榫卯的魅力2020.02
2021-06-09 19:22:15 0 举报AI智能生成
本书系统介绍了榫卯这一中国古代经典结构方式，以中国科技馆经典主题展览“榫卯的魅力”为基础，围绕展览38件（套）展品，为读者呈现榫卯的发展史和榫卯的应用史。榫卯可追溯至河姆渡遗址干栏式建筑，直到近期在艺术展览上展出的以榫卯为创作核心要素的艺术品，时间跨度大；榫卯工艺涵盖中国古代建筑、中式家具、造船造桥等不同领域以及现代各行业生产及人们生活，应用范围广。本书以榫卯应用实例为核心展示内容，图文完美结合，准确展示榫卯蕴含的科学原理；
作者其他创作
大纲/内容
分支主题
第一章 七千年前的发明
中国的榫卯结构起源于新石器时代。距今7000年前，河姆渡人(生活在今天的浙江余姚地区的一个原始部落)在建造干栏式建筑时，已经使用榫卯技术。从河姆渡文化遗址出土的木构件大到柱、梁、枋、板，小至栏杆的木楞，都无一例外地采用了这种先进的密合连接方式。正因如此，榫卯被称为早于汉字历史的民族符号。
一、巢居 ——一种原始的居住形式
巢居是指上古时期，居住在地势低洼、潮湿地区的原始人类为躲避蛇、虫、野兽的侵袭，在树木上用树枝搭架而成的居所，因其形状类似于鸟巢，故名巢居。
二、干栏式建筑
距今7000年前，河姆渡人在巢居的基础上发明了干栏式建筑。
三、河姆渡木榫卯（文物）
1973年，在河姆渡遗址（约7000年），人们发现了大量榫卯结构的木质构件，这是我国迄今为止已发现的最早的榫卯。
四、鲁班锁：是一种古老的益智玩具，传说是由中国古代工匠鲁班发明的。
第二章 古代建筑的智慧
以木构架为主要结构方式的中国古代建筑，风格独特、自成体系，在世界建筑史上独树一帜，是人类建筑宝库中的一颗明珠。中国的木构架一般包括柱、梁、枋、檩、斗拱、椽子等基本构件，这些构件相互独立，需要用榫卯结构连接起来才能组成建筑。
一、现存历代古建模型举例
1.佛光寺大殿
中国现存规模最大、结构最复杂的唐代木构建筑，位于山西省五台县，建于唐大中十一年（857年）。大殿为单檐庑殿顶，面阔7间❶，进深4间，通长34米，总进深约17.66米。构架为殿堂型，由下层柱网层、中层铺作层和上层屋架层水平层叠而成。屋面坡度舒缓，出檐深远，檐下有雄大的斗拱，整体雄浑庄重、简洁明朗，彰显了大唐建筑的艺术风采。
2.独乐寺观音阁
中国现存最早的木构楼阁式建筑，位于天津市蓟州区，相传始建于唐朝，后于辽统和二年（984年）重建。
3.晋祠圣母殿
4.永乐宫三清殿
5.雍和宫牌楼
6.紫禁城角楼
二、木构架建筑的三种类型
1.抬梁式木构架
2.穿斗式木构架
3.井干式木构架
三、清式大木构架建筑与它的节点
一个完整的建筑，由梁、枋、檩、椽、柱、板、斗拱等成千上万个组件构成，它们之间彼此的结合点就是一个节点，这些节点是整个建筑构架的重要关节，一旦关节失去联系，大厦即有倾覆之险。一座木构建筑主要含有四类节点：柱下节点、柱头节点、柱身节点和梁檩节点。
四、中国古代建筑特有的构件——斗拱
斗拱是中国古代建筑上特有的、集榫卯技术大成的特殊构件。它是大型建筑物的柱与屋顶之间的过渡部分。其功用在于将屋顶的重量传递到柱子上，再由柱子传到柱础。斗拱纵横叠交，形成一层斗拱群，可以起到抗震的作用。斗拱也用于挑出屋顶的屋檐，使得建筑物出檐更加深远，造型更加优美壮观。由于它的构造精巧，造型美观，因此也是很好的装饰性构件。此外，斗拱还是封建等级制度在建筑上的主要标志之一，唐代以后规定民间建筑不得使用。
斗拱的种类很多，形制复杂。按使用部位可以分为内檐斗拱、外檐斗拱和平座斗拱。外檐斗拱又分为柱头科斗拱、角科斗拱和平身科斗拱。
1.斗拱爆炸模型
斗拱由斗、升、拱、翘、昂等部件组成。方形木块叫斗，小一点的称为升，弓形短木叫拱（横者为拱，纵者为翘），斜置长木叫昂。这些部件纵横交错层叠，逐层向外挑出，形成上大下小的托座。
