抗震導(dǎo)向下的四川鮮水河流域崩空民居建筑形式演變研究

聶倩，張群，成輝/NIE Qian, ZHANG Qun, CHENG Hui

鮮水河為雅礱江左岸支流，自北向南跨越了四川甘孜藏區(qū)境內(nèi)的色達、爐霍、道孚、新龍縣等地，是我國西南橫斷山區(qū)重要組成部分。受山川并行地形條件的制約，歷史上西南各民族以特定流域進行遷徙和定居，構(gòu)成了南下北上的民族交融通道。依托鮮水河各支流形成的聚落群（圖1），目前，仍保留有大量河谷型少數(shù)民族傳統(tǒng)村寨（圖2），它們地域特色鮮明，民族內(nèi)涵豐富，例如，我國第二大走婚部落扎巴臧人聚居地就位于鮮水河扎巴大峽谷1）。同時，鮮水河流域處于鮮水河斷裂帶腹地，地質(zhì)活動頻繁，以該流域為中心分布的崩空民居，在長期演變過程中具有較強的抗震性能。探討以提升抗震性能為導(dǎo)向的鮮水河流域崩空民居演變可以清晰解讀該地區(qū)傳統(tǒng)建筑是如何通過建筑形式逐步優(yōu)化達到對橫斷山區(qū)特定地質(zhì)環(huán)境的高度適應(yīng)。

1 鮮水河流域聚落分布圖

2 鮮水河流域山間河谷型崩空民居藏寨

3 墻承重為主體的崩空民居

1 崩空民居建筑研究概述

崩空民居是一類以抵抗地震破壞為主導(dǎo)，基于井干式結(jié)構(gòu)，逐漸融合了密梁平頂式、穿斗式等結(jié)構(gòu)形式，形成的高臺式藏族民居。 “崩空”2）一詞來自藏語，“崩”指“木頭架起來”，“空”是“房子”的意思，“崩空”，指木頭架起來的房屋[1]。當(dāng)?shù)夭孛駥⒈揽彰窬又?，由一個井干式結(jié)構(gòu)構(gòu)成的空間稱為一個“崩空”，它是該類建筑中界定空間的基本單元，并根據(jù)“崩空”數(shù)量的多少將崩空民居建筑大致劃分為兩類：一類夯土或石砌外墻為主要承重結(jié)構(gòu)，在二層局部點綴1～2個“崩空”作為主要居住空間的建筑（圖3）；另一類是以木框架與多個“崩空”形成的復(fù)合式承重結(jié)構(gòu)建筑（圖4）[2]。

崩空民居建筑的研究成果多見于1980年代以后?！端拇ú刈褰ㄖ穂3]《四川藏區(qū)民居圖譜—甘孜州康東卷》[4]等，選取了甘孜縣、道孚縣典型的崩空民居進行測繪分析；《四川建筑文化》[5]從藏族文化視角對以道孚民居為代表對鮮水河流域內(nèi)的崩空民居建筑形態(tài)特征進行了研究；《中華民居》[6]一書從建筑類型上，將其歸于高臺類住宅——川藏藏式碉房； 《康巴藏區(qū)崩空的類型、演變與地域性分布》[1]《川藏線上的木制民居“崩空”式建筑》[2]等，以崩空民居為研究對象，初步梳理了其建筑類型、分布范圍及演變過程；《康巴藏區(qū)多林木地區(qū)藏式民居建筑文化及保護發(fā)展策略研究—以爐霍民居為例》[7]。淺析了爐霍地區(qū)崩空民居的歷史成因，建筑特色及保護策略。綜上，已有研究從崩空民居生成環(huán)境、類型及演變進行了初步分析，但未梳理出以抗震為導(dǎo)向下崩空民居建筑形式演變的清晰脈絡(luò)。

