開平碉樓結(jié)構(gòu)技術(shù)特征與藝術(shù)特征分析

1、開平碉樓結(jié)構(gòu)技術(shù)特征與藝術(shù)特征分析關(guān)于開平碉樓結(jié)構(gòu)技術(shù)特征與藝術(shù)特征分析，是我們特意為大家整理的，希望對(duì)大家有所幫助。摘要；該文從結(jié)構(gòu)構(gòu)造的全新視角對(duì)開平碉樓展開硏究.首先闡述了廣東僑鄉(xiāng)開平t也區(qū)近代華僑文化背景與西方先進(jìn)結(jié)構(gòu)技術(shù)引逬的關(guān)系;具次通過對(duì)開平地區(qū)最具代表性的碉樓建筑旳結(jié)構(gòu)材斜、結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)造型等方面進(jìn)行細(xì)致硏究，揭示蘊(yùn)含于近彳弋開平碉樓建筑中精彩紛呈的結(jié)構(gòu)技術(shù)特征與藝術(shù)特征;最右得岀結(jié)論:開平碉樓的結(jié)柩特征是西方近彳弋先逬材料工業(yè)和結(jié)構(gòu)技術(shù)與嶺南僑鄉(xiāng)地區(qū)建筑文化碰撞交薪的結(jié)果,具有明顯的時(shí)4弋侍征與地域特征.是近代優(yōu)秀建筑文化遺產(chǎn)的重要組成部分，是指導(dǎo)碉樓建筑遺產(chǎn)保護(hù)的重要內(nèi)容

2、。關(guān)鍵詞：開平碉樓;近代建筑;混凝土技術(shù);結(jié)構(gòu)特征;遺產(chǎn)彳呆護(hù)；Abstract：WestudytheKaipingbarbicanfromthebrand-newangleofstructuralconstruction.WefirstexpoundtherelationshipbetweentheoverseasChineseculturalbackgroundofthemoderntimesandtheadvancedwesternstructureandtechnologyintroductionintheKaipingareaofGuangdong.Secondly,throught

3、hecarefulstudyofthestructuralmaterial,structuralsystemandstructuralmodelingofthemostrepresentativebarbicanbuildingsinKaipingarea,thewonderfulstructuraltechnicalcharacteristicsandartisticcharacteristicscontainedinthemodernKaipingbarbicanarerevealed.Finally,wepointoutthatthestructuralcharacteristicsof

4、theKaipingbarbicanaretheresultofthecollisionofmodernwesternadvancedmaterialsindustryandstructuraltechnologywitharchitecturalcultureofoverseasChinesehometowninLingnanarea.Ithasobviouscharacteristicsofthetimesandregionalcharacteristics.Itisanimportantpartofthemodernexcellentarchitecturalculturalherita

5、geandanimportantcontentoftheprotectionofthearchitecturalheritage.Keyword：Kaipingbarbican;Modernarchitecture;Concretetechnology;Structuralcharacteristics;Heritageprotection;2007年6月28日,“開平碉樓與古村落”作為世界文化遺產(chǎn)項(xiàng)目,正式列入世界遺產(chǎn)名錄,成為廣東省第一處世界文化遺產(chǎn)。開平地處珠江三角洲西南部的低山丘陵地帶,水網(wǎng)交錯(cuò),是我國(guó)嶺南著名的僑鄉(xiāng)。山水田園間,1833座中西合璧的碉樓建筑星羅棋布,在落日余輝中氣宇不

