解读佛光寺东大殿的结构特征

通过对汉代画像石、画像砖、陶楼、墓葬壁画等资料的比对，可以把握到汉代建筑的一些基本面貌。不同地区的资料都显示，在汉代建筑的结构系统中，建筑外圈柱只靠枋木在外层进行拉结，相互之间基本没有穿入室内的拉结构件。假如有内柱，它们往往也是独立的，不与外圈柱进行拉结 ( 图 1)。

这样就形成了由外圈柱、或外圈柱加独立内柱组成的屋顶支撑体系。不设内柱的建筑屋顶由顶部水平矩形架与斜梁形成屋面结构。斜梁下端斜撑在枋上，上端从四周将矩形架撑住。洛阳金谷园发掘出新莽时期墓的后室 ( 图 2)、四川郪江崖墓紫荆湾三号东汉晚崖墓 ( 图 3)、四川郪江崖墓柏林坡一号东汉晚期崖墓 ( 图4) 中逼真模拟木结构室内空间的墓室装饰中都清晰地表现出这样的屋顶结构。这种屋顶结构形式在密县打虎亭二号东汉墓中室东殿券顶壁画上也反映得非常清楚 ( 图 5)，只是壁画不得不将就墓室本身的券顶结构，屋架才被画成拱圈状。

至今考出的汉代地面建筑遗址不多，其中西汉未央宫遗址中包含有较为丰富的建筑信息。也许由于这是一处皇家宫殿，遗址中柱网反映出的平面关系与各种汉代图像资料很难妥帖匹配。其中 4 号建筑虽然没有像最高等级的建筑那样建造于夯土台上，但它有一个架空层，猜想其等级也是较高的。其建筑主体全部由柱承重，其中编号 F23 的房屋开间柱距 7m，进深柱距达 9m 以上 ( 图 6-1)。

6-1 汉长安城未央宫第 4 号建筑遗址平面

这套柱网说明其结构很可能是典型汉代结构，外圈柱与中柱之间没有关联。然而要支撑这样的大跨度屋顶，其重量中很大一部分是由缺少横向支撑的独立中柱承担。为了支撑屋顶并保持自身稳定，中柱必须做得较为粗大。这也许可以解释为什么在这座遗址中，檐柱使用的都是夯土柱础，而中柱则使用了长度 1.6~2.5m、厚度 0.47~0.48m巨型石柱础的原因。

汉代建筑中的斜梁型屋架结构简洁明了，契合屋面形态，是一种直率的结构形态。这套结构之所以在后来逐渐被放弃，很可能是相对于后期的木构，这套结构构件尺寸较大，构件之间又不得不使用铰接状态的榫卯交接，导致整体结构的稳定性不够。与汉代柱网形式不同，从仁寿宫 37 号殿址可以看到，隋代柱网开间及进深方向柱距近似 ( 图6-2)。

6-2  隋仁寿宫唐九戍宫 37 号殿遗址平面

柱网尺寸对应上部结构的跨度，因此这意味着到了隋代建筑结构中内外柱子之间应该已经有了相互连接。这时木构完成了从斜梁体系到抬梁式屋架体系的转换，为后续的中国木结构形式奠定了基础。抬梁式结构形式将大梁分解成诸多水平及竖向小构件，使得支点更多，结构安全冗余度更大，稳定性大大提高。只是与唐代宫殿相比，隋代宫殿的柱网柱距显得更大 ( 图6-3 )。

6-3 唐大明宫含元殿复原平面 ( 局部 )

隋代木构形式是唐代木构的形成基础。佛光寺东大殿建于公元 857 年，建成时唐代已经持续了 239 年相对稳定的社会大一统局面，并积淀下了制度化的建造体系。在《中国古代木结构建筑技术 ( 战国 -北宋 )》一书中，陈明达先生将从隋到北宋的中国建筑木构形式总结为海会殿形式、佛光寺形式、奉国寺形式 3 种。他认为佛光寺形式结构的特征是 ：“1) 每座建筑的全部结构，虽然仍是按间椽原则构成的，但同时又可以按水平方向划分为层次，逐层制作安装。单层建筑有 3 个构造层，最下是柱网，中间是铺作，上层是屋架 ；2) 每一构造层都是一个整体 ；3) 每一构造层的中心可以做成空筒。” [1]45 他用纵架横架的解读方式对中国建筑木结构形式的变化进行了总结 ( 图7)。

