太行山区井陉县石砌民居特征研究_张大玉.pdf

Construction Technology营造技术7张大玉1 龙林格格2 甘振坤*（1 北京建筑大学 校长 教授 博士生导师）（2 北京建筑大学建筑与城市规划学院 博士研究生）（3 北京建筑大学建筑与城市规划学院 讲师）#基金项目：国家自然科学基金重点项目（51938002）;国家建设高水平大学公派研究生项目（202008110280）;北京建筑大学青年教师科研能力提升计划（X22025）资助 摘要 井陉位于冀晋交界的太行山腹地，当地分布广泛、保存完整的石砌民居，不仅反映出太行山区独特的生产生活方式和民居营造技艺，更是晋冀两地历史文化的物质缩影。本文首先从自然生境和人文特征两个方面对当地石砌民居的生成环境进行分析，并以结构类型为依据，将石砌民居建筑划分为石木房与石窑两种类型；其次，深入剖析其结构体系、平面布局以及立面形制特征；再次，分析石砌民居的院落组织特征，阐述其构成要素与功能，总结石砌民居院落空间形态特征；最后，通过在地适应和文化传播两个方面对石砌民居所蕴含的文化特征加以阐释。本文旨在通过井陉对河北太行山区石砌民居特征进行解析与凝练，为当地乡土建筑保护、传承与活化利用，重塑乡土文化认同提供参考依据。ABSTRACT:Jingxing County is in the hinterland of the Taihang Mountain area at the junction of Hebei and Shanxi Province.The widely distributed and well-preserved stone-built dwellings not only reflect the unique production,living style,and technique of building dwellings in the Taihang Mountains but also are a material microcosm of the history and culture of Shanxi and Hebei.This paper first analyzes the environment of local stone-built dwellings in terms of natural habitat and human characteristics and classifies the dwellings into two types:stone-wood buildings and vault-stone buildings based on a structural system;secondly,it expounds on the structural system,plans layout,and faade form;thirdly,it explores the composition and functional organization of the courtyard space,and summarize the characteristics of the courtyard space;finally,it explains the cultural characteristics of the stone-build dwellings in two aspects:local adaptation and cultural transmission.The purpose is to systematically interpret and summarize the characteristics of stone-built dwellings in the Taihang Mountains of Hebei,providing a reference basis for the preservation,inheritance,and revitalization of the local vernacular architecture and reshaping vernacular cultural identity.