6、凡,形成中華大地上獨(dú)一無二的建筑景觀（圖1）。1、研究現(xiàn)狀關(guān)于開平碉樓的研究,始于20個(gè)世紀(jì)90年代對(duì)嶺南僑鄉(xiāng)建筑的關(guān)注,先后有1991年林怡的粵中僑居研究1、1992年黃為雋的閩粵民宅2、2001年吳平超的碉樓滄桑3等論著,通過對(duì)嶺南沿海華僑文化與地方居住習(xí)慣的研究,闡述了碉樓產(chǎn)生的時(shí)代背景與建筑特色。2000年代初,伴隨開平碉樓申遺程序的啟動(dòng),關(guān)于開平碉樓的研究被推向了一個(gè)高潮,其中有更多涉及碉樓建造技術(shù)的內(nèi)容,如2006年余沛連著心像影像開平碉樓、2007年程建軍著開平碉樓中西合璧的僑鄉(xiāng)文化景觀兩本著作有一定篇幅介紹了碉樓的設(shè)計(jì)圖紙、基礎(chǔ)施工和墻體材料等結(jié)構(gòu)構(gòu)造的內(nèi)容;2013年劉丹華、

7、周國(guó)寶著開平碉樓村落則側(cè)重于碉樓造型藝術(shù)的研究,深入闡述了碉樓構(gòu)件的裝飾細(xì)節(jié)?？傮w而言,目前關(guān)于開平碉樓的研究多從嶺南僑鄉(xiāng)的近代歷史、華僑文化和建筑形態(tài)等方面展開,而從結(jié)構(gòu)的視角系統(tǒng)研究近代西方先進(jìn)結(jié)構(gòu)技術(shù)對(duì)開平碉樓的影響還很少。特別是代表碉樓建筑實(shí)體的整體結(jié)構(gòu)與細(xì)部構(gòu)件,其結(jié)構(gòu)特征既蘊(yùn)含力學(xué)理性也展示裝飾的藝術(shù)性,具有明顯的時(shí)代特征,是近代建筑文化遺產(chǎn)的重要組成部分,更是遺產(chǎn)保護(hù)的重要內(nèi)容,因而其研究具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。2、開平碉樓的建設(shè)背景歷史上嶺南地區(qū)的碉樓最早出現(xiàn)于明末清初,由于水患及社會(huì)治安的影響,開平鄉(xiāng)民建造碉樓作為防澇防匪之用。鴉片戰(zhàn)爭(zhēng)以后開平人民迫于生計(jì)遠(yuǎn)渡重洋到北美洲謀生,主

8、要是在美國(guó)、加拿大的金礦做苦力。經(jīng)過一代甚至是幾代人的艱苦拼搏,這些華僑家族漸漸積累了一些產(chǎn)業(yè),成為開平地區(qū)率先富裕起來的家族。到了清末民初時(shí)期,美、加等國(guó)實(shí)施排華政策,華僑在海外的生存環(huán)境變得惡劣,迫使開平華僑不斷將自己積蓄的血汗錢寄回家鄉(xiāng),用以購買田地、建造樓房和娶妻生子,把安居樂業(yè)、傳宗接代的愿望寄托在家鄉(xiāng),從而為開平碉樓的建設(shè)提供了充實(shí)的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。民國(guó)時(shí)期國(guó)內(nèi)戰(zhàn)亂不斷,匪患更為猖獗。海外華僑為了家眷的生命財(cái)產(chǎn)不受損失,在開平鄉(xiāng)間大量建造具有防衛(wèi)功能的碉樓建筑,同時(shí)盡量采用西方先進(jìn)的材料和技術(shù),確保樓房更為堅(jiān)固耐久。融合華僑在海內(nèi)外的生活體驗(yàn)和審美趣味,碉樓的立面多為中西合璧的風(fēng)格。因此

