山地傳統石砌民居營建技藝分析
--以沁陽市張老灣村為例

茅艷，肖劍蘭，畢小芳 （河南理工大學 建筑與藝術設計學院，河南 焦作 454000）

1 張老灣村概況

1.1 地理條件

圖1 焦作沁陽市張老灣村（圖片來源：作者自繪）

沁陽市，古稱懷慶府、河內縣，位于太行山之中太行陘南部，是連接山西與河南腹地的重要地區，地形以平原居多，其余為山地丘陵區。張老灣村位于沁陽市區正北15.5km的山頂上，是沁陽市最古老的傳統村落之一，距今已有四百年的歷史。張老灣村所處山體由西北向東南方向海拔依次降低，順應山體呈現條形布局，村落整體西北至東南長約550m，東北至西南寬約230m。村中主要道路順山體成直線型，省道238 位于村落西部，是村落溝通外界的主要交通通道。當地民居以石頭為主要建筑材料，直至今日依舊保留著石頭建房的建造方式。村落中傳統民居分布零散，多數位于村落中間和東北部分，如圖2 所示。

圖2 張老灣村民居概況（圖片來源：作者自繪）

1.2 歷史背景

沁陽市在歷史上與太行陘息息相關。太行陘作為古人連接河南與山西的重要陘道，經過戰亂、貿易、遷徙等，在太行陘上產生大大小小的聚落。同時，在自然環境和自有文化影響下形成獨特的傳統聚落。張老灣灣村作為太行陘上的村落之一，其歷史文化有著四百年的遺存。明代天啟二年（1622 年）以前，張老灣村是水峪寺長老的住所，故名長老庵。清代雍正年間（1723-1736 年）后演化為如今的名字。水峪寺位于張老灣村西，村以寺名。張老灣村所處地區地下水豐富且水質很好，古時曾向皇帝進貢，民諺稱“沁陽水峪水，沁縣四亭米，勞苦千里路，皇上杯中飲”[1]。

2 張老灣村石砌民居特征

2.1 張老灣村基本形態

張老灣村坐落于山腰之上，空間布局較為舒緩，民居依山而建，建成獨立“一”字傳統民居布局形式，傳統民居院落之間不相銜接，形成獨立的院落空間，民居后墻與山體結合成為一體，形成山間院落形式，院落依據地形設有雙通道和單通道形式。建造中結合當地青石與磚共同砌筑，形成石砌墻體、磚砌拱券式屋頂民居。這些民居的所有者大多姓靳，在張老灣村中選取兩處較為典型的靳氏民居作為代表，對比不同建筑風格和拱券樣式的靳氏一號民居和二號民居，探討山地地區匠人營造智慧，如表1所示。

村中民居以青石為主材料、磚為輔助材料，采用石灰砂漿作為砌體填充材料和鋼筋混凝土澆筑梁。在墻體上，以經過粗加工的大塊青石作為墻體的底部材料，由下往上青石大小逐漸減小，以石灰砂漿進行填縫處理，形成不規則的四邊形。屋頂采用石板進行覆蓋，以石灰砂漿進行找平處理，并延出墻體400mm，屋頂女兒墻用毛石砌筑，高約200mm，厚約200mm。門窗作為民居室內采光來源，開間設置一門兩窗或一門一窗形式，所用材料均為木材，門窗過梁多為拱券樣式，少量為平頂。在砌拱上采用磚或整齊石塊進行砌筑。

2.2 民居基本尺寸

民居主房為三開間建筑，另有耳房作為廚房或倉庫使用，各開間設有一門一窗或兩窗。民居在建設時考慮地形和使用功能，設計不同尺寸的建筑尺寸。兩層帶有小拱券民居層高較低，窯洞式民居層高較高，室內有更高的挑空空間，相同的是民居總高度相差不大。兩種民居的門窗尺寸都較小，門洞寬約0.6m，僅能容納一人。