关键词 石砌民居；太行山区；井陉；石木房；石窑KEY WORDS:Stone-build Dwellings;The Taihang Mountains;Jinxing County;Stone-wood Buildings;Vault-stone Buildings太行山区井陉县石砌民居特征研究#Research on the Characteristics of Stone-Built Dwellings at Jingxing County in the Taihang Mountains 引言从古至今，天然石材因其抗压强度高、耐用、美观、易成型等特性，极大地满足了人们对房屋坚固性的要求，被广泛地应用在民居建筑中。石砌民居凭借突出的物理性能，长久地记录并保存丰厚的自然与人文信息，具有较高的历史、科学和美学价值。北起北京西山，南至王屋山，以西为黄土高原，以东为华北平原，横跨北京、河北、河南和山西四省（市）的太行山区，是中国北方土石山区的典型代表。山区的土层较薄，植被覆盖率低，木材产出少，而地层构造清晰，岩石裸露，拥有丰富的天然石材资源，由此，生成了大量石砌建筑。石砌民居在空间布局、结构体系、构造与材料等方面受到地域自然环境、思想观念、文化风俗等影响，呈现出鲜明的建造特征，不仅向人们展示着地域文化和营建技艺，从更大范围来看，更是记录下了太行山地区的文化传播与交流脉络。井陉县位于晋冀交界的太行山腹地，沟通太行山东西两侧的华北平原与黄土高原，自古以来在军事、商贸、移民等方面都占据着显著地位，当地人将行为需求、价值观念和文化意识转为物质形式，集中反映在民居建筑上，成为晋冀两地历史文化缩影。本文以河北井陉县石砌民居为研究对象，归纳民居类型，从结构体系、建筑平面形制、立面形制、院落组织等方面由小及大阐述其特征，并凝练其文化内涵。Construction Technology营造技术81 石砌民居的生成环境与类型1.1 自然生成环境井陉县隶属河北省石家庄市，西与山西省阳泉市、晋中市接壤，因“四面高，中央下，如井，故曰井陉。”1域内山峦起伏，沟壑纵横，断裂明显，形成千沟万壑的地貌。属于暖温带半湿润大陆性季风气候带，表现为四季分明，日照充足，雨热同季2。由于地处太行山东麓迎风面，夏季易发大水，乔木难以生长，无法提供充足且优质的木材。而岩石外露的山体，覆盖着大量石灰岩，其硬度适中，极易进行人工开采，石块多呈灰色或灰黑色，块形大而整齐，棱角平滑，具备较好的物理与力学性能，为房屋建设提供了天然的建筑材料。1.2 人文生成环境从社会结构和风俗信仰来看，河北的宗族组织并不发达3，家庭结构多以核心家庭或直系家庭的小家庭为主，对房屋居住要求简单，居住形态较为稳定。世俗性和功利性的风水观则在一定程度上左右了建筑空间组织。从交通与经济廊道来看，井陉作为太行八陉之一，西接山西平定固关，东连鹿泉土门关，连接了太行山东西两侧农商最为繁荣、文化颇为昌盛的华北平原与汾河盆地4，有着“冀晋通衢”的称号。明清时期更是成为商贾、驿递通行的大动脉，推动了晋冀文化的交融与渗透。从移民与迁徙来看，明朝初期，战乱致使河北地区人口骤减，为了恢复生产，从洪武到永乐时期的 50 多年间，井陉所在的真定府接受了超过 20 万移民5，且绝大部分来自山西6，人作为最可靠的传播媒介，为井陉带来了相当程度的文化侵染，形成了紧密的文化共同心理。