9、,從20世紀(jì)初到30年代末,村鎮(zhèn)鄉(xiāng)野林立的碉樓逐漸成為開平地區(qū)壯觀的文化景觀,這一時(shí)期便成為開平碉樓與村落發(fā)展的興盛時(shí)期。此后受抗戰(zhàn)和內(nèi)戰(zhàn)的影響,開平碉樓的建設(shè)量迅速衰減。概括而言,開平碉樓是中國(guó)鄉(xiāng)土建筑的一個(gè)特殊類型,是一種集防衛(wèi)、居住和中西建筑藝術(shù)于一體的多層塔樓式建筑4開平碉樓的建造既有傳統(tǒng)裝飾的元素,又有現(xiàn)代技術(shù)的探索,是表現(xiàn)嶺南華僑歷史、社會(huì)形態(tài)與文化傳統(tǒng)的一種獨(dú)具特色的群體建筑現(xiàn)象,它的產(chǎn)生具有特定的社會(huì)和時(shí)代背景5。3、鋼筋混凝土技術(shù)與開平碉樓的發(fā)展原始的混凝土起源于古羅馬時(shí)期,由于工藝不成熟、應(yīng)用范圍有限而沒得到持續(xù)發(fā)展。真正意義上的水泥發(fā)明于歐洲工業(yè)革命后,鋼筋混凝土的應(yīng)用開

10、始于19世紀(jì)中葉,由英國(guó)、法國(guó)率先應(yīng)用于建筑上6。近代開平碉樓的快速發(fā)展,離不開鋼筋混凝土的應(yīng)用。19世紀(jì)末,歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的建筑在混凝土的應(yīng)用上已經(jīng)比較成熟,英國(guó)殖民者于1886年1887年在澳門、香港創(chuàng)辦青洲水泥廠7。旅居海外的嶺南華僑把先進(jìn)理念帶回家鄉(xiāng),通過香港澳門購進(jìn)水泥（時(shí)稱“洋灰”）、鋼骨與鋼筋,率先應(yīng)用在開平碉樓的建設(shè)中。由于混凝土具有高強(qiáng)、耐久、可塑等優(yōu)良特性,使碉樓的結(jié)構(gòu)可以建得更高更強(qiáng),大的懸挑結(jié)構(gòu)大量應(yīng)用,建筑細(xì)部、造型風(fēng)格更加豐富多彩。因此,近代混凝土技術(shù)的引進(jìn)對(duì)于開平碉樓的建設(shè)是一個(gè)革命性的變化。隨著1907年廣東士敏土廠和1931年西村士敏土廠相繼建成,“水泥生產(chǎn)的

11、國(guó)產(chǎn)化和水泥供應(yīng)的本地化為嶺南近代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)和各種水泥砂漿飾面技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了條件”8,開平碉樓進(jìn)入一個(gè)快速發(fā)展的階段,這種狀況一直持續(xù)到抗戰(zhàn)爆發(fā)。4、開平碉樓結(jié)構(gòu)技術(shù)特征與藝術(shù)特征分析開平碉樓的結(jié)構(gòu)特征包括技術(shù)特征與藝術(shù)特征兩個(gè)方面,正如盧西奧卡塞雷斯(LucioCaceres)所說:“一座結(jié)構(gòu)的誕生是一個(gè)創(chuàng)造的過程,它需要藝術(shù)與技術(shù)的融合?！?4.1、筒體結(jié)構(gòu)的力學(xué)特征與形體美感早期的研究認(rèn)為建于1905年的嶺南大學(xué)馬丁堂是中國(guó)最早使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑10。后來通過對(duì)開平碉樓的研究發(fā)現(xiàn),早在19世紀(jì)90年代開平碉樓的建設(shè)中就已經(jīng)開始使用混凝土了,這一時(shí)期與歐美國(guó)家在19世紀(jì)末混

12、凝土的成熟運(yùn)用是吻合的11。由于碉樓對(duì)于觀望與防護(hù)的需要,因此要求建筑層數(shù)最好能達(dá)到6層以上,有的甚至達(dá)到9層,加上頂部裝飾,總高度達(dá)到2030m。傳統(tǒng)的建筑材料，例如磚、石、夯土很難滿足這種高聳的塔式建筑的結(jié)構(gòu)受力要求,只有應(yīng)用混凝土來澆筑碉樓的筒身,才能滿足高聳結(jié)構(gòu)的抗壓、抗風(fēng)、抗震的要求。也就是說,清末民國(guó)在開平建造的鋼筋混凝土碉樓不僅是中國(guó)最早的鋼筋混凝土建筑,而且是最早應(yīng)用混凝土筒體結(jié)構(gòu)的高層建筑,在中國(guó)近代建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展史中占有極為重要的地位（圖2）。圖1開平碉樓建筑群圖2碉樓典型筒體平面與立面圖開平碉樓無論是平面還是立面均采用基本對(duì)稱的布局。建筑立面根據(jù)功能需要采用典型的豎向三段