7 陈明达在“佛光寺大殿木构分析图”中表示的纵横架关系

并指出“纵架横架相互结合，构成一个整体的铺作构造层，……外表看来成朵的铺作，不过是纵架和横架的结合点” [1]41。对于陈明达先生总结的“佛光寺形式”结构，有几点可予以强调 ：

第一，铺作层是由尺度较小的木料交错咬合拼搭起来的整体结构。之所以要将此层在垂直方向独立，让它通过栌斗放置在柱顶，主要原因之一是避免让这层结构与大断面的柱有榫接关系。要是小木料与柱有榫接点的话，交接节点受外力破坏时，小木料会首先被损坏，从而导致建筑结构整体性受到影响。栿在铺作层中属于断面较大的木料。为了控制栿的断面以保证结构整体性，此层主体部分中只能用进深不超过两椽的乳栿，使其被容纳进由小木料构成的铺作结构层。

第二，从平面上看这个结构形式由特殊柱网形式构成，以保证结构强度。如上一点所述，由于铺作层主体部分进深不超过两椽，这种两椽的进深关系自然反映在平面上。对于大型建筑来说，平面中出现的是一个外围两椽进深的环通带，暂称它为加强带，也就是金箱斗底分槽方式中的外槽。对于小型建筑来说，则要通过调整椽距及开间关系，以适应这个组合关系 。

第三，这套结构的最大特征之一不是实现跨度，而是用来起楼。传统上起楼是以平座的方式将平座及殿身结构层层垒起实现的。从具有夯土内芯的北魏永宁寺土木结构塔及云冈石窟中表现出的塔的结构形态 ( 图8） 来看，在佛光寺大殿建成的 300 多年前，这套体系不存在或不普及。从佛光寺后续的建筑遗存来看，这套结构体系也没有完整地被传承 。

8 北魏时期兜圈枋架造塔的做法，

云岗石窟第 22 窟塔

当代中国学者通过结构模型测试及计算研究也得到很多对佛光寺形式结构在结构强度方面的认识。诸如 ：在短期荷载作用下，这种结构的铺作层具有良好的承载能力 ；这种结构形式中木材交接方式使梁栿与斗栱的连接呈现半刚性连接的特征 ；这种类型的斗栱有利于多路径传力，静态应力水平低，承载能力高，因而具有整体相互作用的能力；外槽檐柱和内柱上的斗栱联为整体后，结构吸收地震能量的作用很强，因此这种结构形式具有非常好的耗能减震作用。

在工匠及小群体经验基础上总结出来的《营造法式》中称为殿式做法的结构形式中，只局部性地体现了佛光寺形式结构。其中没有说明纵横架体系的完整性，而只是把这套系统用分散的铺作制式加以展现。这多少导致佛光寺形式结构后续没有延续。在木构起楼的部分中，《营造法式》用“插柱造”和“缠柱造”这种上部柱子与下部结构交接节点来论述。对结构的整体关系没有进行解释，未免让后人产生诸多疑惑。这或许可以说明到了北宋，在朝廷的官式集体建造知识体系中，这种用以起楼的结构知识及经验已经消失了。