1.3 石砌民居类型井陉县现存的石砌民居修建于明、清及民国时期，在自然条件与历史文化的双重作用下，石材成为最主要的建筑材料，由此影响了当地建筑结构的选择，发展出了石木结构与石拱券结构两种结构类型，并生成了两种石砌建筑类型石木房与石窑，同时，衍生出了窑楼式建筑。这两类石砌民居在建筑平面布局、立面形制以及院落组织上都深受结构影响，表现出鲜明的建筑特征。2 石砌民居的结构体系2.1 木架搭石墙：石木结构体系石木结构体系经历了由传统木结构向木梁架与石承重墙混合建造的结构体系的转变。早期民居遵循“四梁八柱”的木结构原则，由前后檐柱承梁、山墙承檩，具有良好的稳定性。但当地林木资源匮乏，随着石砌技术的成熟，省去木柱，直接由石墙来承担上部木梁架及屋面荷载。然而，墙体承重的方式会导致“墙倒屋必塌”，为了提高墙体稳定性，石墙遵循双层墙体、下大上小的砌筑方法和规律。根据加工处理程度的不同，石材大致分为方正块石、平毛石以及乱毛石三种，为有效承载上部荷载，石墙厚度要做到 450650mm，由内、外两层墙体组合砌筑而成（图 1），最常见的为外半墙用平毛石砌筑，内半墙用乱毛石，有“外整内碎”的特点。同时，为了避免内外墙分离，每隔 23 层需设置贯穿内外墙体的满墙石，加强墙体横向拉结能力。若石材平整，可采用干砌法，缝隙中插入小石块做垫缝、补缝之用7，若石材之间的缝隙较大，则用黄泥浆砌法。两种方式均按石块承受荷载的大小，将大块石材置下，小块石材在上，错缝搭接砌筑。墙体上方的木屋架，有平顶梁架和坡顶梁架两种。平顶梁架构造形式简单，依次往上为梁、檩条、椽子、黄泥苫背以及炉渣灰屋面层。坡顶梁架结构以抬梁式为主，常见为五架无廊式，多为硬山式双坡屋顶，坡度在 2030间。当地民居因材施用，讲究“大料大用，小料小用，弯料弯用”，并对构造进行一定程度的简化，如采用并不完全笔直但粗壮的木材作为主梁，通过调整瓜柱或增加木垫层来统一檩条高度，只设金檩和脊檩，图 1：墙体构造图 2：石木结构民居比较Construction Technology营造技术9不设檐檩等。实际上，“木架搭石墙”的结构做法在山西地区也颇为常见（图 2），由于自然环境与经济发展水平略有差异，两地存在一定区别，如山西地区设檐檩，屋顶坡度更小，苫背采用本地易得的高粱秸秆或藤条等。但总体而言建造逻辑一致，结构体系的相似性程度较高。2.2 石块咬合攀联：石拱券结构体系石拱券结构可以抽象的分为上下两个部分，下部分是石砌体结构，即窑腿部分，上部分为拱券结构，即拱身部分，两者共同砌筑成跨空砌体，利用石头间相互咬合攀联，形成一个整体8，依靠拱券将重力和压力沿券传递至两侧的窑腿9，构成安全性能良好、坚固耐久的结构体系（图 3）。窑腿的受力与其所处的位置相关，最外侧的墙体需要承托较大的侧推力10，其厚度大，介于 9001350mm 间。当拱券以组合形式存在时，拱体内的弯拉力会转化成压力，让中间拱券侧推力相互抵消，受力更加均匀11，中间窑腿的厚度相应降低，在450700mm 不等。拱身结构的受力则与拱券跨度和拱矢息息相关，当拱矢与拱券跨度的比例（高跨比）大于 0.5 时为双心圆拱，受力最为合理，且其拱跨与矢高比例相对灵活，形成的空间更为自由，现今以居住功能为主的石窑，基本采用双心圆拱的拱身形式；高跨比等于 0.5 时为半圆拱，最易成型，施工方便，是早期石窑常用的拱身形式，其侧推力较大，随着双心圆拱的出现，现已较少使用；小于 0.5 时为弧形拱，用料少，但拱券受力大，结构最不稳定，多应用于不住人的储藏间（图 4）。此外，拱券主体结构完成后，需要在其顶部进行覆土处理，以加固结构并提高建筑的热工性能，其厚度通常在 1m 以上，最高可以达 2m。3 石砌民居的平面布局3.1 紧凑复合：石木房平面布局受山地条件限制，石木房的平面表现为开间小，进深浅，功能复合。23m 开间和35m 进深布局，与山西太行山区石头房的尺寸近似 12。开间数量根据所处基地可建设用地的大小以及户主经济能力和实际需求确定，一般正房和倒座为三开间或五开间，厢房为两开间或三开间。