第二章 文獻探討
第一節 宅門之歷史
壹、中國門窗之起源與發展
根據歷史文獻記載,我們現在所能熟悉的門、窗一類裝修資料,
最早不過西漢。從西漢至唐代的千餘年中,裝修的形式並沒有太大的 發展,這個時期的門,主要是雙扇板門或單扇板門。窗則主要是櫺窗,
山西五台山唐佛光寺大殿的門窗裝修是這個時期裝修形式的代表。漢 代陶屋、陶樓及畫像石中的窗格也可見到斜方格、橫櫺及網紋的式樣。
【洛陽伽蘭】記載建於魏平熙元年(516 年),在洛陽建造的永寧寺方形 木塔,有「浮圖有四面,面有三戶六窗。戶皆朱漆,房上有五行金釘,
其十二門二十四扇,含有五千四百枚,覆有金環鋪首」的記載,說明 這個時期木塔每層的門上已開始用門釘鋪首和門環。
唐代以後,已經出現格子門(清代稱為隔扇),宋「營造法式」記 載的小木作中有板門、烏頭門、軟門及格子門四種。其中,烏頭門(又 名櫺星門),為裝置在廟宇建築院牆中間柵欄式的大門。明清建築仿其 遺制,仍可見這種櫺星門。《營造法式》中所謂的「用輻」(穿帶),「合 板軟門」仍屬板門類型,類似明清時的屏門。「格子門」(清代稱隔扇) 的出現,是裝修的一個發展。《營造法式》卷七「格子門」項內有「每 間分作四扇(如梢間狹促者只分作二扇),如檐額及樑猌下用者或分作 六扇造 用雙腰串(或單腰串造)」。其中,「雙腰串」即為「雙腰抹頭」
相當於四抹隔扇 單腰串為單腰抹頭,相當於三抹隔扇。關於格扇的紋 樣,《營造法式》中僅舉了「四斜球紋格眼」,四直方格眼」等幾種。
實物中的樣式卻要比這豐富得多,有斜方格眼 龜背紋和十字紋等數
種。遼、宋、金、元時期門窗,以破子櫺窗和板櫺窗為主要形式。另 外此時還出現了橫格窗,與格門、檻窗組合在一起。橫格窗的櫺條形 式多變化,櫺花形式有六、七種之多,常在一幢窗上交錯對稱使用。
這些,說明、宋以後至元代宅門的形式已有了很大發展。
明代以後,裝修更加精細,所採用的花紋也更加豐富多樣,儘管 明、清宮式建築受工程做法則例制約,門形式和紋樣較為定型化而缺 少變化,但其它地方寺廟、府邸 民宅中裝修紋樣的類型則十分豐富。
用各種直櫺、曲櫺構成的裝修櫺條紋樣,極富、於裝飾性,有很強烈 的藝術效果。裝修的這種發展沿革,經歷了從單純實用到實用與裝飾 相結合的發展過程(馬炳堅 民 87)。
根據古建築裝修的特點,凡建築功能相同或類似的裝修,在構造 方式、榫卯結合技術、製作安裝技術等方面,都有許多相似和共同的 地方。所以,我們按裝工藝等方面,都有許多相似和共同的地方。所 以,按裝的功用、種類可將裝修分為如下幾類:
1.板門類:包括實榻門、攢邊門、灑帶門、屏門等。
2.隔扇門:包括隔扇、架、風門、碧紗等。
3.窗類:包括檻窗、支摘窗、牖窗、什錦窗、橫陂及楣子窗。
4.欄杆、楣子類:包括坐楣子、倒掛楣子、尋杖欄杆、花欄杆、靠背欄 杆等。
中國古建築的宅門都是安裝在檻框裏面。檻框是古建築宅門外框 的總稱,它的形式和作用與現代建築木製宅門的口框相類似。在古建 築裝修檻框中,處於水平位置的構件為檻,處於垂直位置構件為框。
檻依位置不同,又分為上檻、中檻、下檻,下檻是緊貼地面的橫檻,
是安裝大、隔扇的重要構件(圖 2-1-1)。
圖 2-1-1 大門檻框部位名稱 資料來源:馬炳堅(民 87)
而在古建築木裝修的可移動性,安裝在金柱間的裝修可移至檐柱 間,檐柱門的裝修也可移至金柱間(圖 2-1-2)。古建築木裝修的這個特 點,決定了包括檻框在內的全部裝修構件或單件都必須可以拆安的活 構件。這些構件榫接結合在一起,需要移動時只要打開榫接,與檻框 的受力方向、作構件安裝(馬炳堅 民 87)。
