加拿大建築師達西.瓊斯挖掘常民風土智慧,從挪威與瑞士傳統工法淬鍊當代營造靈感
加拿大溫哥華D'Arcy Jones Architects主持建築師達西.瓊斯(D’Arcy Jones),長年鑽研歷史構築工法。近期在蒙大拿州立大學建築學院舉辦「建築之語」(What Buildings Say)模型研究展,彙整瑞士巴倫伯格露天博物館、挪威奧斯陸民俗博物館與蒙大拿歷史建物的9項常民智慧:木栓替代鐵釘的易修結構、外露木榫的微型小木頂、未切鋸實心原木階梯、劈半圓原木屋頂、高架倉房抗重力立柱、木板教堂高樹脂球形基座、蜂巢立方礦坑支撐架、十九世紀豬槽角隅工法,以及釘合壓條立柱。這些構造細節展現前人順應材料與氣候的務實哲學,為當代營建提供深刻省思。
我們對尋常的建築物以及被遺忘的建築方式抱有濃厚興趣,過去人們利用手邊僅有的資源來建造,許多關於建築的智慧便是在此過程中緩慢發展出來。建築技術隨著世代交替而不斷微調。最終流傳下來的,往往不見得是某種特定的風格或具有高辨識度的建築語彙,反而是最務實的建造方法。
建築物本身就是上述過程的歷史紀錄。接縫、修繕、改造與增建等細節,保留了關於建材、勞動力、氣候條件以及使用方式的各項決策。許多建築物經歷了持續的改變,讓空間的調整與維護成為了建築學的一環,而不是只在建築完工後才發生的額外事項。
觀察背後的研究,源自於博士階段的實驗計畫,隨後透過在瑞士與挪威進行的羅馬大獎(Prix de Rome)研究進一步擴展,並在蒙大拿州立大學(Montana State University)擔任訪問學者期間持續深化。
近期,來自該研究的模型與論文以「建築說了什麼」(What Buildings Say)為題,在該校的建築學院展出。每一件展品都提取了來自瑞士、挪威或蒙大拿州的單一建築概念。其中許多案例,都曾在瑞士布里恩茨(Brienz)附近的巴倫伯格瑞士露天博物館(Ballenberg Swiss Open-Air Museum)以及奧斯陸(Oslo)的挪威民俗博物館(Norsk Folkemuseum)進行過實地觀察。
以下是D’Arcy Jones 團隊所發現的九個案例:

木榫,而非釘子
所調查的建築物是一棟結合了動物廄舍、乾草閣樓與住宅的複合式農舍,主要骨架以柱子與樑木搭建,並利用木榫與榫接技術進行連接。農舍下層的牆面因為容易從地面進行維護,所以並未用木板封死。相對地,木板被直接嵌入外露柱樑的溝槽中,成為了結構體不可或缺的一部分。如果哪一塊木頭腐爛了,不需要梯子就能輕鬆替換。
到了較高的樓層,骨架的修繕工作往往更加困難,因此安裝了薄木板做為外牆,宛如現代的帷幕牆或是巨大的魚鱗般披覆在結構上。每一塊外牆木板都用兩根木榫固定在建築物的骨架上。工匠刻意讓木榫凸出於壁板表面,藉此防止水氣滲入那兩個鑽孔之中。雨水會讓木榫逐漸腐朽,因此凸出的一小截木頭就會像燃燒中的蠟燭在記錄時間一樣,一點一滴地奉獻給雨水。木板的底部被雕刻成扇形,增添了裝飾細節的同時,也能有效引導雨水滴落。
對我們現代人而言,農舍的木榫與扇形雕花看起來既像是未完工,又顯得過於華麗。然而,諸多細節創造出了一種平衡,展現出毫不費力的經濟效益。就像鞋帶或是牛仔褲上的鉚釘一樣,它們在對材料的默默掌控中,喚起了一種自信與靈巧的感受。