由于室内空间有限，开间之间往往不做隔断，利用火炕划分出私密空间与公共空间，空间使用方便，功能布置灵活（图 5）13。3.2 厚墙窄跨：石窑平面布局石窑按平面布局分为纵窑与横窑。纵窑由几个沿拱券纵深方向并联布置的窑洞组成，拱券跨度为开间尺度，为 24m，进深介于3.56m。由于纵窑室内被厚窑腿占据了较大面积，空间布局局促。纵窑窑孔数量常为单数，图 3：石窑结构剖面图图 4：拱身结构类型图 5：石木房平面布局图 6：石窑平面布局Construction Technology营造技术10以 3 孔窑洞为主，有两种组合形式：每孔相互独立，各自对外开门；每孔内部相互连通，对外开门数量不等。一般中间窑孔为起居室，两侧窑孔为卧室，布有火炕。横窑是为解决场地进深问题，将纵窑横向放置产生的平面布局模式。将不承重的两个端头封住，在窑腿上开门窗 14，通常为单孔窑洞（图 6）。此时拱券跨度变为窑洞进深，介于 35m，面阔为 912m。由于没有中间窑腿，空间变开敞，在一定程度上增加了使用面积和布局灵活度，更符合居住需求。4 石砌民居的立面形制4.1 丰富多样：石木房立面形制为了降低建房成本，多数石木房只在正立面用形状规整的方正块石装饰，其他立面则用毛石块砌筑。块石墙面整齐美观，整体性和韵律感较强，毛石墙面处理较为粗糙，表面凹凸不平，风格粗犷。正立面门窗数量多为“一门两窗”或“一门四窗”，采用拱形门窗或矩形门窗，其窗格样式以简约的几何图形为主，如方格、回字纹、直棂等，明显区别于山西精细的雕花窗扇。屋顶部分，有平顶或硬山坡屋顶，坡顶铺合瓦或干槎瓦。考虑到防御需求和气候条件，后檐墙和山墙一般不开设门窗15。结合建筑高度、墙体材料及屋顶形式可将石木房正立面及山墙面归纳为如图 7、图 8 所示的几种类型。4.2 要素鲜明：石窑立面形制石窑立面延续了拱券特征，表现形式与结构具有一致性。正立面呈现两种典型形制，一是正立面能够清晰辨识窑腿及拱券：门窗设在同一个拱券内，通常为“一门一窗”，门与窗分别单独发券，独立砌筑；门窗设在一个拱券内，且直接以拱券为洞口，不再单独发券；门窗分别设在不同的拱券内，如三个纵拱相连，中间拱券设门，两侧的拱券设窗或门。第二种类型立面虽没有直接体现拱形结构，但为了承受上部压力，门窗洞口多做半圆拱，无形中提升了石窑的辨识度（图 9）。此外，对于窑楼式建筑立面，为了避免从下往上仰视时上层建筑不会因为视线变形图 7：石木房正立面形式图 9：石窑正立面形式图 8：石木房山墙立面形式图 10：窑楼式建筑正立面形式而显得矮小，上层建筑脊高往往比下层石窑高，且大多数还会对二层建筑采用出前廊的布局，有意识的将二层建筑向后退，调整建筑比例，既避免对院落产生压迫感，又凸显二层的存在感（图 10）。5 石砌民居的院落组织5.1 齐全有序：院落功能构成在井陉，石木房和石窑共同组成了石砌民居院落，具有典型的北方合院特征，构成要素包括正房、东西厢房、倒座、附属用房、庭院、院门及院墙等，功能紧密围绕日常生活和农业生产展开。对于日常生活而言，正房作起居、会客及长辈居住之用，多为单层石窑或窑楼式建筑，通常是院落中形制最高、体量最大、高度最高的建筑，位于院落核心位置；东西厢房以石木房为主，东厢房为长子居住，西厢房依据各家庭需求，可做次子卧房、厨房使用，如设二层，则做储藏之用；倒座等级最低，也常为石木房，作为仆人房、客房或碾房使用；院门结合倒座房设置，占Construction Technology营造技术11第二，受山地形态制约，一方面，院落沿平行等高线布局，背靠山体，面朝河谷或山谷，形态自由，空间组织模式表现为四合院和三合院，以及少量二合院落及敞院（表1）。另一方面，台地进深决定了组合院落的布局方式，进深大则布置为串联式两进院，进深小则调整成并联式两跨院。