圖 2-1-2 隔扇檻窗框名稱部位 資料來源:馬炳堅(民 87)
圖 2-1-3 夾門窗檻框部位圖
資料來源:馬炳堅(民 87)
檻框各部位的榫卯構造,與檻框的受力方向、構件安裝安裝程序 和安方式有直接關係。以下分別簡述其構造:
一、 檻的榫接構造:
橫檻位於柱與柱之間,兩端做榫插在柱上,通常是在大木構 架安裝完畢後再安裝檻框。在柱子位置都已固定的情況下,怎樣 進行橫檻的安裝,傳統的方法是製作倒退榫,用倒退法來安裝(如 圖 2-1-4)。
圖 2-1-4 橫檻倒拖法安裝及榫接做法 資料來源:馬炳堅(民 87)
圖 2-1-5 下檻、門枕、抱框構造 資料來源:馬炳堅(民 87)
二、抱框的榫接構造
抱框與柱之間,也應榫接結合,傳統做法是栽銷,木銷的做 法相似於新建木宅門口與磚牆聯接用的擄子榫,榫子栽做於柱 上,在抱框對應位置做榫孔,每根抱框用 2~3 個榫(如圖 2-1-5)。
門框與中檻、下檻相交處做半榫。短抱框與上、中檻也可用 溜銷法安裝(圖 2-6-6)。
三、中檻與連楹的榫接構造
中檻與連楹之間,若有門簪時,是憑門簪後尾的長榫鎖合在 一起的(圖 2-1-6、圖 2-1-7)。若無門簪,可栽暗銷,並鋪以鐵釘 榻板與柱子之間是憑榻板端頭的柱碗與柱子結合的,通常不做其 它榫接。
圖 2-1-6 中檻、門框、門簪構造示意 資料來源:馬炳堅(民 87)
圖 2-1-7 外檐隔扇橫陂檻框構造示意 資料來源:馬炳堅(民 87)
近代建築漸採用大平面的玻璃的傾向。大面積的牆上開口,確給 建築師和木工技師帶來新問題,建築師採用新建材來處理建物表面。
除使用木材外,常使用輕金屬、合成材料等之新建材於其作品中。例 如不少建築在其建物的外觀上,採用細框架、製造業者便致力於發展 新技術,改善五金配件等,以期減輕現場工作之負擔,力求與建築物 合理的配合。
現今工程人員需具備精湛的工作技術與科技新知,才能因應社會 快速的發展。由於精度的要求高,導致木製宅門的製作,也邁向機械,
來達到高品質與精準化的工業型態。加工尺寸須由施工圖上直接量 取,並在機械上迅速精確的調整。建築物上門技術須朝向下列三方向 不斷的求改進:1.安裝門的牆;2.門上的溝槽;3.安裝玻璃與施工速度 和對熱能、噪音絕緣措施等細節問題。
第二節 宅門設計方法
壹、 設計之考慮因素
設計可定義為應特殊需要之創造性計劃,但在現代的設計,應超 越此一特殊觀念,並以一種裝飾來加以詮釋,每一設計工作係專為實 現某種特殊條件而解決問題。
黃彥三(民 87)認為木製品設計應包括下列五個主要因素:
1. 物體之造形 ,包括裝飾與五金配件。
2. 使用材料,包括織物與花邊。
3. 適當的塗裝,包括色彩與質地。
4. 結構品質與生產技術。
5. 造形生產之加工程序。
若上述因素中任何一個被忽略時,則所作設計便不能令人滿意,
或少物體之美觀與實用價值。任何製品必須兼顧美觀與實用。
在分析與研究之階段,必須考慮一些設計問題上的必要條件,包 括上述用途、大小、材料等;優良設計必須顧及機能,外觀及材料上 的必要條件。
在機能性方面,製品必須適合目的與需要,設計者必須努力使其所 設計之物品充分有用,但在設計時亦不能過分簡化或過分注重機能 性,因充分的機能並不能保證必然是優良的設計。
在材料方面,製品應將其構成材料作簡單、直接而實際地使用,設 計者應將最少的材料作最有效益的使用,設計者應將最少的材料作最 有效的應用。若能做到智慧地使用材料,則製品之構造自然完美—具備 必需之強度而不浪費材料。
