山西太原晋祠圣母殿始建于北宋天圣年间（1023～1032年），是现存规模最大、形制等级最高的北宋木构建筑之一，于1961年被评为第一批全国重点文物保护单位（图一）。笔者于2010年参加国家文物局指南针计划专项“中国古建筑精细测绘———晋祠圣母殿精细测绘”课题研究过程中，发现圣母殿存在用材规格不统一的现象[1]。晋祠圣母殿铺作等级较高，铺作层的拱、枋构件层数较多，并在外跳使用瓜子拱和罗汉枋，用材尺寸规律得以充分体现（图二）。本文即以晋祠圣母殿为典型案例，试分析其拱、枋构件用材的尺寸规律，并结合构件端面木纹形态，还原拱、枋用材的解木加工方式。
图一 晋祠圣母殿
图二 圣母殿斗拱侧视图
圣母殿拱、枋构件尺寸复原
与斗拱构成特点
分析圣母殿拱、枋构件尺寸与解木方式的前提是甄别构架中包含的不同年代的构件。圣母殿自北宋天圣年间建成以来，经历过宋崇宁元年（1102年）、元至正二年（1342年）、明天顺五年（1461年）、嘉靖四十年（1561年）、万历十年（1582年）、清嘉庆十五年（1810年）、1994～1995年等多次修缮。根据拱构件样式差异，可分为三种形式———宋式、明清样式、现代样式。殿身部分较为统一，基本全为宋式；副阶部分存在换料，但宋式构件所占比重仍然很大。宋式构件应包括北宋中期始建时的原始构件与崇宁元年修缮时所更换的构件，但由于年代间隔较短，从构件尺寸和样式上很难区分出来，且端面木纹形态也体现相同的规律，故推测崇宁元年时的构件样式和解木方式与天圣时是一致的。以下构件尺寸复原与端面木纹统计均针对于宋式构件，根据精细测绘所得尺寸数据，并以309毫米为1营造尺，对圣母殿拱、枋构件进行尺寸复原（表一）。
表一 圣母殿宋式拱、枋构件实测与复原尺寸
拱、枋构件的端面尺寸即为材广、材厚。《营造法式》（后文简称《法式》）对不同材等的材广与材厚值做了规定，且材广与材厚之比为3∶2。通常情况下，同一建筑的拱、枋构件使用相同材广、材厚的规格化用材（单材或足材）[2]。圣母殿拱、枋构件的用材尺寸规律则体现出不同于《法式》用材的特点（图三）。
图三 圣母殿拱、枋用材与《法式》四等才比较
圣母殿殿身与副阶的拱、枋构件足材广一致，均为10.2寸，但单材广和栔高不同。殿身单材广7.2、栔高3寸；副阶单材广6.8、栔高3.4寸。华拱、下昂、昂形耍头的材广取值比较规整，而跳头横拱、翼形拱、罗汉枋、柱头枋的材广却多在6.6～6.8寸的取值区间内。
圣母殿殿身与副阶的拱、枋构件材厚尺寸差别显著，可分为5.2、3.8～4、2.6～3.7寸三个数值区间，本文拟称构件材厚的三个层级（图四、五）。
图四 圣母殿殿身柱头斗拱材厚层级示意图
1.足材华拱2.下昂 3.昂形耍头 4.足材爵形耍头
5.瓜子拱6.令拱7.罗汉枋8.柱头枋9.翼形拱
图五 圣母殿副阶柱头斗拱材厚层级示意图
1.足材华拱2.泥道拱3.瓜子拱4.令拱5.罗汉枋
6.柱头枋7.屋内额
第一级材厚构件：殿身与副阶的单材、足材华拱，昂，昂形耍头；殿身的足材爵形耍头；殿身的内槽补间斗拱单材爵形耍头（共3例，数值分别为4.1、4.4、4.7寸，均大于二级，可归为一级）；副阶的泥道拱（数值为3.9～5.3寸，基本大于第二级，可归为第一级）。
第二级材厚构件：殿身与副阶的横拱（瓜子拱、令拱），罗汉枋，少量翼形拱（殿身的外檐补间斗拱外跳翼形拱）；殿身的外檐补间斗拱单材爵形耍头；副阶的柱头枋。
第三级材厚构件：殿身与副阶的大多数翼形拱，屋内额。
第一级材厚构件中，华拱与昂、昂形耍头的材广、厚取值比较规整。然而，材厚为第二、三级的构件中，横拱、枋、翼形拱、屋内额的材广、厚存在多种取值，只能归纳取值区间，而无法获得统一的取值。且材厚为第二、三级的构件中，单材构件材广常常不足1材。
因此，我们无法按照《法式》用材的思路来分析圣母殿用材规律。圣母殿存在多种用材规格，但材广与材厚之比都不是3∶2。与《法式》单材的广厚比进行比较，可以发现，圣母殿第一级材厚构件较厚，而第二、三级材厚构件偏窄。若按圣母殿殿身单材广7.2寸计，等于《法式》四等材材广，用材规格低于《法式》规定的殿身面阔五间殿所用的二等材或三等材。可见，圣母殿建于《法式》编纂刊行之前数十年，此时晋中地区木构建筑用材明显有别于《法式》用材制度。