特別是近年來我國西南橫斷山區(qū)地質(zhì)運動活躍，建筑受災(zāi)嚴重3）。根據(jù)2008年四川汶川8.0級地震災(zāi)后調(diào)查表明：中山峽谷地區(qū)墻承重式民居受損情況最為嚴重[8]，既有民居建筑結(jié)構(gòu)形式優(yōu)化必要性的明顯。本文基于地震對鮮水河流域民居建筑的破壞分析，梳理了崩空民居基本建筑形式、演變過程及演化類型，重點研究抗震導(dǎo)向下的鮮水河流域崩空民居建筑形式演變特點及營建經(jīng)驗，這對探討西南橫斷山區(qū)傳統(tǒng)民居建筑形式優(yōu)化和抗震性能提升具有參考價值。

2 地震對鮮水河流域民居的破壞分析

四川鮮水河斷裂帶是中國大陸境內(nèi)動力作用環(huán)境和地殼運動變形最強烈的斷裂帶之一[9]，西起四川甘孜東谷北，經(jīng)爐霍、康定，南達石棉，長約400km。自1630年以來，鮮水河地震帶上發(fā)生7級以上地震高達9次，帶來的幾乎是藏族土石民居極大面積的坍塌（表1）。這是因為以應(yīng)對青藏高原極度干燥寒冷氣候的藏式傳統(tǒng)碉房民居多采用密梁平頂式結(jié)構(gòu)形式，在抵抗地震水平波反復(fù)沖擊力方面顯得尤為脆弱。

密梁平頂式碉房民居平面多呈方形，內(nèi)外墻用夯土或石片砌筑，并與縱向排列的木柱、密肋梁共同承重[6]，建筑的檁條和椽子實為一體，柱上架梁，梁上直接鋪椽子，不用檁條過渡，構(gòu)成夯土平屋頂[10]。其形式抗震性能差，主要體現(xiàn)在：第一，建筑豎向荷載傳遞路線為“荷載-密椽-墻體/梁柱-地基”，上下樓層內(nèi)柱并不通為一體，甚至有些錯位，存在立柱直接置于樓層之上的現(xiàn)象，內(nèi)部結(jié)構(gòu)整體性差；第二，梁柱節(jié)點的交接采用藏式的雀替結(jié)構(gòu)，構(gòu)件層層疊置，并以暗銷連接，從上至下為“梁-弓木-墊木-斗-柱頭”[11]，這種構(gòu)造方式能在一定程度上提高梁的抗彎和抗剪能力，然而，縱向排列的內(nèi)柱橫向并未設(shè)置可靠連接構(gòu)建，折斷或梁柱遭到節(jié)點破壞是比較常見的現(xiàn)象，且夯土平屋頂自重大，易造成屋蓋失穩(wěn)、內(nèi)部坍塌（圖5）；第三，墻體生土材料存在抗彎、抗剪、抗拉性能差的缺陷，使得建筑抗震性能方面存在先天不足。

3 崩空民居建筑基本形式

長期地震檢驗發(fā)現(xiàn)，井干式結(jié)構(gòu)建筑具有良好的抗震性能。其建筑構(gòu)造做法為: 將原木一分為二，兩端作凹槽為榫卯，四角呈十字形咬合，墻身通過原木層層疊置而成[13]，抵抗橫向破壞力作用明顯；墻身下設(shè)木構(gòu)圈梁置于土石基礎(chǔ)之上，屋頂構(gòu)造做法與藏族密梁平頂式碉房基本相同，墻上架梁，梁上鋪椽，最后覆土（圖6）。這種結(jié)構(gòu)形式耗材大、空間小、不利開窗，一般作為鄉(xiāng)村農(nóng)牧民的儲藏空間，獨立放置于主體建筑外。