靳氏一號民居結合地形建成兩層結構，根據地形將每層室內空間都與室外連接，形成一樓門窗朝向西北，二樓門朝向東南、窗朝向西北，室內無樓梯的格局，通過室外借助地形走道和內部一樓屋頂洞口連接。內墻與外墻都由青石砌筑而成，面闊13.5m，一層層高2.4m，二層層高2.6m，受層高影響所開門洞高度約2.1m，窗洞高約1.2m，但在室內空間開闊。民居左右次間為3.60m，中間為3.27m，進寬比約為2:1，開間尺寸沒有一定的規律。靳氏二號民居為一層窯洞式建筑，門窗朝向西北。在外部立面看不出窯洞結構，左次間和心間設有一門兩窗，右次間設有三窗無門，在其他墻體并無開窗。民居面闊14.32m，開間最寬約3.80m，最窄約為3.60m，進深7.00m，進寬比約為1.88:1。靳氏二號民居層高4.38m，其中拱券高約為2.1m。在室內有更開闊的視野，如表2所示。

表3 民居尺寸表（單位：mm）

張老灣村在建筑結構上結合使用功能和建筑材料凸顯建筑“以人為本”的原則。在靳氏一號民居中，一層屋頂采用磚砌成小拱券，拱跨約1000mm，起拱約155mm，拱基則是以鋼筋混凝土梁和石砌墻體共同承擔，在鋼筋混凝土梁底部留有一定的高度，使得拱能更好地被砌筑和進行力的傳遞，小拱券的運用使得室內具有空間感和層次感，同時節約了材料，如圖3、圖4所示。

圖3 小拱券樣式（圖片來源：作者自攝）

圖4 小拱券細部尺寸（單位：mm）（圖片來源：作者自繪）

2.3 民居細部構造

民居門窗砌筑材料上有不同的選取，相同之處在于門窗要求有規整的平面結構，這使得在砌筑時需要采用較為平整的毛石或磚，才能顯現出規整的建筑立面。靳氏一號民居，一樓墻體整體采用較為規整的毛石砌筑，毛石厚約300mm，灰縫約為8mm。門窗洞也采用整齊毛石砌筑，二層門窗洞則是采用磚砌筑，門窗洞尺寸略小且都帶有拱形過梁，窗戶為木制網格柵形式。靳氏二號民居墻體毛石相對一號民居略顯粗糙，灰縫厚度也略大一些，但毛石厚度大致相同。門采用磚砌筑平過梁和拱形過梁兩種樣式。下部窗洞由毛石砌筑，磚砌筑成平過梁和拱過梁；上部窗采用磚砌筑拱形過梁窗洞，窗戶有木制網格柵和平開窗兩種形式。兩種民居門都為平開門，設有約高270mm、長350mm、寬280mm 的門垛，門框寬約180mm。帶有拱形過梁門，約150mm 拱形門板拱高與下部約100mm 寬門框共同形成門頭框，無拱門設有200mm 門頭框。（其余細部尺寸見表4，寬度依次從左到右，窗尺寸均為建筑下部窗）。

表4 門窗尺寸（單位：mm）

3 張老灣村拱券形式

3.1 我國拱券基本形式

民居在創造的過程中保留著傳統建造技術，又不斷的在新物質條件下創建獨特的建筑類型。民居代表著一個地區的時代印記，同時也展現著一代人的建筑智慧，同為人類文明的珍寶。

拱券作為一種圓弧狀的建筑結構，有著特殊的受力性能，其力學性能表現為在受豎向荷載的情況下，荷載力向水平方向傳導。在我國拱券廣泛運用于橋梁、民居、宮殿等建構筑物之中，而且存在時間長、建筑物保留數量多，其中在橋梁的運用上數量運用最多。橋梁拱券依據圓心角的大小分為半圓拱、圓弧拱、馬蹄拱、尖拱、蛋圓拱及橢圓拱等，著作有茅以升的《中國古橋技術史》和唐寰澄的《中國技術史橋梁卷》[2]。拱券在建筑運用上，多以半圓拱、圓弧拱和雙圓心拱作為建筑結構，其中雙圓心拱砌筑工藝最為復雜，多運用在宮門等官式場地，如北京明十三陵的拱券結構多采用雙圓心拱[3]。

