形神兼备 ” 的宋式仿古建筑。

注释、参考文献:略

来源:徐凌玉、 张豪 、 杨波、 童辉 《宋式仿古建筑设计策略初探——以定州市文博园宋街项目为例 》;

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