在外觀方面,任何製品均須有優美的線條。無疑地,這是設計上 最困難的地方。因美觀並無絕對的標準,喜愛與否因人而異,但無論
如何設計者應將前述設計之要素與原理作良好的運用,才能創造出眾 人認為美觀的作品。設計者若欲創造出成功的作品,則必須有計劃的,
系統地,考慮到機能、材枓、外觀這三個必要條件
圖 2-2-1 設計分析法圖解
從設計的發展而言,在現代設計興起之前,設計不只在於建築,
也是一種藝術。從文藝復興開始,就慢慢的形成以建築專業技藝為首,
並結合繪畫專業技藝與雕塑專業技藝的承傳,三者合稱造形藝術,稱 為設計。
楊裕富(民 87)在空間設計研究中提到從設計創意到設計發展,到 設計作品完成。從其它相關的研究裡,曾經將設計的三大領域的思維 習慣特色做過整理,他認為住宅空間設計是以典範思維為主的創造思 維模式;視覺傳達設計是以敘述思維為主的創造思維模式;工業設計 則是以程序思維為主的創造思維模式。
1.典範思維
空間設計者的思維習慣,傾向於以藝術品創作來思考建築設計,
同時,建築這種藝術品是集所有造形藝術之大成,各種因素:材料、技 術、文化、價值觀、氣候等等下的反映,視為專業學習的典範。
2.幾何格律思維
空間設計者的思維習慣,傾向於以重複的尺寸來組織實體,以形 成秩序與美感。這種重複的尺寸,基本上是對"數理"的迷戀,進一步 發展出網狀格子規線與"模矩"規線以方便設計的進行。
3.歷史思維
空間設計者的思維習慣,傾向於以"自己"傳統上的傑出作品當作 專業學習的內容之一。一方面由於建築作品具有造形藝術集大成的性 質,另一方面空間的形成,相對於其它造形藝術,期望藉由"來承傳自 己政權的大一統或文化的大一統"。
4.理性思維
西方建築設計者思維習慣,傾向於以"數"的推理來代替"情"的推 理;並以人體尺寸類比於神的尺寸、創造物的尺寸,以神的尺寸類比 宇宙的尺寸、類比於萬物之"道"。另一方面也附和了迪卡以降的:理性 主義",進而造形活動更與數理邏輯、幾何學結合在一起。
林崇宏(民 87 年)認為將基本設計理念存在的現象則是一種基本的 真理,也是一種主觀性的法則,並將基本設計理念歸納如下:
1. 設計理念是一種形態的反應現象。
2. 是一種實證性的研究方法。
3. 是一種觀念性的組織內容。
4. 是一種感性的概念加上理性的訴求的綜體。
5. 是一種抽象思維的概念。
6. 可演變為一種特有的思考模式。
7. 可解決在設計上所發生的種種問題。
最終的表達只需經過兩種重要的過程:「思辨」和「驗證」其 中思辨包括了觀摩、分析、思考,而驗證包括了推論、模式、實 驗。
圖 2-2-2 設計價值觀概念
貳、設計基本法則
木製宅門的形式原則,是創造住宅的美感形式的基本法則,它即 是藝術原理在宅門設計上直接運用。林崇宏(民 84)認為常用的設計 基本法則有下列幾種:
1. 統一(Unity):
統一其功能在於將諸造形要素加以統整,使整體造形彼此產生相 互關連,並富有秩序、單純、和諧的美感效果,而不致於產生鬆弛、
零亂的感覺(如圖 2-2-3 所示)。
2. 比例(Proportion):
比例形式法則就是指在整體形式中,如何處理其部份與部份之間 或部份與整體之間產生一種量度上的美感,即長短、大小、粗細、厚 薄、濃淡、強弱、輕重等恰當的搭配而產生優美的比例效果,構成美 的比例很多(如圖 2-2-4 所示),茲就在數學上較有演算根據的幾種數列 簡介如下:
A. 等差數列:所謂等差數列即是以某一個單位為基礎,它的 2 倍、
3 倍、4 倍、5 倍……所求得的數值依次加以排列。
B. 等比數列:所謂等比數列即是前項乘以公比所成的數列,如:設 公比為 2,第一項為一,則所形成的比數列為 1、2、4、8、16……。
C. 調和數列:以等差數列為分母所得到的數列稱為調和數列,如 1/1、1/2、1/3、1/4、1/5 或 X/1、X/2、X/3、X/4、X/5 等。這 種型態的比例較等差數列富有變化也顯得順暢柔和。
D. 費波納基數列:
這是由義大利數學家費波納基所究仙人掌生長秩序所發 現的數列,其排列的順序取前兩項的和等於後項所形成的列。
如:0、1、1、2、3、5、8…....。
E. 貝魯數列:
貝魯數列與費波納基的奇數列有點相似,其組合方式是把前 項數目兩倍再加上前前項的數目等於後項,如 1、2、5、12、29….。
F. 黃金比列
將一條線分割成兩段,短線段與長線段比等於長線段與全部 長之比時,這種分割我們稱為黃金分割。
AB:AE=1:1.618 a:b=b:a+b=1:1.618 3. 強調(Emphasis):
強調係指有意加強某一部份的視覺效果,使其在整體形式中
成為重要的點,這個被強調的部份即構成了形式上「主體」的地 位,而且,為了加強主體的強調意味,則必須設法減低其他要素 的重度,使其處於從屬「實體」的地位(如圖 2-2-5 所示)。
4. 平衡(Balance):
所謂平衡是「各部份重量感在相互調節之下所形成的靜止現 象」。換句話說:在視覺上的形式,不同的造形,不同的色彩和材 料,都將引起不同的重量感覺。這種重量感覺能夠保持一種不偏 不倚的安定狀態,即產生平衡的效果(如圖 2-2-6 所示)。
5. 韻律(Rhythm):
韻律是靜態形式上視覺上所引起律動效果,也就是造形、色 彩、材質,乃至於光線等形式要素,在組合上合乎某種規律時所 給予視覺和心理的節奏感覺(如圖 2-2-7 所示)。
6. 反覆(Repetition):
反覆指以相同或相似的構造單元,作規律性逐次出現所獲得 的效果。相同的單元反覆原理的事例不勝枚舉皆必須在反覆的基 礎上尋求井然的秩序和微妙的節奏感覺效果(如圖 2-2-8 所示)。
7. 和諧(Harmony):
和諧可以釋為「部份之間的相互協調關係」。意即以類似的細 部共結合,而能給人以融洽而愉快感覺的形式(如圖 2-2-9 所示)。
8.漸層(Gradation):漸層是一種漸次變化的反覆形式,它含有等差、
漸變的意思。即同一單位體的排列一層層逐次由大而小、由強而 弱或由明而暗的變化,形成漸變,且保有一定的秩序,形成一自 然的順序(如圖 2-2-10 所示)。
圖 2-2-3 宅門運用統一的表現
圖 2-2-4 宅門運用比例之圖例
圖 2-2-5 運用強調所設計之把手及鑲板
圖 2-2-6 靜態平衡之宅門
圖 2-2-7 宅門在支桿以韻律方式設計
圖 2-2-8 板門在鑲板設計時以反覆表現
圖 2-2-9 和諧常用於天窗設計
圖 2-2-10 漸層是設計基本概念
第三節 宅門幾何造形
圍繞在生活四周的環境,皆是由各種物質造形相互之間關係呈現 出來,例如:留影在牆上的一個點,只是個形狀,但由景形成的影子就 成為造形。
壹、 幾何造形之探討
西方學者安海姆認為造形是眼睛所把握的物體的主要特質之一,
造形並不指出物體在何處,主要是指物體的外貌,至於一個空處,一 個洞是由實在的物體的內線表示,造形也可能狹義地解釋為「一種活 動」,有「人類造出來的形態」的意思,舉凡繪畫、雕刻、建築、機械、