迷你屋頂
該建築物是巴倫伯格博物館館藏中最古老的一棟。身為一棟擁有690年歷史的房屋,其設計出乎意料地合理且讓人感到親切,部分原因在於它的外牆轉角是透過堆疊木材所形成,與現代的Strickbau交錯堆疊木建築工法如出一轍。建築的外殼更透過將內牆嵌入外牆的設計而得到進一步的強化。突出外牆的木材末端,巧妙地向屋外的人暗示了內部的空間佈局。與轉角處不同,內部牆面並沒有在每一層木材都與外牆進行榫接。相反地,建築工人僅使用了三個凹口:一個靠近地板,一個在牆面中間,另一個則靠近天花板。背後的確切原因雖已不可考,但該系統在結構上的效率卻是合乎邏輯且經得起時間考驗的。
由於凸出的內牆木材末端暴露在外,很容易受到風化影響,因此它們通常被切割成弧形或帶有角度,以防止雨水在頂部積聚並造成腐朽。木材末端離突出的屋簷越遠,老化的程度就越嚴重。就在博物館小心翼翼地將該建築物拆解並重新組裝的某個時間點(無論是在拆解前或組裝後),最靠近地面、最容易受損的木材末端被安裝了一塊有角度的木頭,每一塊看起來就像是一個迷你的小屋頂。
該建築物利用木製蓋板來保護木材末端的做法,並沒有增添任何新的材質,使得修繕部分能夠與原始結構完美融合。當迷你屋頂不可避免地腐壞時,只需花費幾分鐘就能換上新的一塊。

木樓梯
每一棟超過一層樓的房屋都需要樓梯,但樓梯無所不在,讓大多數人對其視而不見。現代建築對樓梯投入了大量的心力。在一個幾乎所有建築環節都受到區劃與建築法規約束的文化裡,樓梯依然是展現個人風格或地位的最後幾塊空白畫布之一。設計潮流來來去去,從懸浮式踏板的張狂,到無框玻璃護欄的戲劇張力,不一而足。
儘管當代建築界似乎已經掌握了樓梯的基礎知識,但當我們意識到古人建造的樓梯其實更為優秀時,實在令人大開眼界。時至今日,典型的樓梯起碼會有兩根側樑,通常由5.08公分乘30.48公分(2-inch-by-12-inch)的木材切割而成。側樑上會刻出鋸齒狀的凹槽,用來安置水平的踏板與垂直的踢板。然而,切割的動作會削弱側樑的強度,使得凹槽的深度與間距變得至關重要。為了建造現代樓梯,卻把木製側樑切割到幾近損壞的邊緣,似乎顯得相當荒謬。
人體結構一直以來都在影響著樓梯的設計。步行的自然動作以及腳跟的圓滑輪廓,讓每一階都略微突出於下方階梯的設計變得相當舒適,同時增加了踏板的可使用面積。西元1780年的這項設計,透過讓側樑保持為堅固、未經切割的傾斜木材,成功避免了結構受損的問題。將踏面與踢面整合進層層遞進的三角形形態中,不但藉由極簡的方式強化了整體組件,更充滿詩意地表達了樓梯作為「有節奏地堆疊的方塊」之本質。

半圓形屋頂
從遠處看,該棟圓木堆疊小屋似乎覆蓋著波浪狀的金屬屋頂。但湊近一瞧,便會發現它其實完全是由木材建造而成。牆壁使用完整的圓木,屋頂則採用剖半的圓木,讓小屋深植於森林環境中,並與之融為一體。作為一棟單間建築,它是本系列章節所探討的案例中最小的一個,但由於屋頂展現出極富表現力且原始的工藝,反而讓人覺得它的空間更為寬敞。
其屋頂是挪威木板屋頂的一種鄉村變體,後者將重疊的2.54公分(1-inch)厚切割木板順著坡度鋪設,就像是牆面上的板條覆蓋結構一樣。雖然交錯排列的半圓木看起來可能有些原始,但其創新之處在於,它以更省力的方式改良了木板屋頂的經驗。
在安裝木板屋頂時,會將木板耐用的心材朝上放置,促使木板在乾燥的過程中邊緣向上翹起,彼此互相嵌合。隨之產生的些微凹形溝槽,能在雨水滲入頂層木板下方之前,順著坡度將其引導流下。
用斧頭劈開成形的剖半圓木,並不會像鋸開的木板那樣彎曲,因為木質纖維是沿著自然紋理分離的。圓木半圓形所多出的木料,能夠抵抗木板容易產生的翹曲變形,確保半圓形屋頂能隨著時間推移依然保持緊密與平整。
半圓形屋頂所帶來的啟發,既充滿矛盾又極具遠見。雖然建材是手工製作且處於前工業時代,但其使用的松焦油卻預示了瀝青塗料的出現——而這種石油基底的化合物,正是幾乎所有當代建築屋頂都會使用的材料。