第三，起伏地势促使院落空间在垂直方向进行拓展，面对院落外不同程度的高差，通过提高勒脚、筑台、垫层等建筑接地方式（图11），形成多种院落竖向组织模式。例如，当院落地平与院外临街一侧超过 2.5m 以上的较大高差时，沿街建筑通过垫高一层至与院内地平等高来抵消院内外高差，通常下部采用结构稳定的石窑做基础，面向街巷开口，做沿街商铺、牲畜圈、储藏室等用途，上层砌石木房朝向院内开门，与院内其他建筑共同组成“叠院”（图 12），有助于缓解山区用地紧张，提高空间使用效率。此外，儒家礼法制度也在一定程度上影响着院落组织，平面构图虽不完全规整，但始终遵循以轴线为基础，以对称为原则的基本法则，并将居中者为主、侧为辅、左为上、右为下，前为轻，后为重的等级序列，并直接对应到各个房屋的使用功能。同时，由低至高的竖向组织，也凸显了建筑的主次地位。6 石砌民居的文化映射从建筑人类学的角度来看，建筑是文化的物质表达16，是一种被物化了的抽象形式。因此，在剖析民居的技术与空间特征的同时，还需要追根溯源，挖掘其物质表征背后的文化内涵与影响机制。井陉县石砌民居在自然与社会维度的双重制约下，其文化映射包含两个方面：在地自然与人文环境的应变机制，以及外来文化与技术传播扩散影响。6.1 在地适应：自然与社会环境的应变在地适应映射出建筑与自然、与社会（人）应变而形成的文化，井陉石砌民居正是太行表 1 院落组合形式与特征类型院落布局组织原型院落布局组织模式特征四合院四周均有建筑，两边厢房对称。院落私密性强，热工性能好，通风一般。四合院会根据地形条件演变出包括单进院、二进院和两跨院的多种平面组合类型。三合院正房和两侧厢房围合成院落，再根据需要设置围墙和大门。三合院的正房通常为三开间，厢房设置在左右两侧，不一定完全对称。这种形式既可节约土地，也能保障院落较好的热工环境。二合院在正房的一侧或对面建房屋，一般为两开间或三开间，做储物用。敞院没有配房的院子，只设正房，一般为石窑，通常为三开间。图 11：建筑接地方式图 12：叠院据一个开间，布置在掌管事业运势的东南方或家族运势的正南方为最佳；院墙与房高齐平或突出，起一定防御作用；厕所设在院落外，防止污浊的气体进入院内。针对农业生产活动，设有专门储存粮食和存放生产工具的附属用房，也有用作生产生活活动以及晾晒粮食的庭院空间，此外，平屋顶也被用来晾晒粮食，以解决庭院场地不足的问题。5.2 灵活集约：院落空间布局院落空间布局受地形地貌影响，表现在三个方面，第一，土地资源的紧缺使院落面积受到限制，单体院落占地面积约为120300m2，长宽比为 1:11.5:1，庭院面积占总面积的 20%30%，布局紧凑，围合感强。Construction Technology营造技术12图表来源文中图表均由作者自摄、自绘参考文献1 李吉甫.元和郡县志卷二十一M.北京：中华书局,1983.2 河北省地方志编纂委员会.河北省志第 3 卷自然地理 M.石家庄：河北人民出版社,1993.3 陶自祥.分裂与继替：农村家庭延续机制的研究兼论农村家庭的区域类型 D.华中科技大学,2013.4 李慧心.河北井陉大梁江聚落与建筑研究 D.西南交通大学,2012：4-5.5 韩晓云.明清河北方言语言研究 D.华中师范大学,2015：137-139.6 曹树基.中国移民史第五卷明时期 M.福州：福建人民出版社,1997：216-242.7 李凌旭.地域特色背景下的冀中民居材料与构造研究 D.河北工业大学,2016：36.8 李媛昕.太原店头古村石碹窑洞建筑营造技术分析D.太原理工大学,2013：40-43.9 傅熹年.中国科学技术史建筑篇 M.北京：科学出版社,2008.10 王崇恩,李媛昕,朱向东,荆科.店头村石碹窑洞建筑结构分析 J.太原理工大学学报,2014,45(05)：638-642.11 梁健.晋中地区山地传统村落营造技术研究 D.太原理工大学,2016：60-66.12 李瑞琪.山西省高平市传统民居营造技艺研究 D.