藏民嘗試在碉房民居內(nèi)，取井干式結(jié)構(gòu)墻身部分放置于建筑內(nèi)部作為糧食儲存和主要居住空間，形成了由井干式結(jié)構(gòu)與密梁平頂結(jié)構(gòu)構(gòu)成的房中房式碉房民居（圖7b）。隨著建筑內(nèi)部，由井干式結(jié)構(gòu)構(gòu)成的“崩空”數(shù)量的增多，為降低建筑自重、簡化施工，井干式結(jié)構(gòu)逐漸取代所在空間的外墻和角柱。結(jié)構(gòu)上，它既是空間劃分的圍護結(jié)構(gòu)，又是豎向承重結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了井干式結(jié)構(gòu)與密梁平頂式結(jié)構(gòu)的整合；外形上，“崩空”木墻外露，打破了藏式碉房土石外墻厚重感，進而演變成一類全新的碉房民居類型——崩空民居（圖7c、圖8）。

藏式碉房夯土平屋頂自重大，密椽直接置于井干式結(jié)構(gòu)墻身之上，單薄木墻抗壓能力差，容易導(dǎo)致井干式結(jié)構(gòu)變形，弱化其結(jié)構(gòu)抗震性能。其次，建筑采用井干式結(jié)構(gòu)和密梁平頂式結(jié)構(gòu)共同承重，豎向荷載傳遞路線為“荷載-外墻/梁柱/崩空-地基”，井干式結(jié)構(gòu)底部圈梁放置于外墻和內(nèi)柱之上，上下層結(jié)構(gòu)未形成實質(zhì)的咬合關(guān)系。再者，井干式結(jié)構(gòu)墻身作為建筑內(nèi)部劃分的結(jié)構(gòu)，無法滿足大空間用房的需求。因此，如何彌補井干式結(jié)構(gòu)抗壓不足的劣勢、實現(xiàn)結(jié)構(gòu)豎向的整合，以及空間水平擴展，是崩空民居進行演變的動力。

4 建筑形式演變過程

以提升建筑抗震性能為主導(dǎo)的建筑形式演變，經(jīng)歷了井干式結(jié)構(gòu)與木框架結(jié)構(gòu)的整合到分離、到多結(jié)構(gòu)并存的過程：

表1 清末至今鮮水河斷裂帶典型地震及建筑受災(zāi)情況表[12]

4 以木框架與“崩空”為主體的崩空民居

5 廢棄密梁平頂式碉房

6 單純井干式建筑

4.1 立柱-穿斗式引入

為突破井干式結(jié)構(gòu)對橫向空間限制、彌補豎向承重不足，將井干式結(jié)構(gòu)四角通過立柱來連接墻身和承載豎向荷載，實現(xiàn)多個“崩空”的組合及多個“崩空”單元體整合成一個大的箱型空間的目的，多用于沿街的商業(yè)建筑和山地的聯(lián)排住宅（圖9）。其具體構(gòu)造做法為：在立柱上挖槽榫，再將半圓木兩端插入立柱的凹槽內(nèi)，做成平身柱榫卯結(jié)構(gòu)，層層橫木疊置依然保留“崩空”木墻體形式，建筑四角用轉(zhuǎn)角柱榫卯連接，“崩空”四角立柱與建筑內(nèi)部其他立柱以穿枋相連，提升建筑內(nèi)部橫向的整體性（圖10）。然而，這種取代井干式結(jié)構(gòu)四角咬合構(gòu)造的改造方式，使得建筑在受到地震水平?jīng)_擊波時成為了脆點，結(jié)構(gòu)容易扭曲而遭受破壞（圖7d）[1]；其次，建筑在長期的使用過程中，由于屋頂自重和建筑開間均較大，底部夯土/石砌外墻容易發(fā)生開裂和不均勻沉降，增加建筑向下凹陷的危險。