2.唐代柱头斗拱模型
斗拱有2000多年的发展历史，从西周到南北朝晚期为斗拱的初始形成阶段。唐代至元代是斗拱的结构力学与建筑造型完美结合的成熟阶段。
3.清代柱头斗拱模型
明清时期，斗拱的尺寸缩小，其结构功能逐渐被削弱，装饰作用愈来愈突出。
4.斗拱受力互动模型
斗拱位于建筑的柱、梁之间，承受上部梁架、屋面的荷载，并将荷载传导到柱子上，再由柱子传到柱础，具有承上启下、传递荷载的作用。
五、建筑榫卯的种类
建筑榫卯种类繁多，形状各异，常用的榫卯结构有管脚榫、馒头榫、燕尾榫、箍头榫、透榫、半榫、十字刻半榫、十字卡腰榫、桁椀、趴梁阶梯榫、勾头搭掌榫、倒拖榫、鼻子榫、萧眼穿串-藕批搭掌榫和栽销等。古代工匠在选择榫卯类型时，除了功能及结合强度外，还要考虑木构件的安装位置及构件搭接顺序。
六、榫卯结构的抗震性能
1.应县木塔
应县木塔位于山西省应县佛宫寺内，建于辽清宁二年（1056年），塔高67.31米，底层直径30.27米，为中国现存最大、最高的多层木构建筑，也是世界上现存最高的古代木构建筑。
2.墙倒屋不塌的秘密
当发生强烈地震时，尽管木构架由于大幅度的摇晃会产生一定的变形，但只要不折榫、不拔榫，就能“晃而不散，摇而不倒”。当地震波消失后，整个构架仍能恢复原状。即使墙体被震倒，也不会影响整个木构架的安全。这就是“墙倒屋不塌”这句谚语的由来。
七、中国古代建筑典籍
1.《营造法式》
《营造法式》是宋代官修的一部建筑典籍，由北宋时期主管工程的官员李诫于元符三年（1100年）奉旨编修而成，是中国第一部详细论述建筑工程做法的官方著作。它详细记录并整理了宋代建筑方面的制度、做法、用工、图样等资料，是研究宋代建筑以及我国古代建筑建造技术必不可少的参考书。
2.《工程做法则例》
《工程做法则例》是清代官修的一部建筑法典，由清工部会同内务部主编，于清雍正十二年（1734年）刊行。全书共74卷，分为“诸作大法”和“用料用工”两大部分。书中贯穿着严格的模数制，建立了以“斗口”为模数的清式建筑模数体系。《工程做法则例》反映了高度成熟的清代官方建筑的形态，提供了一套完整的明清建筑的术语与制作和做法则例，是研究明清建筑最重要的历史文献。
八、中国古代建筑学家
1.《营造法式》编纂者——李诫
李诫（1035—1110），郑州管城县（今河南新郑）人，北宋建筑学家，《营造法式》一书的编纂者。他曾在将作监（古代掌管宫室建筑、器用制造的官署）供职达13年之久，历任将作监主簿、监丞、少监和将作监，亲自主持营建了许多规模巨大的建筑工程，如宫殿、王邸、太庙、辟雍、城门、寺庙等，在工程的规划、组织、管理等方面具有丰富的实践经验。他编修的《营造法式》一书是中国第一部详细论述建筑工程做法的官方著作，书中提出了一整套木构架建筑的模数制设计方法，对后世建筑建造技术的发展产生了深远的影响。
2.天安门的设计者——蒯祥
蒯祥（1398—1481），江苏吴县（今江苏苏州）人，明代建筑匠师。蒯祥的父亲是总管建筑皇宫的“木工首”。蒯祥自幼随父学艺，成名后继承父业，也成了“木工首”，后任工部侍郎，曾主持及参加多项重大的皇室工程。1417—1421年，他负责设计和修建了作为皇城正门的承天门（今之天安门）。1436—1449年，他负责重建了紫禁城的太和、中和、保和三大殿。此外，他负责建造的主要工程还有北京隆福寺（1452年）、西苑（今北海、中海、南海）殿宇（1460年）、裕陵（1464年）等。
3.清代建筑世家——样式雷
“样式雷”，是对清代200多年间主持过皇家建筑设计的雷姓世家的誉称。