閣樓柱
在挪威的鄉間,當主要的農舍擠滿了季節性工人時,人們會建造架高的儲藏室或閣樓,用來保護食物、貴重物品以及未婚女性。隨著時間發展,建築物被架設在短小的樹樁狀柱子上,將其抬高於地面,以防止嚙齒動物入侵,同時保持儲存食物的涼爽與乾燥。十八世紀的挪威人過著簡樸的生活,而且不浪費任何東西。從保存在原址的鄉村閣樓檔案照片中可以看出,建築下方的架高空間被用來風乾木材以及存放工具。
當時同時期的房屋與穀倉並沒有建在柱子上,使得閣樓在農場的其他建築中顯得格外出眾。上述結構彰顯了農場主在農村社會中的地位。
閣樓的樹樁柱結構,正是被遺忘的歷史巧思之一。透過將巨大的互鎖樑木放置在石頭上,可以防止潮濕地面造成的腐敗。藉由在擴大的柱子上切出凹槽,使得每個樹樁底座就像樹木的根球或巨大的老鷹爪子一樣,緊緊抓牢那些角落。樑木與凹槽被設計成錐形,使得連接處能保持緊密;如此一來,當樑木乾燥收縮時,地心引力會讓連接處變得更加牢固。即便是在兩層樓高的閣樓中,也沒有使用任何其他的交叉支撐。留存至今的閣樓建築散發著一種強烈的力量感,卻絲毫不顯得過度建造。
由於儲藏室是農場運作中不可或缺的一部分,早期的挪威農民很可能不把它們看作是建築物,反而更像是工具。

木條柱
在西元1300年代的黑死病爆發之前,挪威總共建造了1,300到2,000座木板教堂。儘管是由木材製成,但至今仍有28座屹立不搖,得歸功於當時建築工匠所採用的特殊木材採收技術。工匠會砍掉活樹的頂端並去除樹枝,促使心材為了試圖癒合而分泌出額外的樹脂。兩年後,他們才將這些樹木砍伐下來,製成教堂的柱子與基底橫木。
木板建築工法使用的是垂直木板,並將其嵌入柱子與橫木的凹槽中,這與水平堆疊原木的實木建築工法截然不同。對於木板教堂而言,樑柱結構的框架必須緊密接合,才能承受風力與橫向作用力。地板下方的樑木則像馬鞍形凹槽原木一樣互相嵌合,並放置在岩石上以防止腐爛。
該座木板教堂角落柱子的圓形末端,看起來與古希臘的石頭柱基十分相似,但歷史學家認為其靈感是來自維京船高聳的桅杆,其球形底座讓它們更容易被滾動到位。
富含樹脂的球形底座設計,部分解釋了木板教堂之所以能長久保存的原因。雨水會迅速滴落到地面,而不會滲透進木材中,尤其是在端面木紋與樑木連接處。實用的圓滑造型賦予了建築物一種流暢、毫不費力的外觀,非常適合做為象徵神聖的建築。