13、式:主體的筒身占整個(gè)建筑高度的1/22/3,平面取雙向?qū)ΨQ的矩形,長(zhǎng)和寬介于69m,長(zhǎng)寬比一般在1.3以內(nèi)。以居樓為例,筒身部分單層面積為50100m2,首層布置大客廳、餐廳、一兩間臥室和廚廁,二層以上標(biāo)準(zhǔn)層布置兩房到多房套間。外立面平整簡(jiǎn)潔,墻面上開整齊的小窗洞。筒身以上是平臺(tái)層或外挑的回廊層,為休閑納涼、了望警戒的場(chǎng)所,常設(shè)連續(xù)的羅馬柱拱廊加四角的燕子窩,是重點(diǎn)體現(xiàn)碉樓風(fēng)格藝術(shù)的裝飾樓層。頂部是屋頂層,一般設(shè)有防衛(wèi)值守的小亭或多個(gè)碉角樓,屋頂?shù)脑煨鸵彩求w現(xiàn)整個(gè)建筑風(fēng)格的重要組成部分。建筑的高寬比一般在34之間,形體挺拔、比例協(xié)調(diào),各方向均基本對(duì)稱,符合高聳結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的力學(xué)原則。從結(jié)構(gòu)力學(xué)原理

14、看,上部外挑加大了頂部質(zhì)量,不利于塔樓抗震和抗傾覆。但塔樓的設(shè)計(jì)采取頂部沿各個(gè)方向均勻外挑的設(shè)置,在重力作用下基礎(chǔ)受力均勻,符合高層塔樓設(shè)計(jì)原則,具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神,形成塔樓極為穩(wěn)定協(xié)調(diào)的形體美感。建筑與結(jié)構(gòu)的完美結(jié)合首先在結(jié)構(gòu)體系與建筑形體的關(guān)系上得到了充分體現(xiàn)。4.2、不同墻體材料的結(jié)構(gòu)特征開平碉樓根據(jù)所采用的墻體材料可分為石樓、土樓、磚樓、混凝土樓和混合樓五種類型,前三種類型是早期的碉樓形式,后兩種類型是在19世紀(jì)末鋼筋混凝土技術(shù)傳入后發(fā)展起來的碉樓形式。(1)石樓石樓多建造于明、清到民國(guó)期間,總體數(shù)量比較少,主要分布于山地丘陵地帶,遵循就地取材原則。石樓以塊石為主材,以黃泥、砂、石灰、

15、黃糖、糯米汁等為粘結(jié)材料,樓面采用木架結(jié)構(gòu)樓板,多為三層以內(nèi)的高度,平臺(tái)不懸挑。石樓的抗震性能較差,粘結(jié)材料易風(fēng)化,因此耐久性一般,建筑立面有粗獷自然的質(zhì)感(圖3)。(2)土樓土樓多建造于明、清到民國(guó)期間,主要分布于山地丘陵地帶。夯土技術(shù)是中國(guó)古老的營(yíng)造技術(shù),開平土樓繼承了傳統(tǒng)工藝,墻體采用山泥、石灰、紅糖等傳統(tǒng)材料進(jìn)行夯筑,墻體相當(dāng)堅(jiān)固且不易風(fēng)化12。土樓多為四層以內(nèi)的高度,平臺(tái)不懸挑,由于土墻整體性較好,抗震性能優(yōu)于石樓,建筑立面呈現(xiàn)粗糙的黃泥質(zhì)感,具有樸實(shí)的效果(圖4)。(3)磚樓磚樓多建造于明、清到民國(guó)期間,分布范圍廣泛。現(xiàn)存最古老的迎龍樓便屬于磚樓,始建于明嘉靖年間,為紅磚砌筑,后期

