山地传统石砌民居营建技艺分析
--以沁阳市张老湾村为例

茅艳，肖剑兰，毕小芳 （河南理工大学 建筑与艺术设计学院，河南 焦作 454000）

1 张老湾村概况

1.1 地理条件

图1 焦作沁阳市张老湾村（图片来源：作者自绘）

沁阳市，古称怀庆府、河内县，位于太行山之中太行陉南部，是连接山西与河南腹地的重要地区，地形以平原居多，其余为山地丘陵区。张老湾村位于沁阳市区正北15.5km的山顶上，是沁阳市最古老的传统村落之一，距今已有四百年的历史。张老湾村所处山体由西北向东南方向海拔依次降低，顺应山体呈现条形布局，村落整体西北至东南长约550m，东北至西南宽约230m。村中主要道路顺山体成直线型，省道238 位于村落西部，是村落沟通外界的主要交通通道。当地民居以石头为主要建筑材料，直至今日依旧保留着石头建房的建造方式。村落中传统民居分布零散，多数位于村落中间和东北部分，如图2 所示。

图2 张老湾村民居概况（图片来源：作者自绘）

1.2 历史背景

沁阳市在历史上与太行陉息息相关。太行陉作为古人连接河南与山西的重要陉道，经过战乱、贸易、迁徙等，在太行陉上产生大大小小的聚落。同时，在自然环境和自有文化影响下形成独特的传统聚落。张老湾湾村作为太行陉上的村落之一，其历史文化有着四百年的遗存。明代天启二年（1622 年）以前，张老湾村是水峪寺长老的住所，故名长老庵。清代雍正年间（1723-1736 年）后演化为如今的名字。水峪寺位于张老湾村西，村以寺名。张老湾村所处地区地下水丰富且水质很好，古时曾向皇帝进贡，民谚称“沁阳水峪水，沁县四亭米，劳苦千里路，皇上杯中饮”[1]。

2 张老湾村石砌民居特征

2.1 张老湾村基本形态

张老湾村坐落于山腰之上，空间布局较为舒缓，民居依山而建，建成独立“一”字传统民居布局形式，传统民居院落之间不相衔接，形成独立的院落空间，民居后墙与山体结合成为一体，形成山间院落形式，院落依据地形设有双通道和单通道形式。建造中结合当地青石与砖共同砌筑，形成石砌墙体、砖砌拱券式屋顶民居。这些民居的所有者大多姓靳，在张老湾村中选取两处较为典型的靳氏民居作为代表，对比不同建筑风格和拱券样式的靳氏一号民居和二号民居，探讨山地地区匠人营造智慧，如表1所示。

村中民居以青石为主材料、砖为辅助材料，采用石灰砂浆作为砌体填充材料和钢筋混凝土浇筑梁。在墙体上，以经过粗加工的大块青石作为墙体的底部材料，由下往上青石大小逐渐减小，以石灰砂浆进行填缝处理，形成不规则的四边形。屋顶采用石板进行覆盖，以石灰砂浆进行找平处理，并延出墙体400mm，屋顶女儿墙用毛石砌筑，高约200mm，厚约200mm。门窗作为民居室内采光来源，开间设置一门两窗或一门一窗形式，所用材料均为木材，门窗过梁多为拱券样式，少量为平顶。在砌拱上采用砖或整齐石块进行砌筑。

2.2 民居基本尺寸

民居主房为三开间建筑，另有耳房作为厨房或仓库使用，各开间设有一门一窗或两窗。民居在建设时考虑地形和使用功能，设计不同尺寸的建筑尺寸。两层带有小拱券民居层高较低，窑洞式民居层高较高，室内有更高的挑空空间，相同的是民居总高度相差不大。两种民居的门窗尺寸都较小，门洞宽约0.6m，仅能容纳一人。