7 崩空民居形式演變分析圖

8 基本型崩空民居

9 山地聯(lián)排型崩空民居（立柱引入）

4.2 框架式整合

為提升立柱間的耦合，將立柱的兩端三向開榫，引入漢族的梁枋構(gòu)造，形成“柱-梁-枋”三維木結(jié)構(gòu)（圖11），類似于燈籠架形式，將整個樓層連接成為一個完整的框架結(jié)構(gòu)，而墻體仍采用橫木層疊而成，實現(xiàn)了崩空民居水平向結(jié)構(gòu)的整體化。建筑底層外墻不再承受二層及以上的荷載，從上至下，層與層之間的立柱采用一一對應(yīng)疊置的方法，實現(xiàn)豎向力從柱至柱的傳遞，稱為疊柱式崩空民居（圖7e）。為進一步發(fā)揮木框架結(jié)構(gòu)整體性的優(yōu)勢，一、二層立柱往往采用通柱，來實現(xiàn)建筑豎向結(jié)構(gòu)整合,為通柱式崩空民居。因此，框架式崩空民居實現(xiàn)了水平向和豎向結(jié)構(gòu)的全面整合，是建筑井干式結(jié)構(gòu)和密梁平頂式結(jié)構(gòu)共同承重向框架式結(jié)構(gòu)的演變的結(jié)果。

4.3 框架-井干式結(jié)構(gòu)并存

木框架式崩空民居立柱連接卯口多，容易導(dǎo)致構(gòu)件截面被削弱。在地震中，受水平力反復(fù)沖擊，梁柱等承重構(gòu)件容易發(fā)生傾斜、折斷，進而引起其它相連構(gòu)件的破壞，最終造成房屋傾塌。因此，在鮮水河流域地震頻率最高、震級最大的道孚、爐霍兩縣，多采用框架式與井干式結(jié)構(gòu)相互獨立的復(fù)合形式[14]，即，在木框架的“梁-柱-枋”體系內(nèi)放置一個個“崩空”單元體，結(jié)構(gòu)上兩者獨立又互相支撐。在日常使用過程中，木框架結(jié)構(gòu)為建筑豎向主要承重結(jié)構(gòu)，屋面、樓層荷載由梁檁傳導(dǎo)給木柱，井干式結(jié)構(gòu)只起到圍護作用，從而確保各自結(jié)構(gòu)優(yōu)勢的保留。這種結(jié)構(gòu)形式既避免了框架結(jié)構(gòu)立柱過多的開槽削弱柱的強度，又保留了井干式結(jié)構(gòu)十字咬合交接形式，最大程度地提升結(jié)構(gòu)的整體性和建筑的抗震性能（圖7f）。

框架-井干式結(jié)構(gòu)并存的結(jié)構(gòu)形式優(yōu)勢有二：現(xiàn)有的城鎮(zhèn)多依托河流，地下水位較高，藏式民居自身荷載較重，長期使用的主體結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)不均勻沉降，井干式結(jié)構(gòu)能充分發(fā)揮水平牽制并與之共同承重；其次，在地震災(zāi)害中，井干式結(jié)構(gòu)與木框架式結(jié)構(gòu)雙重結(jié)構(gòu)體系共同應(yīng)對反復(fù)水平力的沖擊，達到“柱傾墻未倒”的效果。此外，近年來為進一步提升建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，木框架多設(shè)雙柱式平身柱、三柱式角柱，并通過井干式結(jié)構(gòu)四角短邊放置于木框架的立柱間，使兩種結(jié)構(gòu)形成咬合關(guān)系，達到結(jié)構(gòu)最優(yōu)化（圖12）。

4.4 多種結(jié)構(gòu)衍化

隨著崩空民居結(jié)構(gòu)形式從單一向多樣衍化，鮮水河流域崩空民居多采用井干式結(jié)構(gòu)、木框架結(jié)構(gòu)、密梁平頂式等結(jié)構(gòu)形成的復(fù)合形式，以滿足藏民多樣化生產(chǎn)生活需求（圖13）。例如，建筑底層采用木框架結(jié)構(gòu)和夯土外墻共同承重，內(nèi)部空間采用木框架與“崩空”墻體組合的方式來劃分空間以存放糧食，其他空間放置生產(chǎn)設(shè)備或進行商業(yè)經(jīng)營；二層采用單純的井干式結(jié)構(gòu)組合成一個個“崩空”空間供居?。粯菍娱g采用雙層樓板形式，上層樓板置于二層井干式結(jié)構(gòu)底座的圈梁之上由夯土外墻承重，下層樓層置于檁條之上由底層木框架承重；屋頂采用密梁平頂式，或為降低屋頂自重、便于屋面排水，越來越多崩空民居建筑屋頂采用漢式木構(gòu)坡屋頂。