16、用青磚加建一層(圖5)。磚樓多以青磚為主材,以石灰或水泥砂漿作為粘結(jié)材料,木架結(jié)構(gòu)樓板,多為四層左右高度,平臺(tái)不懸挑,其抗震性、耐久性優(yōu)于石樓和土樓,建筑立面局部有線腳、磚雕和灰塑等裝飾,質(zhì)樸中顯華麗。(4)混凝土樓混凝土樓建造于清末到民國(guó)期間,分布范圍非常廣泛,是現(xiàn)存數(shù)量最多的碉樓類型,占比高達(dá)75%。由于鋼筋、水泥及混凝土技術(shù)在清末傳入中國(guó),其良好的力學(xué)與耐久性能馬上得到了碉樓建設(shè)者的認(rèn)可,而且碉樓頂部較大的外挑與多種風(fēng)格的結(jié)構(gòu)造型也需要鋼筋混凝土材料才得以實(shí)現(xiàn),因此在民國(guó)時(shí)期的碉樓建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)存混凝土碉樓最高九層,平臺(tái)多設(shè)懸挑,其抗震性、耐久性最優(yōu),建筑立面造型豐富,整體風(fēng)格中

17、西合璧（圖6）。（5）混合樓混合樓建造于清末到民國(guó)期間,分布范圍比較廣泛。由于清末民初時(shí)期鋼筋、水泥需要通過香港進(jìn)口,價(jià)格較貴,因此碉樓建設(shè)者發(fā)明了混合墻體結(jié)構(gòu)。最典型的就是在外砌空斗墻體內(nèi)澆灌混凝土進(jìn)行加固,或者是底部受力大的樓層用混凝土墻、上部砌磚墻,再者就是僅在需要大懸挑的上部露臺(tái)、柱廊、燕子窩等處用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。這樣既能節(jié)省造價(jià),又能充分發(fā)揮材料的特性,達(dá)到較好的經(jīng)濟(jì)效益,充分體現(xiàn)了建造者的智慧?；旌蠘菈w以磚、混凝土混合使用,鋼筋（鋼骨）混凝土或木架結(jié)構(gòu)樓板,高度可建到六層左右,平臺(tái)采用懸挑,結(jié)構(gòu)抗震性、耐久性略低于純混凝土樓,但造價(jià)較經(jīng)濟(jì),建筑立面結(jié)合了傳統(tǒng)與現(xiàn)代、中式與西式的多

18、種元素（圖7）。圖3石樓（竹稱樓）墻體大樣圖4土樓（保安樓）與墻體大樣圖5磚樓（迎龍樓）與墻體大樣a2S%1圖6混凝土樓（方氏燈樓）與墻體大樣圖7混合樓（南樓）與墻體大樣4.3、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的造型與裝飾藝術(shù)特征開平碉樓結(jié)構(gòu)構(gòu)件的造型藝術(shù)主要體現(xiàn)在柱式、橫梁、拱券、懸挑、墻體與屋頂結(jié)構(gòu)等方面,除了部分保留中國(guó)傳統(tǒng)的構(gòu)造外,大部分吸取了西洋古典元素,融合在一起,創(chuàng)造了開平碉樓特有的中西合璧風(fēng)格13,“這種融合卻也創(chuàng)造出了一種蘊(yùn)含了強(qiáng)烈時(shí)代性的&Isquo;中國(guó)近代折中主義式建筑”14。(1)柱式與柱帽碉樓外立面柱子采用西方古典的愛奧尼、科林斯、塔斯干柱式和復(fù)合柱式;室內(nèi)部分已出現(xiàn)現(xiàn)代風(fēng)格的柱式,截面為