方框木支撐
在1800年代,礦坑坍塌是司空見慣且經常致命的意外。如果當時有使用支撐物的話,通常也只是把圓木硬塞到固定的位置而已。西元1860年,在內華達州的維吉尼亞城,出生於德國的工程師菲利普·戴德斯海默(Philip Deidesheimer)研發出了方框木支撐系統。他從蜜蜂的蜂巢中獲得了靈感。該系統讓礦坑變得更加安全、模組化,而且易於擴展。
戴德斯海默的構想,是利用等長的木材組成重複的圖案。垂直的柱子頂部設有水平的樑,加上側邊的橫木,將整個結構變成了堅固的立方體。上述立方體可以組裝成三維的網格,並能根據任何地下空間進行調整。木材疊框工法是將交疊、互鎖的木材堆疊起來,然而與之不同的是,方框系統中的每一塊木材,都是利用客製化的榫卯或半搭接縫進行精準拼合。
採用何種木材接合方式,取決於礦坑的岩石與土壤條件。在蒙大拿州容易發生坍塌的高礦(High Ore Mine)中,由於木材端面紋理對接時的強度最高,因此垂直柱子會在三向連接處相互接觸。潮濕的環境與地下水會使木材連接處膨脹並變得更加緊密,因此根本不需要額外的固定零件。
原始的方框系統脫穎而出,成為一種善用木材自然強度的聰明且優雅的方式——特別是在幾何結構與接合工藝都做得恰到好處的時候。

8. Hog Trough Corner 豬槽轉角
豬槽轉角是建造原木結構的一種獨特方式,在美國西部剛開始開發時十分盛行。其名稱的由來,是因為它長得就像牲畜的飼料槽。相較於鴿尾榫或馬鞍榫等複雜且需要個別打磨的接合工藝,該工法則簡單得多,只需將兩塊垂直的5.08公分乘20.32公分(2-inch-by-8-inch)木板釘在一起,形成一個L形的轉角即可。接著把原木切成所需長度,直接釘在轉角上,讓未受過專業訓練的木匠也能更快、更輕鬆地搭建出基礎結構。
只是上述做法也有其缺點。此類轉角的強度與穩固性,比不上使用傳統原木建築工法所製成的轉角。細長的L形轉角無法承受太多的重量,尤其是在龐大的積雪荷重下,這些重量必須被向下傳導至地基。此外,釘入原木末端的釘子有時會隨著時間鬆動,導致轉角因風吹、受潮與日曬而下沉或變形。
豬槽的細節反映了19世紀末蒙大拿州的經濟現實。隨著木材廠為當時的建築熱潮提供原料,輕型木構架變得越來越普及。然而,加工過的木材依然昂貴且難以運輸,反觀附近的樹木卻能以較低的成本取得,甚至可以免費採集。豬槽設計搭起了傳統原木建築與新式立柱構架之間的橋梁,也標誌著實心原木工法不再是建築主流的衰退過程。

9. Cleated Post 加板柱
角柱建築是北美早期常見的建築工法,由1500年代的法國定居者引進,後來被梅蒂人(Métis)社群所採用。該工法使用了模組化的砍鑿原木段,因而成為建造毛皮交易站與軍事堡壘的熱門選擇。
角柱技術改良了傳統的馬鞍榫或鴿尾榫原木牆。建築工人會在每個角落以及外牆的中點設立垂直的柱子。柱子上刻有卯眼,也就是用來固定原木的凹槽,這減少了對精細轉角接縫與精準測量的需求。水平的原木則被滑入柱子之間,藉此形成牆壁。上述方法允許結構在新鮮木材乾燥時自然沉降,而不會改變整體的框架。
在蒙大拿州的金礦小鎮班納克(Bannack),角柱工法被進一步調整以適應當地需求。在當地的化驗所,工人們並沒有在柱子上雕刻凹槽,而是在木材與柱子相接的兩個面上,釘上了加工過的木製夾板,以此為水平原木創造出通道。雖然加工木材與釘子在當時相對稀有且昂貴,但施工速度更快,所需的技術門檻也大幅降低。可惜的是,其中仍有所妥協。釘上的木夾板在強度與耐用度上,遠比不上由單塊木頭製成並帶有卯眼的實心柱子。
誠如豬槽轉角一樣,加板柱也標誌了一段實驗性的過渡期,見證了建築工法從傳統原木建築,走向如今主導北美建築界的現代釘接構架。
模型由皮爾斯·莫利(Pierce Morley)與羅根·波勒(Logan Bohler)製作。照片由謝恩·豪瑟(Shane Hauser)拍攝。編輯協助來自羅伯特·弗格森(Robert Ferguson),而有關蒙大拿州的專業知識,則由名譽教授瑪麗·奧尼爾(Maire O’Neill)慷慨提供。