17世纪末，南方匠人雷发达（1619—1693）来北京参加营造宫殿的工作，因其技术高超，很快就被提升担任设计工作。自此至清代末年，雷氏家族共有七代人在样式房（清代皇家建筑的专门设计机构）任掌案职务，负责过紫禁城、圆明园、颐和园、静宜园，承德避暑山庄，清东陵和清西陵等重要工程的设计，同行称这个家族为“样式雷”。
九、大木作工具
中国传统的木匠行业分工很细，大致可分为大木作、小木作、家具作等。他们所使用的工具类型基本相同，只是在规格尺寸上有所不同。
所谓大木作主要指中国古代木构架房屋建筑中结构构件的制造以及木构架的组合、安装等工作。相对于小木作或家具作的工具来说，大木作工具的尺寸更粗大。大木作工具主要包括锛、斧（砍削工具）、锯（切割工具）、刨（平木工具）、凿、铲（剔削工具）、墨斗（画线工具）、拉钻（钻孔工具）、尺等。
第三章 中式家具的灵魂
一、木材的比较
中国古典家具的用材类型广泛，明清家具的用材十分考究，以黄花梨、檀木、鸡翅木、铁力木、榉木为多。清代以紫檀木为最上乘用料，红木、鸡翅木、铁力木亦有；黄花梨相对较少，榉木、榆木、核桃木使用最为广泛。
二、原木切割
木材在被砍下来切割好之后，会出现收缩、膨胀、扭曲等状况，因此处理木材尤为重要。同一根木材，内部结构纹理的排列是固定的，但是不同的切法会呈现出不同的木纹，得到不一样的物理性能。匠人拿到木材之后，也会根据其特性考虑做什么样的榫卯。
常见的切割方式有顺着树干主轴或纹理方向用锯子锯开的弦切法；还有先将原木分成四瓣，再按照与年轮方向成30～60度夹角用锯子锯开的径切法；以及同样先分为四瓣，但切割线与年轮截面保持近乎垂直的刻切法。三种切割方法的经济性依次降低，出材后板的变形度也逐渐下降。
三、古画中的家具
中国是家具起源最早的国家之一，中国家具的发展随着社会化的进程经历了多层次的变革。
夏、商、周时期，是中国早期家具的雏形阶段，一直到春秋战国时期，都是低矮家具；汉代，胡床传入中原，带来了新的家具形制，为垂足而坐奠定了基础；南北朝时期，高型坐具陆续出现，垂足而坐开始流行；到了宋代，各种配合高坐的家具也应运而生，人们开始关注家具的设计美学；元、明、清时，对家具生产、设计的要求精益求精，尤其是明、清两代，成为传统家具的全盛时期。
四、明式书房陈设
明式书房的陈设讲究均匀、平衡之美，布局讲究高低错落有致。居于书房核心的是明式夹头榫画案，画案上放有精美雅致的明式提盒，画案背后居中放置的是一把高大的圈椅，再往后是贴墙摆放的一组明式架格柜。书房家具的布局摆设会随着功能需求的变化不断增加，无论是供读书小憩用的明式三屏罗汉床与明式有束腰鼓腿彭牙炕桌，还是焚香提神的明式四足八方香几与收纳置物的明式圆角柜，它们的出现与应用进一步提升了明式书房布局的和谐之美。
五、传统榫卯家具拼装
1.闷户橱
闷户橱因抽屉下设闷仓而得名，又因是民间嫁女之家必备的嫁妆之一，故民间又名嫁底。它多采用案式结构，是一种具备承置物品和储藏物品双重功能的家具，外形如条案，但腿足采用了侧脚做法。
2.四出头官帽椅
四出头官帽椅是一种搭脑和扶手都探出头的椅式家具，背板多用一块整板制成“S”形，两侧扶手各安一根“连帮棍”。此种形式的椅具最早出现在宋朝，是我国明式家具中椅子造型的一种典型款式。
3.明式有束腰罗锅枨方凳
4.明式无束腰小方凳
六、常见的家具榫卯结构
家具的榫卯按结构和作用来归类，大致可分为三大类型。第一类是作为面与面的接合的构造方法。也可以是两条边的拼合，还可以是面与边的交接拼合。如槽口榫、企口榫、燕尾榫、穿带榫、扎榫、格角榫等。第二类是作为“点”的构造方法。主要用于横竖材的丁字接合、成角接合、交叉接合，以及直材和弧形材的伸延接合。如格肩榫、双榫、双夹榫、勾挂榫、楔钉榫、明榫、暗榫、挖烟袋锅榫、裹腿枨等。第三类是将三个构件组合在一起并相互连接的构造方法。这种方法除运用以上的一些榫卯联合结构外，还有一些更为复杂和特殊的做法。常见的有托角榫、长短榫、插肩榫、抱肩榫、粽角榫等。