通过以上分析可知圣母殿斗拱构成的三个特点。第一，华拱起到竖向尺寸控制作用。尽管罗汉枋、柱头枋与横拱的材广不统一，但柱头斗拱的足材华拱材广基本一致，每层单材拱、枋只需将构件上皮或下皮与华拱取齐即可。第二，具有结构强度意识。主要受力构件的材广与材厚都比较大，如华拱、下昂、泥道拱；而承力较小的瓜子拱、令拱、柱头枋和罗汉枋就选小料；翼形拱、屋内额不承受竖向荷载，材厚最小。第三，节省用料。单材横拱和枋的用量远大于足材拱、下昂，而单材拱、枋的材厚较小，对于圣母殿这样的大型工程而言，无疑是一种经济的做法。
圣母殿斗拱拱、枋构件
解木方式复原
拱、枋构件端面木纹统计
通过观察圣母殿斗拱拱、枋构件端面的木纹形态，可以探究其解木加工方式。比较容易观察端面的构件包括：华拱、下昂、昂形耍头、爵形耍头、瓜子拱、令拱、翼形拱、副阶泥道拱、副阶罗汉枋与柱头枋[3]。
为了便于表述构件端面木纹形态，本文按照木心所在位置进行统计。首先，统计木心在端面之内的情况，在距边缘1/5材广和1/5材厚处分别作控制线，可将构件端面划分为9个区域，再在中心划分出长1/5材广、宽1/5材厚的区域，共为5种10个区域，即1个“居中”区、1个“中偏”区、2个“长边内”区、2个“短边内”区、4个“角内”区。其次，统计木心恰在端面边缘上的情况，共为2种4个区域，即2个“长边中”区、2个“短边中”区。最后，统计木心在端面之外的情况，将控制线延长，共得到3种8个区域，即2个“长边外”区、2个“短边外”区、4个“角外”区（封三；图六）[4]。
图六 木心位置示意图
本研究共选取圣母殿斗拱中456根拱、枋构件，对其端面木心位置进行统计，其中调查已及的宋式构件299例，调查未及的宋式构件126例，后代更换的构件31例。10种木心位置，除了“短边外”区未发现，“短边中”区仅有2例外，其他几种木心位置都存在（表二）[5]。
表二 圣母殿斗拱拱、枋构件木心位置统计
通过统计，可以了解各种构件端面木心所在位置的规律，并推测不同材厚层级构件在原木中的主要取材位置（图七）。
图七 拱、枋构件取材位置推测
第一级材厚构件：华拱、下昂与昂形耍头的端面大多是木心居中或中偏，木心在长边内的都很少；副阶泥道拱、殿身足材爵形耍头的端面也是木心居中或中偏的情况居多；说明这几种构件从原木中取材的位置在原木中部。
第二级材厚构件：跳头横拱构件端面木心大多在长边外，也有一些是长边内、长边中、角内。说明相对于第一级材厚构件的取材位置，横拱取材更靠近原木边皮。一个值得关注的现象是，一些横拱内侧上部有斜抹棱，端部木纹显示取材位置靠近边皮，说明斜抹棱是未着锯的原木钝棱。另外，副阶柱头枋、罗汉枋的端面木纹与横拱接近，木心大多在长边外，也是主要取自靠近原木边皮的位置。
殿身外檐的7朵补间斗拱的外跳翼形拱，端面木心位置规律不清晰。构件内侧上部都不带钝棱。这几个翼形拱材厚为第二级，比其他翼形拱的材厚大一些，与横拱材厚一致，且两端上皮都留有销眼，两侧销眼距离与跳头横拱所承散斗间距相等，所以推测是由横拱构件改制而成（图八）。
图八 殿身前檐补间外跳翼形拱与横拱比较
第三级材厚构件：大多数翼形拱端面木心在角外，也有一些在长边外、短边内、角内，且带钝棱的翼形拱非常多，应该是取自原木最外的边材[6]。
拱、枋构件解木方式复原
《法式》卷一二锯作制度“抨墨”条载“务在就材充用，勿令将可以充长大用者截割为细小名件”[7]，体现了官式建筑中节省大料的原则，在地方建筑中此原则亦然。加工拱、枋的原木应比制作柱、梁的原木直径小一级；圣母殿柱径在450～550毫米之间，而加工梁栿的原木直径在550～650毫米之间，因此，截割成拱、枋构件的原木直径应小于450毫米。在“大料不可小用”的前提下，以各种拱、枋构件断面尺寸与端面木纹情况为约束条件，可以推测出制作圣母殿拱、枋构件的解木加工原则与最可行方式。
梳理以上对拱、枋构件端面木心所在位置的统计结果，可以发现，构件材厚越小，取材位置越靠近原木边缘，具体可得到以下一些推论。
第一，从原木中部直径较大的部分取材，可以取得用材较大、且尺寸规整的构件，用作主要受力构件，并起到控制斗拱竖向尺寸的作用。第一级材厚构件大多都取自原木中部，如足材华拱与下昂，这两种构件的材广、材厚均最大，从原木中部直径较大的部分取材，可以保证取材规整。
