王薇

摘要：榫卯結構是中國古代傳統(tǒng)工匠的智慧結晶，凝結著中國幾千年傳統(tǒng)文化的精髓。但是在當今大工業(yè)的時代背景下，榫卯結構因材料、成本等問題在繼承與發(fā)展上遇到了阻礙，基于實木的傳統(tǒng)榫卯結構在不斷消失。因此，打破使用傳統(tǒng)固定思維和傳統(tǒng)結構的概念，改良和創(chuàng)新材料和結構，并利用計算機輔助設計來擴大展其更多的可能性，這將對榫卯結構的傳承與發(fā)展有重要意義。

關鍵詞：榫卯結構;創(chuàng)新;計算機輔助設計;傳承;發(fā)展

中圖分類號：TB472文獻標識碼：A

一、榫卯結構概述

榫卯，是兩個木制構件上使用的凸起和凹入的一種連接方式。凸起的部分叫榫（或榫頭）;凹入的部分叫卯（或榫眼、榫槽），將榫插入卯中，簡單咬合，即使不需要添加釘子或膠合物等其他材料，木質構件也可以緊密固定的連結在一起。

據《中國古代家具鑒定實例》考證，榫卯結構作為中國建筑中迄今為止發(fā)現最早的科學設計語言，可追溯到六、七年前的河姆渡文化，這些結構主要應用在河姆渡干欄式房屋的建造上。后來隨著明清家具的發(fā)展，榫卯結構無論是從風格還是工藝上都是達到了藝術巔峰……幾千年來，榫卯結構隨著當時的社會發(fā)展而不斷發(fā)展豐富，是符合時代的發(fā)展與文化需求的產物。

榫卯結構是凹凸形式的完美互補。它由最初的、最基本的一凸一凹，經過千百年來的演變，衍生出千百種結構樣式，但都各有妙處，在傳統(tǒng)家具、建筑中展現出各種各樣的空間構成形態(tài)及豐富的造型變化，以滿足各種不同的需求。

二、大工業(yè)時代下榫卯結構發(fā)展的阻礙

二十世紀以來，板材的發(fā)明保護了大量的森林資源;隨著鋼筋混凝土的出現，木材在大型建筑中作支撐的時代已經終結;榫卯結構的連接功能也被市場上令人眼花繚亂的五金連接件所取代……隨著新材料新技術的不斷發(fā)展，基于實木的傳統(tǒng)榫卯結構因工藝復雜，成本高，選材受限等問題正在逐漸消失，傳統(tǒng)榫卯藝術正承受著現代大工業(yè)所帶來的的強大沖擊。

（一）成本高

①材料成本。傳統(tǒng)的榫卯結構在選材上通常選用材質緊實，紋理細膩生動，品質更為優(yōu)良，較為珍貴的硬木。但是由于森林資源的缺乏，尤其硬木，砍伐量大而又成材慢，因此材料成本較為昂貴。

②加工成本。

由于傳統(tǒng)榫卯結構形式繁多，結構復雜，不利于機械化，自動化生產，一般都是通過匠人的純手工制作，且制作工藝復雜且細節(jié)講究，需要經驗豐富的手工藝人花費一定的時間加工制作，耗工耗時耗力，效率低，且存在一定的耗材率及報廢率，使加工成本大大增加。

③運輸成本。

傳統(tǒng)的榫卯結構雖然可以拆裝，但拆裝過程復雜，需要相關的專業(yè)技術人員進行操作，因此都是裝配好之后再整套打箱運輸，不能使用平板化包裝運輸，增加了運輸成本。

（二）新材料的不斷出現與應用

隨著現代大工業(yè)的不斷發(fā)展，新技術、新材料不斷涌現與變化。鋼筋混凝土的出現使得木材在大型建筑中作支撐的時代終結;各種五金連接件也取代了榫卯結構的連接功能;由人造板材、金屬、塑料等新型材料制造的家具也憑借易加工成型、造型色彩豐富多樣、價格適中等優(yōu)勢逐漸取代了基于榫卯結構的實木家具在市場中的地位。