东大殿使用的“佛光寺形式”结构按前一节所述是为起楼而出现的。这套按金箱斗底进行平面分槽的造楼结构由上中下3层结构构成。它对于一座单层建筑显得有些冗余。但是，这种冗余让这座建筑的抗震性大大优于同时代常规建筑，并让它得以历经千年保存下来。佛光寺形式结构中的纵横架组合构件有很好的受力特征。交错的纵横架稳定了结构，完成了梁与枋的交接，也呼应了檐口出挑的要求，使用的大部分材料还是小木料，从各方面看这种构件组合模式都有一定优势。唯一不利的是，这种结构工艺复杂，需要一个完备的建造体系支持才能得到实施。也许这是为什么唐以后虽然这种结构模式本身没有延续，但在此基础上简化的结构形式得到了普及。北宋、辽及金代的木结构建筑遗存中，除应县木塔和蓟县独乐寺观音阁这两座楼阁式建筑使用了与佛光寺东大殿非常近似的结构外，其他实例在结构是否可以水平分层方面，都与佛光寺东大殿的结构形式有不少差异。但绝大多数实例都有檐下非常强的纵架体系。从立面上看，这一时期的建筑与佛光寺东大殿的形态是近似的，尽管大多数建筑的纵架都没有与横架一起形成加强带。从这一时期墓中所描绘的建筑形象也可以得到同样的印象 ( 图 9、10)。

9 济南大官庄 M1 号金代墓墓门正视图

10 新安县梁庄北宋墓剖面

这说明当时流行的就是这种具有强大纵架体系的建筑。这样的结构体系在这一时期之后逐渐改变。纵架在后阶段的建筑中慢慢消失，木结构的整体稳定构件又放回到额枋之上。到了明清，原来木构纵架的位置上只剩下连接梁栿与栌斗的独立斗栱，柱间有断面较大的额枋。可以说靠纵架为主要稳定构架的木构体系基本属于唐至北宋、辽及金代时期。从这个时期向后期发展的过程，基本就是额枋断面尺寸逐渐变大的过程。实际上额枋的增大是伴随着纵架的逐渐消失而发生的。这张“历代阑额普拍枋演变图”( 图11) 中反映的是整体结构关系中的一个侧面。

11  从“历代阑额普拍枋演变图”中可以看出额枋逐渐增大的发展趋势

佛光寺东大殿的结构不但有承力作用，它也有很强的装饰性。以比其早建近 100 年的唐招提寺金堂为参照，可以更加容易地理解佛光寺东大殿的装饰与结构的关系 ( 图12)。

12-1  唐招提寺金堂剖面

12-2  佛光寺东大殿及唐招提寺金堂剖面比较

除了规模和尺度之外，这两座建筑还有很多相似之处。从形态上看，这两座建筑内槽及外槽的平闇都架在明栿之上，并与明栿脱开。尽管平闇只是一层遮盖了上层草架的装饰性吊顶，这样的立体造型给人一种平闇及明栿是一个结构整体、且平闇是由明栿支撑着的一个结构性屋面的视觉印象。不仅如此，由于四椽明栿实际尺寸很长。要是在视觉上将其逼真展示的话，尺度上的对比会压制住平闇，减弱其似乎是具有结构特征的视觉印象。在唐招提寺金堂中，平闇与四椽明栿之间有交错，通过将部分四椽明栿遮盖起来，缩短了它的尺度感。在佛光寺东大殿中，平闇位置相对较高，无法用它遮盖四椽明栿，因而采用了在明栿上刻画隐槽，让部分栿体在视觉上显得更像是出挑斗栱的一个部分。这种方式减少了明栿在视觉感知上的长度感。两座建筑都尽力调节了四椽明栿在视觉上的感受，让它在尺度上与平闇更加连续。