1.明榫
2.暗榫
3.燕尾榫
4.龙凤榫加穿带
5.攒边打槽装板（四方边框）
6.楔钉榫
7.抱肩榫
8.裹腿枨
9.霸王枨
10.夹头榫
11.插肩榫
12.走马销
13-14.大小格肩榫
15.圆柱丁字接合榫
16.粽角榫
17.挖烟袋锅榫（套榫）
七、木工的手艺
1.木工工具
木工是传统家具制作的一个很重要的工种，涉及开料、选料、开榫做卯以及组装等，无不体现着技工师傅的技术。中式家具的灵魂——榫卯结构便是木工环节完成的。木工过程中用到斧、凿、刨、铲、墨斗等传统木工工具，这些工具大多是工匠自己制作的，看似简单粗陋，但是能轻松解决一些很实际但并不简单的问题，折射出中国传统的匠人智慧。
2.木工工坊
木工工坊是展览的特色教育活动区。在这里，观众可以学习使用刨、锯、钻等传统木工工具，亲手制作一双筷子或一件木制玩具，还可以使用锯床、钻床等现代木工工具制作榫卯拼插玩具。
3.木工的手
木工的手虽然粗糙，但却灵巧。正是这双手创造出了各显神通的木工工具：标记画线的墨斗，切割木料的锯，平整木料的刨，铲削挖空的凿子，开孔打眼的拉钻，劈砍木料的斧子。看上去简单朴素的工具，在这双手中变得灵活精准。也正是这双手使用工具创造出了美轮美奂的木器作品。
4.传承
若从鲁班算起，木匠手艺已在中华大地上传承了2000余年，木匠传统技艺的代代相传离不开师徒关系的构建。在中国传统文化中，师徒关系是最重要的非血缘关系之一。师徒之间包含着太多情愫，在彼此付出的过程中进行着手艺的传承。经历了时间的打磨，徒弟在学会木匠技艺的同时，也在感受着工匠精神。而工匠精神的核心要素就是对自己所从事的职业和所制造的产品有真挚的爱心。一师一徒，代代传承，中国工匠们以自己的扎实创造赋予文明以实体形态，他们的劳动源源不断地充实着中华文明的宝库，不断印证着工匠精神的浩然活力。
第四章形形色色的榫卯
一、榫卯与古车
中国是世界上最早发明和使用车的国家之一。我国已出土的最古老的车辆来自河南安阳，年代为商代中期（约公元前13世纪）。该车为双轮独辕，轮辐18根，车舆为长方形。除个别饰件外，全车均为木质结构，构件之间均采用榫卯连接，可见榫卯技术在古车制造领域中有着悠久的历史。
二、榫卯与古船
中国古代造船技术在相当长的历史时期内一直处于世界领先地位，并在郑和下西洋时达到了顶峰。从最古老的独木舟，到技术逐渐成熟的福船、沙船，榫卯技术始终应用于古代船舶的各个部位，并为水密舱壁、船尾舵等重大发明提供了技术保障。
右图为南宋海船缩比模型。此船为尖底造型，底部有贯通的龙骨，船内12道隔板分割出13个水密隔舱。
三、榫卯与古桥
在相当长的历史时期内，中国古代桥梁自成体系，成为古代文明的重要标志之一。榫卯应用于古代桥梁，主要见于梁桥和拱桥。
1.汴水虹桥
汴水虹桥见于北宋画师张择端绘制的《清明上河图》中。作为中国木拱桥的起源，汴水虹桥采用的是木构件间相互穿插别压并在节点处绑扎绳索的编木结构。这种结构搭建简单且异常坚固，在一定范围内，属于受压越大越稳固的典型结构。
2.达·芬奇木拱桥
无独有偶，文艺复兴时期，意大利发明家、画家莱昂纳多·达·芬奇于1502年在写给友人的信中绘制出了同样为编木结构的木拱桥草图。
3.浙闽廊桥
张择端的《清明上河图》虽流传至今，但真实的汴水虹桥却已消失在历史的长河中。虽无实物留存，但这种编木结构的造桥技术却并未失传，并以新的结构形制得以延续。20世纪70年代，桥梁专家茅以升在《中国古桥技术史》中提出浙闽廊桥起源于汴水虹桥。二者的不同之处在于，汴水虹桥采用编木结构，而浙闽廊桥则采用更有利于力传递的榫卯结构。浙闽廊桥与汴水虹桥具有传承关系，并以其结构力学方面的科学造诣，在世界桥梁史上占有重要地位。