靳氏一号民居结合地形建成两层结构，根据地形将每层室内空间都与室外连接，形成一楼门窗朝向西北，二楼门朝向东南、窗朝向西北，室内无楼梯的格局，通过室外借助地形走道和内部一楼屋顶洞口连接。内墙与外墙都由青石砌筑而成，面阔13.5m，一层层高2.4m，二层层高2.6m，受层高影响所开门洞高度约2.1m，窗洞高约1.2m，但在室内空间开阔。民居左右次间为3.60m，中间为3.27m，进宽比约为2:1，开间尺寸没有一定的规律。靳氏二号民居为一层窑洞式建筑，门窗朝向西北。在外部立面看不出窑洞结构，左次间和心间设有一门两窗，右次间设有三窗无门，在其他墙体并无开窗。民居面阔14.32m，开间最宽约3.80m，最窄约为3.60m，进深7.00m，进宽比约为1.88:1。靳氏二号民居层高4.38m，其中拱券高约为2.1m。在室内有更开阔的视野，如表2所示。

表3 民居尺寸表（单位：mm）

张老湾村在建筑结构上结合使用功能和建筑材料凸显建筑“以人为本”的原则。在靳氏一号民居中，一层屋顶采用砖砌成小拱券，拱跨约1000mm，起拱约155mm，拱基则是以钢筋混凝土梁和石砌墙体共同承担，在钢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进行力的传递，小拱券的运用使得室内具有空间感和层次感，同时节约了材料，如图3、图4所示。

图3 小拱券样式（图片来源：作者自摄）

图4 小拱券细部尺寸（单位：mm）（图片来源：作者自绘）

2.3 民居细部构造

民居门窗砌筑材料上有不同的选取，相同之处在于门窗要求有规整的平面结构，这使得在砌筑时需要采用较为平整的毛石或砖，才能显现出规整的建筑立面。靳氏一号民居，一楼墙体整体采用较为规整的毛石砌筑，毛石厚约300mm，灰缝约为8mm。门窗洞也采用整齐毛石砌筑，二层门窗洞则是采用砖砌筑，门窗洞尺寸略小且都带有拱形过梁，窗户为木制网格栅形式。靳氏二号民居墙体毛石相对一号民居略显粗糙，灰缝厚度也略大一些，但毛石厚度大致相同。门采用砖砌筑平过梁和拱形过梁两种样式。下部窗洞由毛石砌筑，砖砌筑成平过梁和拱过梁；上部窗采用砖砌筑拱形过梁窗洞，窗户有木制网格栅和平开窗两种形式。两种民居门都为平开门，设有约高270mm、长350mm、宽280mm 的门垛，门框宽约180mm。带有拱形过梁门，约150mm 拱形门板拱高与下部约100mm 宽门框共同形成门头框，无拱门设有200mm 门头框。（其余细部尺寸见表4，宽度依次从左到右，窗尺寸均为建筑下部窗）。

表4 门窗尺寸（单位：mm）

3 张老湾村拱券形式

3.1 我国拱券基本形式

民居在创造的过程中保留着传统建造技术，又不断的在新物质条件下创建独特的建筑类型。民居代表着一个地区的时代印记，同时也展现着一代人的建筑智慧，同为人类文明的珍宝。

拱券作为一种圆弧状的建筑结构，有着特殊的受力性能，其力学性能表现为在受竖向荷载的情况下，荷载力向水平方向传导。在我国拱券广泛运用于桥梁、民居、宫殿等建构筑物之中，而且存在时间长、建筑物保留数量多，其中在桥梁的运用上数量运用最多。桥梁拱券依据圆心角的大小分为半圆拱、圆弧拱、马蹄拱、尖拱、蛋圆拱及椭圆拱等，著作有茅以升的《中国古桥技术史》和唐寰澄的《中国技术史桥梁卷》[2]。拱券在建筑运用上，多以半圆拱、圆弧拱和双圆心拱作为建筑结构，其中双圆心拱砌筑工艺最为复杂，多运用在宫门等官式场地，如北京明十三陵的拱券结构多采用双圆心拱[3]。