19、矩形,柱身四角切斜邊,柱頭簡(jiǎn)化為略帶飾線的矩形柱帽;壁柱的設(shè)置加強(qiáng)了碉樓角部的受力,同時(shí)上部的柱帽為燕子窩的出挑提供支撐。柱帽為圓型或方形，約45°；斜角符合力學(xué)擴(kuò)散的原理,斜邊塑出各種卷草紋和浮雕并配以彩畫,展現(xiàn)典型的中西合璧風(fēng)格(圖8)。(2)橫梁碉樓的室內(nèi)鋼筋混凝土橫梁多注重色彩與花紋的裝飾,梁跨中段矩形截面下邊兩棱切斜角,底面及側(cè)面局部設(shè)凹面,配以鮮艷的彩畫和浮雕圖案,極富裝飾性(圖9)。(3)拱券與西方磚石砌筑的拱券不同,開平碉樓用鋼筋混凝土澆筑出拱券,有半圓拱、弧拱、尖拱、異形拱,中部省略券心石,僅用線腳收邊(圖10)。碉樓的混凝土拱券有良好的結(jié)構(gòu)受力性能,同時(shí)具有很好的立面

20、造型效果,營(yíng)造了富有西洋韻味的建筑風(fēng)格。(4)懸挑構(gòu)件開平碉樓為滿足上部眺望和防御的功能,普遍采用懸挑結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)構(gòu)件就是“托腳”托腳采用近乎等邊的“L形鋼筋混凝土構(gòu)件,斜邊處理成各種弧形加飾線以豐富造型,沿墻面均勻布置，轉(zhuǎn)角處按45方向設(shè)置，因此，托腳也成了立面重要的造型元素,其光影具有很強(qiáng)的韻律感。托腳與混凝土墻體樓面梁板澆筑成一個(gè)整體，其形狀滿足45的力擴(kuò)散角原理，內(nèi)力的傳遞邏輯非常明確,力學(xué)原則得到了完美的體現(xiàn)(圖11)。(5)墻面碉樓的墻面重點(diǎn)部位采用“水刷石”仿石構(gòu)造,用珍珠砂、石米和水泥的混合材料裝飾于壁柱、大門等部位,木條壓縫并沖水刷洗后,呈現(xiàn)砌筑花崗巖的效果（圖12）。該

21、工藝最早由日本發(fā)明,20世紀(jì)10年代中期傳到嶺南和上海,俗稱“上海批蕩”15?！胺率男Ч鹾狭巳祟惻c生俱來的對(duì)于自然材料的親和感,避免了混凝土外觀的生硬感和人工感,符合人們崇尚自然的潮流?！?6圖9橫梁造型與裝飾圖10拱券造型圖12墻面仿石裝飾圖11托腳懸挑構(gòu)件造型圖8柱式、柱帽的造型與裝飾圖13屋頂造型(6)屋頂?shù)飿俏蓓敳捎弥惺斤L(fēng)格的主要是懸山頂和硬山頂,用木構(gòu)屋架支承;西式屋頂則采用鋼筋混凝土整體澆筑成亭閣式穹頂方錐頂、圓錐頂及其各種組合,屋頂結(jié)構(gòu)整體剛度極好,清水混凝土和砂漿面層經(jīng)年累月極富滄桑美感;還有部分采用現(xiàn)代式鋼筋混凝土平屋頂,上設(shè)傳統(tǒng)四角攢尖、六角攢尖等中式亭閣,呈現(xiàn)古今組合的特點(diǎn)(圖13)。5、開平碉樓的結(jié)構(gòu)特征對(duì)于遺產(chǎn)保護(hù)的重要意義開平碉樓作為近代廣東五邑僑鄉(xiāng)地區(qū)最具有代表性的建筑形式,帶有深刻的時(shí)代烙