4.仙居桥
上廊下桥为廊桥。廊桥采用榫卯工艺相互连接，其榫头为大燕尾形，卯口的横木两头加箍铁条，相互之间由开孔插入或用燕尾榫连接，衔接牢固，结构稳定。这里展示的是位于浙江省泰顺县的仙居桥，该桥始建于明代，现桥为清代重建，距今已有300多年的历史。桥屋共18间，柱80根，单檐，长42.83米，宽5.3米，距水面12.6米，净跨34.5米。凌空高架，工艺精湛。
四、榫卯与古矿井
位于湖北大冶的铜绿山古矿井是从西周到汉代持续开采的古铜矿遗址，遗址出土的井壁木支护采用榫卯技术构建。除极少数用藤条圈支护以及晚期竖井无支护外，绝大多数井巷均采用榫卯技术连接的木框架结构进行井壁支护，形成竖井与盲井、平巷与斜巷，以实现提升、通风、排水等功能。
1.竖井木支护框架
2. 马头门支护框架
六、榫卯与古农具
七、榫卯与青铜器
八、榫卯与汉砖
九、铁榫卯
1.黄河蒲津渡遗址桥头地锚
2.赵州桥
十、石榫卯
1.石房子
2.石牌坊
第五章 现代榫卯的演变
一、现代榫卯建筑
1.上海世博会中国馆
中国馆采用现代仿木钢结构，以四根巨型立柱承托起体量庞大的多层次巨梁空间。层层出挑、挑战重力的斗拱造型显示出现代工程技术的力度与美感，传达出精巧与力量、振奋与向上的精神气韵，向世界展示了中国建筑悠久的历史积淀和丰富的文化内涵。
2.中国科技馆新馆
在北京奥林匹克公园内，有一座外形为单体立方体的大型建筑，其整体构造为积木般的块体相互拼插咬合而成，呈现出一个巨大的鲁班锁造型，这就是荣获“中国建设工程鲁班奖”的中国科技馆新馆。
3.米兰世博会中国馆
构件之间采用含有现代材质的榫卯构建连接，在胶合木节点中暗置了钢结构节点，由传统木结构的“木榫木卯”变成了“钢榫木卯”，构成了富有弹性的构架，形成了具有强烈中国传统建筑意象的中国馆形象，成为榫卯技术在现代建筑中巧妙应用的典范。
4.瑞士苏黎世塔梅地亚大楼
此建筑为日本设计师坂茂的作品。整座大厦由相互独立的梁、柱、檩等木构件拼搭而成，摆脱了金属连接或胶水黏合，完全采用传统榫卯工艺建成。
二、现代榫卯家具
中国人讲究含蓄美，中国传统家具把榫卯当作结构部件，尽量把榫卯的咬合关系藏于内部，而把平整光滑的外观呈现于人。现代榫卯家具则恰恰相反，它往往将榫卯结构外化，甚至通过夸张、放大的方式将榫卯作为家具的亮点凸显出来，不藏反露，突出展示榫卯结构的精巧之美。
三、现代榫卯艺术品
科学与艺术，犹如一枚硬币的两面，二者之间具有彼此依托、相互成就的重要联系。随着时代的发展，越来越多的艺术家回望中国传统文化，将古老的榫卯作为艺术创作的主题，以现代人的视角和思考赋予了榫卯新的时代内涵，创作出了大量优秀的榫卯艺术品，将榫卯的科学精粹与艺术魅力同时展现出来，给公众以强烈的视觉震撼和情感冲击，形成了具有传统文化价值的当代中国艺术。
1.榫卯立体字
2.LED鲁班锁雕塑
3.现代榫卯艺术品
四、现代榫卯机械连接
在古代的中国，榫卯连接就曾应用于金属构件中。到了现代，榫卯工艺在机械连接中的应用更加广泛，尤其在燕尾导轨、键连接、花键连接、止口结构中特征明显。
1.燕尾导轨
2.键连接与花键连接
3.止口结构
五、榫卯结构在新型材料中的应用
六、榫卯乐园
作为河北省秦皇岛市鲁班锁制作技艺非物质文化遗产传承人，张兴久先生自2002年退休以来一直致力于鲁班锁的研究，截至2018年共设计研制出了86种鲁班锁创新款式。张兴久先生将鲁班锁开发成系列化产品，最小的由3根组成，最大的由90根组成，并在传统锁口方法的基础上创新开发了转动法、移动法和推拉开裂法3种新型锁口方法，大大丰富了鲁班锁的类型及玩法。
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