第二，在保证原木中部取材规整的前提下，视两侧余材宽窄而决定做成材厚适当的构件。若两侧余材高度、宽度有限，制成构件的材广和材厚就可能比标准用材略小，或带钝棱。这就造成第二、三级材厚构件的材广、材厚的取值往往在一个区间内波动，且比原初设计尺寸略小。在第二、三材厚层级的构件中，各种构件材广与材厚的取值区间的上限值，可能接近原初设计尺寸。
第三，木心在角外的翼形拱、横拱构件也可能是截割梁栿的余材（图九）[8]。
图九 圣母殿梁栿与翼形拱用材解木方式推测
假设原木为“一破三”的情况，中部木料可以做成足材华拱或昂，若两侧余材较宽，可以做成跳头横拱或枋；若两侧余材较狭，可以做成翼形拱或屋内额。一根长13尺（圣母殿殿身与副阶共49间有斗拱，其中有26间广12尺，连同两端榫头和弃料，至少需要13尺）、直径375～420毫米的原木，可解出三种规格枋材各一根：10.2×5.2寸枋材可做成两根副阶华拱；6.8×4寸枋材可做成三根跳头横拱与一根副阶泥道拱，或一道柱头枋；6.8×2.6寸枋材可做成一道屋内额（图一○）。
图一〇 “一破三”情况下解木所得构件
因此，晋祠圣母殿用材规格不统一的现象是在尽量节约木材的前提下，当地独特解木做法的结果，反映出工匠希望得到最大出材率的意图。
多种用材规格拱、枋构件的
组合方式
圣母殿斗拱的华拱、下昂用材较为规整，可以控制斗拱整体竖向高度，规格差别较大的横拱、枋等构件，则需通过一些技术细节使其与之拼合整齐。
首先，利用小斗斗口开槽高度调节横拱、枋的高度。例如，柱头枋逐层材广不统一的情况下，可以用不同开槽高度的散斗，使各层柱头枋与华拱取齐；跳头横拱材广小于华拱时，将交互斗做成两向开槽高度不同，即可保证华拱与横拱上皮承斗面高度一致（图一一）。由此可见，小斗开槽高度是调整各个铺作层的重要变量，实测中发现铺作层中的很多小斗的斗耳与斗平高度并非固定尺寸。小斗的开槽并非预制工序，而是需要在组装时根据所承托的拱、枋实际尺寸，确定实际开槽高度。
图一一 圣母殿殿身5号柱头斗拱二跳华拱头交互斗
其次，为了保证华拱与横拱、枋相交处榫卯咬合紧密，华拱拱身的卯口、子廕的尺寸与形状，需要根据与之相交的拱、枋构件断面实际形状而定，很难按照统一尺寸规格预制加工。例如，带钝棱的横拱、翼形拱与华拱相交处，华拱拱身的卯口、子廕也须做成与钝棱匹配的形状（图一三）。所以，华拱构件加工流程至少分为两个步骤：制作拱头卷杀、拱眼是可以批量预制的，而在拱身开卯口和子廕，则需要了解与华拱相交构件的断面形状与尺寸后才能完成。昂身卯口、子廕的加工也如同华拱。
另外，工匠安置带钝棱的拱、枋时，常常将带钝棱的一角作为构件的内侧上部，使观者只可见到平整的外侧面和底面。少量拱构件钝棱在下皮，交互斗斗口也需要做成与横拱下皮吻合的形状（图一二）。
图一二 圣母殿殿身9号柱头斗拱交互斗和令拱
图一三 圣母殿殿身5号柱头斗拱翼形拱与华拱相交处子廕
结 论
拱、枋构件是带有斗拱的殿堂或厅堂建筑中使用数量最多的一类构件。《法式》“大木作制度”开篇就提到“凡构屋之制，皆以材为祖”，指出“材”在宋代营造制度与做法之中的重要地位。然而，在现存的多处华北地区宋辽金时期木构建筑中，却存在着一栋建筑中各种拱、枋构件用材规格不统一的现象；尽管前辈学者曾在调查报告中描述过此种现象[9]，但多年来一直缺少专门研究。
本文通过统计晋祠圣母殿斗拱的用材尺寸和端面木纹形式，可得出以下结论。
第一，圣母殿用材规格不统一的现象是独特的解木加工方式的结果，达到节省材料、提高出材率的目的，遵循《法式》中提倡的“就材充用”“大料不可小用”的原则。
第二，圣母殿的华拱规格统一，起到控制铺作层竖向高度的作用；承受荷载大的构件，材厚较大，一般取材位置在原木中部。横拱、罗汉枋、柱头枋、翼形拱与屋内额的材广与材厚无统一取值，是由于受原木余材尺寸所限。
第三，圣母殿中小斗开槽高度与形状，以及华拱拱身卯口和子廕、昂身卯口和子廕的尺寸与形状并非预制，都需要在铺作装配现场决定。
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