10 穿斗式結(jié)構(gòu)引入

11 框架式崩空民居

12 多柱式崩空民居（框架與崩空并存）

13 復(fù)合式崩空民居結(jié)構(gòu)形式分析圖（1-13圖片來源：作者自繪、自攝）

5 結(jié)語

為應(yīng)對地震這一人類無法規(guī)避的自然災(zāi)害，鮮水河流域崩空民居在持續(xù)演進中，通過建筑形式的逐步優(yōu)化，以實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)上下層和水平向的整合，達到提升建筑抗震性能和整體性的目的。體現(xiàn)在：（1）鮮水河流域崩空民居建筑形式經(jīng)歷了從單一向多樣的演變過程,以達到建筑形式最優(yōu)化和合理性分布。一次次地震試錯和檢驗中，鮮水河流域崩空民居建筑形式在基本形式之上 ，先后經(jīng)歷了立柱-穿斗式、疊柱式、通柱式、框架-井干式、復(fù)合式的演變過程。崩空民居基本形式為其他類型的原型,分布最為廣泛；立柱-穿斗式崩空民居是早期崩空民居優(yōu)化形式，立柱的引入實現(xiàn)了空間的橫向擴展，而穿斗式充分發(fā)揮了對山地形式適應(yīng)優(yōu)勢，主要分布在以道孚縣老城區(qū)內(nèi)商業(yè)街區(qū)和以甘孜鎮(zhèn)為代表的山地型城鎮(zhèn)老城區(qū)內(nèi)；疊柱式和通柱式為框架式崩空民居兩種類型，特別是框架結(jié)構(gòu)內(nèi)另設(shè)井干式結(jié)構(gòu)的建筑形式，在道孚、爐霍兩縣的新城區(qū)被大量建造，其抗震性能也表現(xiàn)最佳。

（2）隨著鮮水河流域崩空民居建筑形式多樣化的衍化，單體建筑往往以多元結(jié)構(gòu)并存來應(yīng)對地震沖擊。根據(jù)住戶使用頻率和重要性，建筑內(nèi)部空間的抗震性能強度有所區(qū)分：一層采用夯土外墻和內(nèi)部木框架共同承重的結(jié)構(gòu)形式，并在內(nèi)部放置一個個“崩空”作為重要儲存空間；而二、三層往往通過抗震性能最佳的井干式結(jié)構(gòu)相互咬合，形成多個“崩空”的組合來構(gòu)成起居、休憩、經(jīng)堂等居住空間。在多次地震中，這種復(fù)合形式的崩空民居即便外墻倒塌、內(nèi)框架失衡的情況下，以井干式結(jié)構(gòu)為主體的功能空間仍有較好的抗震表現(xiàn)，保證了人身和財產(chǎn)基本安全。

注釋

1）“扎巴”來自藏語, 又稱“渣壩”“查壩”。扎巴大峽谷地處雅礱江鮮水河下游的峽谷地帶，為四川省甘孜藏族自治州道孚縣與雅江縣交界處。該地區(qū)地處高山峽谷，環(huán)境閉塞，構(gòu)成了西南橫斷山區(qū)一個相對獨立的文化單元，扎巴臧人有著自己獨立語言及風(fēng)俗習(xí)慣，仍保留著走婚制度、母系家庭形態(tài)。

2）“崩空”源于藏語音譯，又稱“崩科”，崩空民居被當(dāng)?shù)貪h族人稱之為“木愣子房”。

3）2017年四川九寨溝7.0級地震，2013年四川雅安7.0級地震，2008年四川汶川8.0級地震等接連發(fā)生，預(yù)示著我國西南山區(qū)地震活動進入活躍期。