交通工具、生活用品等皆包括在內;近代探討造形的研究指出,造形 除了形態外,尚須加上質感、色彩、空間、動態才能構成造形;以設 計師的立場來看:造形是存在空間中,由尺寸、外形和量的特殊組合 而成的複合體,它是發揮設計師想像的創造物,各種創造物的的造形 會受到控制。
日本造形教育學者朝倉直已教授(民 64)把幾何造形藝術的發展 分成四波,第一波是使用幾何造形做具象的表現,第二波以後則為非 具象的表現,第三波為加入數理的理性表現,第四波則為加入更多技 術的輔助而產生特殊效果的表現。
林品章(民 89)針對幾何造形指出:在視覺傳達設計相關的課程 裡,諸如商標設計、標幟設計、包裝上的圖案設計等等,取材於具象 的自然造形並加以簡化成幾何造形,且使用幾何學的製圖法加以呈現 的製作方式與過程。如產品設計、工業設計、建築設計、景觀設計的 領域上,取自具象的自然造形再加以變化的設計方法。
塞尚的理論為依據來對自然事物加以簡化時,可以成為仍然看得
出自然形態的圓筒或圓錐體的組合,若簡化的徹底時,也會成為完全 看不出自然形態的一堆幾何形態,使用幾何學造形也同樣可以表現自 然的事物。
康丁斯基在 1920 年代的創作常以「構成」、「圓形」、「三角」、「水 平線」等等為名,這些幾何造形組合的作品,不論是造形或色彩,均 使畫面顯現得非常活潑。
畢爾於 1938 年發表「單一主題的十五種變化」提到,基本圖形是 從中央的三角形,隨著四角形、五角形、六角形、七角形,而有順序 有規則的發展到外圍的八角形。同時還有一項更重要的規則是,圖形 中所有的線段,不論是中央三角形的邊,或是八角形的邊,都是相同 長度,畢爾是一位同時使用幾何造形,又同時使用數學的原理來創作 藝術的造形藝術家。
高橋正人就是專門研究數學造形的日本籍教授,利用幾何直線與 圓弧,加上「點」的表現,繪製了許多有規律的造形,還把這些造形 稱為「律」。松尾光伸、崛內正和等藝術家,也是以幾何造形的數理創 作做為他們詮釋藝術的方式,其中松尾光伸善長於使用橢圓形,而崛 內正和則善長於使用正方形。
以造形的樣式來說明,從自然形態發展到幾何造形的過程是息息 相關,如同新藝術運動大量使用植物的莖蔓造形,現代主義則使用幾 何造形等等。
貳、幾何造形構成的基本要素
一、線:
線是點的運動軌跡。換言之,線是具有長度的一次元要素。線 中有具有明顯方向性的直線,與不具一定方向的曲線兩種。在造形 表現中,線比點具有較強的心理效果。直線具有硬直,明確的感覺。
然而曲線具有優雅柔軟之感,曲線之速度變化,可形成運動感覺。
直線對心理之影響,有下列之分類:
粗直線 <=> 力強、鈍重、粗笨。
細直線 <=> 神經質、銳敏、尖銳。
鋸狀直線 <=> 不安定、焦慮。
曲線大別可分為兩類,即幾何曲線與自由曲線兩者。幾何曲線 是圓、橢圓、拋物線等,在幾何學定義下,任何人皆能繪出同樣的 圖形出來。自由曲線就是自由而富有個性之曲線,很難再。畫出同 樣圖形自由曲線是由C曲線、S曲線、渦線等特徵組合而成的。曲 線之心理感覺可作如下之分類:
幾何曲線 <=> 明確、高貴、易於瞭解。
C曲線 <=> 簡要、華麗、柔軟。
S曲線 <=> 優雅、魅力、高貴。
渦線 <=> 壯麗、不明確、混然。
一、 面:
用不同的線條可使物體顯得較長或較短。同樣的,應用線條可 使物體顯較高或較寬。水平方向的線條可使物體顯出寬、矮的視覺 錯覺,而垂直方向的線條,則使物體顯出狹、高的視覺錯覺。