生產開發(fā)商在利益的驅使下，或大量簡化了榫卯結構只求形式的表達，破壞了其藝術性、科學性、文化性的內涵;或使用新材料新工藝代替榫卯結構在產品中的支撐和穩(wěn)定作用。因此，總的來說，在現代大工業(yè)的強大沖擊下，榫卯結構作為中國傳統(tǒng)文化與藝術的象征，其傳承與發(fā)展受到了前所未有的阻礙。

三、大工業(yè)時代下榫卯結構發(fā)展的可能性與必然性

榫卯結構凹凸藝術的完美結合，是中國傳統(tǒng)構造中的典范，表達著中國傳統(tǒng)獨特的美學思想，其精致巧妙的工藝結構是一種難以超越的經典。所以在大工業(yè)時代下，榫卯結構藝術依舊存在著發(fā)展的可能性與必然性。

（一）結構美

榫卯連接、咬合、交錯等結構的立體構成形式無不體現著結構美感。就結構而言，榫卯結構無需使用膠合劑或者釘子等其他材料來連結構件，自然連結的構造方式充分利用了材料本身的物理特性，各構件的組和符合力學的原理，并且結構精簡，功能性和藝術性達到了高度統(tǒng)一。傳統(tǒng)榫卯結構一直廣泛應用于木建筑和家具中，但是，兩者在結構技術方面的側重點不同，建筑更重視的是橫梁立柱結構構成的穩(wěn)定性。如我國古代宮廷建筑之精華——故宮，在經歷經歷600年、222次地震之后依然屹立不倒，就是得益于精妙的榫卯結構，是力學和平衡之美的完美表達。不同方向的榫卯開口通過力的閉合形成一個完整的整體，同時各個構件的相互擠壓、靈活錯動使榫卯之間的有效配合也消減了外力帶來的破壞，并通過木材自身的物理屬性使外作用力分散開來。因此榫卯結構具有強度高，具有抗沖擊和耐久性等優(yōu)點，同時也體現了我國自古以來“以柔克剛”、“剛柔并濟”的傳統(tǒng)哲學思想，而家具中的榫卯結構更側重體現了中國美學思想中含蓄美。榫卯節(jié)點形式連接處形成靈活松動的空間，從結構力學的角度看，它是一個柔性節(jié)點而不是剛性節(jié)點（如焊接），當許多個榫卯構件連結在一起時，會產生極其復雜而微妙的平衡。事實上，榫卯結構的發(fā)明已經不僅僅是一個結構工藝的創(chuàng)造和創(chuàng)新的過程，它還是一種工藝思想的反映，是一種藝術的表達，一種剛柔并濟的結構美。

（二）人文美

“中國的傳統(tǒng)榫卯結構并不是一種家具結構，也是一種中式符號和文化，一種陰陽結合的哲學思想，一種深刻又含蓄的文化情懷?！?榫卯結構被廣泛用作中國文化藝術的隱性象征。

2010年，上海世博會中國館的設計方案首次亮相就足以讓世界驚艷，主體形態(tài)不僅彰顯了當代工程技術的力量美和結構美，更是表達了一種中式的人文美。設計師采用了傳統(tǒng)建筑中斗拱形式的表達，“榫卯穿插，層層出挑”的構造方式，是對中國館建筑形式的文化表達。中國館的設計將榫卯結構中蘊含的中國韻味發(fā)揮得淋漓盡致，設計師將榫卯結構作為一種文化元素代表符號提煉出來，形成了獨特的藝術設計語言，將鮮明中國特色和時代特征完美地結合起來，是傳統(tǒng)建筑的當代表達。

四、計算機輔助設計下的新榫卯結構應用

為了能使榫卯結構藝術能夠在大工業(yè)的背景下傳承與發(fā)展，我們要打破傳統(tǒng)思維中關于結構的使用概念。榫卯本身即為可拆卸性設計，其拆裝過程巧妙無窮。然而在現代設計中，隨著線上購物的不斷發(fā)展，人們消費觀念的改變，消費者對產品多趣味性、可拆裝性的要求越來越高，因此可以增多“簡快拆裝”的結構設計，簡化結構或形成傳統(tǒng)榫卯結構的變式設計，優(yōu)化生產方法，促成大批量生產，從而最大限度地降低產品生產成本。因此我們可嘗試在材料和結構上進行改良創(chuàng)新，并利用計算機輔助設計拓展其更多的可能性。