当然，佛光寺东大殿与唐招提寺金堂在结构上毕竟有很大差别。其中最大差别在于佛光寺东大殿的那种上下分层的结构关系在唐招提寺金堂中是不存在的。最直接的，结果是唐招提寺金堂的主要结构构件中比佛光寺东大殿少了一根草乳栿。这样，在唐招提寺金堂中下昂的尾部需由四椽草栿来压尾以致平衡。这使它的下昂比佛光寺东大殿由草乳栿压尾的下昂要长出很多。直观来看，唐招提寺金堂里纵架与横架的密度比佛光寺东大殿的稀疏很多，草架的构件断面也比佛光寺东大殿的小。这种稀疏的结构密度，加上没有像在佛光寺东大殿里那般具有整体性的结构圈层，恐怕也只能支撑这种简洁轻巧的上部草架，很难支撑一个像佛光寺东大殿中那样的重型草架。虽然佛光寺东大殿结构稳定性高，但猜想这种追求稳定性的结构自觉在当时应该还是没有的。相比于唐招提寺金堂，佛光寺东大殿中结构冗余度很大。这种结构处理的主要目的似乎只能用“希望得到一个等高的内外柱关系”来解释。因为只有这样才能获得除了尽间外，前后及左右都能保持对称的外槽空间效果。有鉴于建筑建成之初外槽很可能是开敞的，这里是人最常到达的空间，更有理由相信这个意愿是导致建筑结构形式选择的原因。在这个空间中，空间效果部分由平闇塑造，部分由结构构件塑造，最后得到的是一个庄严的对称性空间。这个效果是设计者考虑的重要因素，在这一点上唐招提寺金堂显然是无法企及的 ( 图 13、14)。

13  佛光寺东大殿外槽空间

14  唐招提寺金堂外槽空间，其穿插枋为修缮时添加，并非建成时就有的构件

佛光寺东大殿与唐招提寺金堂的结构都具有很强的装饰性，但它们的结构都不是被逼真地呈现，而是经过修饰及视觉调整让它与装饰融为一体。建筑中的装饰通过经营表现出了一种结构性。这样才能给进入建筑的人一种在一个结构体之中、而不是在一个装饰层之内的感觉。在这里对空间庄严对称感的坚持，更是表现出一种很强的视觉塑造的意愿。在这些建筑中，装饰与结构之间既有强烈的相互的制约，又有相互的映衬。佛光寺东大殿装饰及结构的关系可以成为今天设计实践的参考。有两种态度左右了今天一些建筑的设计。一种是建筑的装饰化。这样的设计往往会设定一个图像性的目标，让建筑各个要素围绕这个图像展开。这个图像可能是外形效果，也可能是内部空间场景，还可能是材质及细节效果。无论这个效果目标是为了纯净，为了震撼，还是为了丰富感，其方法都是对效果的刻意强调，并让设计结果成为忽略了建筑复杂性的装饰物。另一种是对结构表现的执念。结构形态带有某些技术含量。对其加以展示可以得到具有技术特征的特异建筑。在建造佛光寺东大殿的年代，人们对建筑装饰及结构的认识尚未分离。在佛光寺东大殿中，装饰得到了结构化的处理。比如结合屋架形态，平闇被设计成覆斗造型，加上形态上用尺度合宜的梁栿加以支撑，塑造了一个它正是具有结构性的屋面的印象。建筑中的结构得到的是装饰性修饰。除了前述四椽明栿上的刻画外，又如作为重要结构构件的扶壁栱上有很多修饰。上下构件之间的垫木被做成斗的形状，构件上刻出浮雕般栱的形状，让扶壁栱与斗栱在视觉中被混淆。类似真真假假的关系让视觉感知中的结构被化解，而装饰被强化，结构与装饰之间形成了视觉的连续性。与此相似，文艺复兴时期的建筑师也会特别关注壁画与建筑结构的搭配( 图15)。

绘制壁画的画家们则会注意让自己的绘画去与建筑空间相匹配 ( 图16)。

这种装饰与结构及建筑空间相互搭配的做法也是当时建造想法的自然流露。它可以给前述两个当代的建筑设计思路带来一些启发。建筑中的装饰不应该仅仅是覆盖、或脱离内在关系的氛围塑造布景。结构仅仅用来表达技术，展示特异感，终究会显得乏味。今天，通过尺度调整及双方相互靠拢，建筑中装饰与结构同样可以得到视觉中的互动。当它们，甚至更多因素纠结在一起之后，建筑才能有一个带有内在结构的、综合而完整的形象效果 ( 图17、18)