二、 形:
平面之形是由線移動而成,而立體之形則是由面之移動所造 成。而形是指平面的形,是具有面積的二度空間。形可分為幾何學 形與自由形兩者。形的心理特徵是,最能表現出各種形所具有的輪 廓線的心理特徵。各種形的心理感覺如下:
1.直線形、曲線形
直線形 <=> 安定、信賴、確實、強固、明瞭、簡潔。
自由直線形 <=> 強烈、銳敏、直接、男性、大膽、活潑。
曲線形 <=> 比直線形柔軟,有數理性秩序之感。
自由曲線形 <=>優雅、魅力、女性、柔軟、散漫與不明瞭。
2.點造形
包浩斯時代的造形大師,康丁斯基認為「點」是沈默的,彷 彿是無聲。如以物質的角度探討,它幾乎等於零。它可以是線相 交的交集。或是突然產生的一個小小等號,都被認定為亦即視「點」
本身與其所存在的周圍環境比較,只要在整體環境裡在集中性,
並具有凝聚視覺的作用,都可以稱之為「點」。
3.線造形
「線」是點移動的軌跡,亦是點的延續現象,形成了動力感,
已從靜態跳到動態,因為線是以長度青現其主要的特徵,所以有 連續性的特性。因此,為了表達線的特別構成,其長度、方向和 粗細之間的變化,必須作適當的搭配,才會形成更有特色的形式。
4.面造形
「面」是長和寬度二次共同構成的空間,面不僅是線的移動 軌跡,也是一種可做多種變化的形。面有長度與寬度,但無厚度。
面的形成因素在於其輪廓所構成,作為表達形的特色。所以,面 是在一種疊感的狀態之下呈現其主要的特性。因此,面構成是一 種有份量有強烈感覺的造形。
參、木製宅門之繪製法
若有工程製圖工具之助,任何純粹幾何問題均可迎刃而解,於工 程畫中幾何原理經常被應用,設計者可憑其儀器而益臻迅準確繪出想 設計之圖形,在製圖時常藉一些幾何畫法,完成工程製圖。經研究分 析下列為住宅門窗製圖時,最常用的幾何畫法:
一、直線之幾何圖形
1.平分垂直線法:(圖 2-3-1)用圓規從直線之二端畫同半徑之圓弧,
其半徑須大於直徑大於直線全長之半,且過圓弧之二交點連一直線即 為己知直線之垂直平分線。
2.三角板及丁字尺:(圖 2-3-2)於直線上之二點 A 及 B,作直線 AC 及 BC 與 AB 成等角。垂直於直線 AB 直線 CD,割 AB 於 D,即為中點,且 CD 為 AB 之垂直平分線。
圖 2-3-1 一已知直線分成二等分 圖 2-3-2 一巳知直線分成二等分 3.分線段為 2、3、4、6、8、9、12 或 16 等分:(圖 2-3-3、圖 2-3-4、
圖 2-3-5)分線段為 2、4、8 等分。
圖 2-3-3 一直線上三等分 圖 2-3-4 一線段分為 2、4、16 等 分
圖 2-3-5 分一線段為 3、6、9 或 12 等分
4.對角線之應用:(圖 2-3-6)應用對角線可簡化作圖,節省時間,其 應用法甚多,圖之 A 例用對角線定矩形之中心,B 用以放大或縮小幾何 形,C 於同邊上作相似圖形,D 作內接或外切圖形。
A B
C D
圖 2-3-6 對角線之用途,對角線可定偶數邊之規則或對稱中心 5.作一等邊六邊形:巳知 AB 兩點間距離。
(1):在 AB 上作一圓,直徑為 AB。再以同一半徑,以 A 與 B 為圓心,
作弧交於圓上,連接各點即成。(圖 2-3-7)
(2):用 30º與 60º三角板依次畫線而成。己知兩對邊間距離,以對邊 間之距離為內切圓之直徑,作此圓並以 30º與 60º三角板作切線於其 上。(圖 2-3-8)