以下項目采用參數化設計，智能化加工，體現了模塊化設計方法。但是由于傳統(tǒng)榫卯結構形式繁多，結構復雜，很難通過機械化加工的方式一次性大規(guī)模成型，因此簡化了傳統(tǒng)榫卯結構，采用片榫片卯的方式。這樣的結構方式不僅能表現出傳統(tǒng)的二維形態(tài)，同時也能表現出多變的有機三維形態(tài)，藝術形態(tài)更為靈活多變。同時這樣的結構形式也更加有利于在板式材料上的應用，如金屬板材，人工合成板材等，豐富了榫卯結構構件在材料上的使用，從而傳統(tǒng)榫卯結構構件的材料也在一定程度上得到了改善，大大降低了材料成本。而智能化加工用機器代替了傳統(tǒng)的專業(yè)技術工人，并轉化為普工安裝施工，使加工更加省時快捷，大大降低了人工成本;同時智能化加工的精確度也更高，大大減少了材料報廢率。片榫片卯的結構方式也確定了平板化包裝的形式，方便運輸，節(jié)省了運輸空間和運輸成本。

利用參數化設計，智能化加工具有安全、操作簡單、成本低、精度高等優(yōu)點。如圖二所示，該改良的新榫卯結構在家具設計、建筑裝飾、展示系統(tǒng)等各設計領域中大放異彩。尤其在建筑裝飾上的應用，不僅可以像傳統(tǒng)榫卯結構一樣在建筑上起到結構穩(wěn)定性的作用，但又有別與傳統(tǒng)榫卯結構的應用，其主要利用無梁樓板的力學結構及金屬的薄殼結構，形成建筑的柱體、樓面承載體系，同時也可實現建筑外立面的表皮（金屬幕墻）工程，實現建筑的工廠化預制及現場的精準施工以及快速搭建。除了在家具、建筑等傳統(tǒng)領域的創(chuàng)新應用，經過改良的新榫卯結構在展示系統(tǒng)中的應用以其豐富多變的藝術形態(tài)更是為榫卯結構藝術的傳承與發(fā)展創(chuàng)造了更多的可能性。新榫卯結構能夠在展示系統(tǒng)的應用上與傳統(tǒng)展示系統(tǒng)相比具有安裝、拆卸快速便捷、運輸便利、可多次循環(huán)利用，綠色環(huán)保并且組合可變等優(yōu)勢，幾個人在短時間內便可完成大面積的展臺搭建。同時可結合燈光設計給人以一種獨特的視覺藝術效果，成為展會上的焦點。以上應用所示的方案首先通過三維曲面建模、再通過投線提取輪廓并生成卡榫、激光切割、快卡安裝的方式對各類板材進行參數化切割加工，結構即裝飾，無需進行二次內部裝飾，向我們展現了結構外露的設計之美，在裝飾性和功能性上達到了高度的統(tǒng)一。

以上設計方法通過對傳統(tǒng)榫卯結構的材料和結構的改良，使其更適應工業(yè)化生產模式和現代社會生活模式，既保留了其功能上的精髓，也展現了自身精巧細致的構成美、人文美、藝術美，不僅簡單地作為結構，同時也成為造型中的一部分。

結語

榫卯不僅是一種連接方式的選擇，同時它也是一種文化象征，是一種將文化藝術特征與科學理性特征高度統(tǒng)一的傳統(tǒng)工藝，它已經被賦予了新的時代標簽。我們需要做的是在傳統(tǒng)榫卯結構藝術的基礎上重視它，并以新的視角進行現代化改造，在傳承的基礎上進行創(chuàng)新，不斷推進，將這種文化藝術延續(xù)下去。而計算機輔助設計能為榫卯結構提供新的設計及應用的可能性，為傳統(tǒng)的榫卯結構藝術在大工業(yè)時代下的繼承和發(fā)展提供了新的助力。

（責任編輯 ?牧鑫）

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