北京交通大学,2019：29-30.13 甘振坤.河北传统村落空间特征研究 D.北京建筑大学,2020：190-193.14 郑旭.晋南乡宁县云丘山传统民居和石砌锢窑营造技艺研究 D.北京交通大学,2017：54.15 宋海波.豫北山地传统石砌民居营造技术研究 D.郑州大学,2012：12.16 路易斯H摩尔根,秦学圣等译.印第安人的房屋建筑与家室生活 M.北京：文物出版社,1992.17 周泓铎.文化传播学通论 M.北京：中国纺织出版社,2005.山区地理地貌、自然资源、气候条件以及当地生产关系、社会结构、礼法秩序以及风俗信仰等因素应变的结果。自然作为具体且客观存在的对象，建筑与自然的关系反映建筑如何应对和利用自然。一方面，为适应以石材为主的自然营造材料，结构体系发展出了石木结构和石拱券结构，确定了建筑类型和运用范围：石窑整体性强、坚固耐用，多应用在需承受多层荷载的居住建筑上；石木房构造简单、建造便捷、经济实用，在山区运用场景更为广泛多变。另一方面，面对千沟万壑的地形地貌，山地建筑通过沿坡筑台等各类接地方式来适应地形，院落竖向组织上通过“叠院”解决院内外高差问题。此外，院落规模偏小、形态自由，建筑平面紧凑复合，也是对土地资源短缺的响应。建筑与社会（人）的关系主要体现在建筑如何面对和表达经济发展、社会秩序、精神信仰等。其中，核心家庭结构左右了民居的建造规模、尺寸及组合形态，以小而全为特征，同时，受儒家礼法制度的支配，“长幼有序、尊卑有别”的等级关系外化于建筑之中，深刻影响了包括中轴序列、对称布局在内的院落空间组织关系，也相当程度的影响了房屋形制及装饰。风水则调试了功能布局，如正房的朝向为“相对”南向，并在其相对的东南向或南向开设院门。而经济条件导致建筑构造和细部在不同家境人家的显著差别，如以平屋顶建筑为主，构件就地取材，用荆芭制作的望板、用炉渣铺设的屋面等多出现在普通百姓民居中。6.2 传播扩散：文化与技术的影响从地域视角看，太行山区作为相对封闭的地理单元，近似的自然环境为建筑提供了较为一致的衍生条件。在此基础上，交通廊道（太行八陉）、相邻区域的边界融合以及特定时期、特定来源的移民迁徙，为该地区提供了两条重要的文化传播路径：一是井陉，二是山西移民。文化传播与交流对建筑产生深远影响。具体来看，晋冀之间存在一定的经济与文化势差 17，为文化传播和扩散提供了必要条件，强势的山西建筑文化由商人、移民等载体通过传播廊道流入弱势的井陉地区，使得井陉与相邻的山西地区民居的建筑表现为“大同小异”的特征。其中，“大同”体现在两地民居在类型、功能和结构的选择相似，形制、构造相近，空间组织相承，如石墙的建造均由内外双层石墙砌筑而成，皆利用垂直空间来组织院落空间等。“小异”则来自于两地经济水平和社会发展的差异，致使建筑形制与细部特征的分异，如木屋架形制上，井陉县常见的是省去檐檩的简易抬梁式，而山西地区更倾向于标准的抬梁式；山西石窑多设有抱厦、叠涩出檐、砖砌女儿墙等，其屋脊、门窗、压窗石以及墀头等构造均有精美雕刻，以突出其身份地位，而井陉石窑则简化或直接省略装饰，以满足基本的生产生活需求为主。总体而言，文化为区域建筑生成和演化提供了同一且稳定的环境，促使民居特征趋同化，而微观环境导致的建筑分异则是文化经过在地适应产生的外在表现形式。结语综上所述，在少木多石的自然条件和传播融合的晋冀文化影响下，井陉县孕育了石木房与石窑两类石砌民居建筑，它们是当地百姓遵循社会结构和经济条件，应对山地环境、利用自然材料营建庇护之所的结果。其就地取材的石材运用，稳定便捷的结构体系，紧凑高效的平面布局，简洁明了的立面形式，灵活丰富的空间组织，无不体现了民间朴素的生存智慧。井陉县地处重要的军事、经济、文化通路，长期面对动荡的社会环境，外来文化与本地习俗不断融合，形成较为稳定的民居建筑类型，最终产生一种被集体认可的营造文化，持续不断地被繁衍和传承。