3.2 拱券形式及其做法

靳氏一號民居屋頂小拱券砌筑方法與傳統拱券砌筑方法類似。首先采用毛石進行墻體的砌筑達到一層所需高度，在建筑中山墻厚約1000mm、內墻厚約600mm，以達到穩固支撐效果。在山墻之間進行梁模板和鋼筋的搭建，再進行混凝土的澆筑形成梁的建造。在兩梁之間用磚塊進行填充形成圓弧狀結構體系，由此便形成小拱券形式屋頂，以達到承受豎向荷載。二層屋頂依舊采用此方法，在屋頂上進行找平后以石板進行覆蓋，由此形成外觀由石頭建成的民居。形成外是毛石和石灰砌筑的石頭墻體，內為帶有小拱券形式磚石屋頂的傳統民居。

靳氏二號民居為三開間一層結構，由磚石共同砌成，砌成帶有半圓式大拱券形式的屋頂，墻由石頭建成，用石灰砂漿進行填充，其中門窗也帶有拱券形式。在窯洞、橋涵或庭院大門建筑中，常采用磚石拱券的方式，這些拱券頂部一般比半圓拱券頂部稍微高些，呈拋物線形，顯得秀麗大方。文獻[4]以五眼窯洞為例提出錮窯拱券砌筑技藝，與本文不同的是窯洞的砌筑材料多用于磚，而相較于本文提出的石頭窯洞砌筑工藝較為簡單，石頭窯洞工藝方面則要求更高。靳氏二號民居在砌筑材料使用上多采用毛石砌筑，主要表現在窯洞中前墻、后墻、山墻、窯腿，用石灰作為粘接材料。拱券的砌筑按施工順序可分為以下五個步驟，即搭建拱券支架、砌磚、拆模具、合龍口、填充八字壕溝與屋頂覆土。填充八字壕溝與屋頂覆土均采用毛石進行填充，一是節約磚，二是毛石可方便取材，同時在屋頂用石板進行覆蓋。鄉土建筑是勞動人民在長期生產實踐中為適應自然條件與人文環境的一種創造，時當時社會狀況、生產方式和營造技術等結合的建筑技藝，產生獨特的民居文化[5]。

3.3 張老灣村拱券形式分析

在靳氏一號民居出現的小拱券式屋頂，鋼筋混凝土梁橫跨在內墻和外墻之上，兩梁中間以磚砌成拱券形式，屋頂由多個小拱券組成，如同波浪形式，再在拱券上進行找平形成第二層地板。連續的小拱券形式樓板作為靳氏一號民居的特殊結構（但不是張老灣村所獨有，在沁陽市其他地區也曾出現）因其尺寸小、施工難度低、易測量，使得拱券形式更接近圓弧形狀，為單圓心拱券。在此建筑中也存在其他拱券建筑結構，如拱門以及拱窗的出現。

在靳氏二號民居中，開間尺寸3.6m，拱券矢高約有2.1m，依據拱券尺寸區別于其他拱券尺寸，得出拱形更符合三圓心拱券的結論。將三圓心拱券運用在民居建造中，使得建筑空間更加開闊，拱券上半部分為圓形拱券，區別于雙圓心拱券的尖頂（如在清代裕陵地宮金券月光墻采用雙圓心拱券），在拱券下半部分則是用半徑更大的圓弧與墻連接，增加挑高，同時區別于半圓拱，將室內空間顯的更加開闊，如表5所示。

表5 拱券形式與實例

4 結語

張老灣村位于山區，受到自然環境、社會經濟、歷史文化、生活方式等影響創造出適合居民自身的生活環境。當地人不僅就地取材，還善于運用人造建筑材料進行建筑建造技術方面改造。利用自然環境，借助地形方便兩層樓房通行。其中靳氏一號民居磚的合理使用出現以小拱券和梁形成的屋頂，這相較于現代屋頂減少混凝土、鋼筋的使用，節省了材料。靳氏二號民居則是以磚砌成采用三圓心拱券，得到更大的挑高，空間之大給人一種豁然開朗感。這兩種民居在選材和材料的使用上有著獨到的見解，都體現勞動人民的建筑智慧。