3.2 拱券形式及其做法

靳氏一号民居屋顶小拱券砌筑方法与传统拱券砌筑方法类似。首先采用毛石进行墙体的砌筑达到一层所需高度，在建筑中山墙厚约1000mm、内墙厚约600mm，以达到稳固支撑效果。在山墙之间进行梁模板和钢筋的搭建，再进行混凝土的浇筑形成梁的建造。在两梁之间用砖块进行填充形成圆弧状结构体系，由此便形成小拱券形式屋顶，以达到承受竖向荷载。二层屋顶依旧采用此方法，在屋顶上进行找平后以石板进行覆盖，由此形成外观由石头建成的民居。形成外是毛石和石灰砌筑的石头墙体，内为带有小拱券形式砖石屋顶的传统民居。

靳氏二号民居为三开间一层结构，由砖石共同砌成，砌成带有半圆式大拱券形式的屋顶，墙由石头建成，用石灰砂浆进行填充，其中门窗也带有拱券形式。在窑洞、桥涵或庭院大门建筑中，常采用砖石拱券的方式，这些拱券顶部一般比半圆拱券顶部稍微高些，呈抛物线形，显得秀丽大方。文献[4]以五眼窑洞为例提出锢窑拱券砌筑技艺，与本文不同的是窑洞的砌筑材料多用于砖，而相较于本文提出的石头窑洞砌筑工艺较为简单，石头窑洞工艺方面则要求更高。靳氏二号民居在砌筑材料使用上多采用毛石砌筑，主要表现在窑洞中前墙、后墙、山墙、窑腿，用石灰作为粘接材料。拱券的砌筑按施工顺序可分为以下五个步骤，即搭建拱券支架、砌砖、拆模具、合龙口、填充八字壕沟与屋顶覆土。填充八字壕沟与屋顶覆土均采用毛石进行填充，一是节约砖，二是毛石可方便取材，同时在屋顶用石板进行覆盖。乡土建筑是劳动人民在长期生产实践中为适应自然条件与人文环境的一种创造，时当时社会状况、生产方式和营造技术等结合的建筑技艺，产生独特的民居文化[5]。

3.3 张老湾村拱券形式分析

在靳氏一号民居出现的小拱券式屋顶，钢筋混凝土梁横跨在内墙和外墙之上，两梁中间以砖砌成拱券形式，屋顶由多个小拱券组成，如同波浪形式，再在拱券上进行找平形成第二层地板。连续的小拱券形式楼板作为靳氏一号民居的特殊结构（但不是张老湾村所独有，在沁阳市其他地区也曾出现）因其尺寸小、施工难度低、易测量，使得拱券形式更接近圆弧形状，为单圆心拱券。在此建筑中也存在其他拱券建筑结构，如拱门以及拱窗的出现。

在靳氏二号民居中，开间尺寸3.6m，拱券矢高约有2.1m，依据拱券尺寸区别于其他拱券尺寸，得出拱形更符合三圆心拱券的结论。将三圆心拱券运用在民居建造中，使得建筑空间更加开阔，拱券上半部分为圆形拱券，区别于双圆心拱券的尖顶（如在清代裕陵地宫金券月光墙采用双圆心拱券），在拱券下半部分则是用半径更大的圆弧与墙连接，增加挑高，同时区别于半圆拱，将室内空间显的更加开阔，如表5所示。

表5 拱券形式与实例

4 结语

张老湾村位于山区，受到自然环境、社会经济、历史文化、生活方式等影响创造出适合居民自身的生活环境。当地人不仅就地取材，还善于运用人造建筑材料进行建筑建造技术方面改造。利用自然环境，借助地形方便两层楼房通行。其中靳氏一号民居砖的合理使用出现以小拱券和梁形成的屋顶，这相较于现代屋顶减少混凝土、钢筋的使用，节省了材料。靳氏二号民居则是以砖砌成采用三圆心拱券，得到更大的挑高，空间之大给人一种豁然开朗感。这两种民居在选材和材料的使用上有着独到的见解，都体现劳动人民的建筑智慧。