圖 2-3-7 可定所有各頂點等於 圖 2-3-8 以三角板之特別角 圓半徑之弧 畫出之切線
6.圓內接一等邊五邊形:(圖 2-3-9)作一直徑 AB 及一半徑 OC 垂直於 其上,平分 OB 於 D。以 D 點圓心,以 DC 為半徑,作弧 CE。以圓心及 半徑作弧 EF。則 CF 為五邊形之一邊,即以此距離用分規分割於圓上。
7.正方形內接一等邊八邊形:(圖 2-3-10)作正方形之對角線。以方形 之四角為圓心,以對角線之半為半作弧交於正方形邊上,連接各點即 成。
圖 2-3-9 在圓內作內接等邊五邊形 圖 2-3-10 作正方形內接八邊形
二、幾何曲線:
1.圓弧與圓心:(圖 2-3-11)一弧之圓心必在任一弦之垂直平分線上。
所以在本圖中透過 O 及 P 兩點,可作無數個圓弧,但其所有圓心,例 如 R 及 S 均在 OP 垂直平分線 AB 上。
依上述原理,(圖 2-3-12)過三點只能作一圓,如圖之例。圓心必 在 AB 及 BC 二弧之垂直平分線上。圓必在 AC 之垂直平分線上。此法可 用來驗證精確性。
圖 2-3-11 弧之弦在垂直平分線上 圖 2-3-12 過三點作圓
2.作等邊三角形之內切圓:(圖 2-3-13)以 A 為圓心,AB 為半徑,作 弧。以 B 和 C 分別為圓心,AB 為半徑,割此弧於 D 及 E。於 EC 及 DB 交於 O,O 為幾何中心,OG 或 OF 為內切圓之半徑。
3.作等邊三角形內接於圓:(圖 2-3-14)以圓之半徑自已知定向點 A 開始,劃出間隔 AB、BC、CD 及 DE,ACE 即為等邊三角形。
圖 2-3-13 作等邊三角形之內切圓 圖 2-3-14 於圓內作等邊三角形
4.正方形內切一圓形:(圖 2-3-15)已知正方形為 ABCD,作對角線 AC 及 BD,相交於 O 點,即圓心。O 至邊 BC 之距離 OP 即為半徑。
5.圓內切一正方形:(圖 2-3-16)已知定向點 A,畫一直徑 AC,作 BC 等分並垂直於 AC,作 BD 等分並垂直於 AC,則 ABCD 即為正方形。
圖 2-3-15 作正方形之內圓 圖 2-3-16 作圓之內接正方形 6.四心圓心近似橢圓:
1.如(圖 2-3-17)所示連接 A 及 D,取 DF 等於 AO 減 DO。
2.以 O 為圓心,畫圓弧自 A 至 A’即為 OA’上扣除 DO 所得之距離 DA’即為 所求。
3.以 D 為圓心,從 A’點作圓弧至對角線 AD 定 F 點。
4.作一 AF 之垂直線,交 DE 延長線於 H。
5.使 OG’等於 OG,及 OH’等於 OH,則 G、G’、H 及 H’為四相切圓弧之圓 心。
7.反向曲線或雙彎曲線之作法:(圖 2-3-18)已知兩平行線 AB 及 CD。
於 B 及 C 上作垂線則任何切 AB 及 CD 於 B 及 C 之圓弧,其圓心必在此 等垂線上。
圖 2-3-17 四中心點方法近似橢圓圖 2-3-18 相切於直線之圓弧
三、拱形幾何畫法與其應用
1.平拱形。2.楔形平拱形。3.弧形平拱形。4.人字形拱形。5.高人字 拱形。6.英雄拱形。7.弧形拱形。8.缺圓拱形。9.半圓拱形。10.昇圓 拱形。11.馬蹄拱形。12.並肩拱形。13.二心拱形。14.二心內心拱形。
15.二心邊心拱形。16.二心外心拱形。17.三心花瓣拱形。18.三心拱 形。19.四心反曲拱形。20.四心尖拱形。21.五心拱形。22.六心尖拱 形。23.七心圓拱形。24.八心尖拱形。
圖 2-3-19 平拱形 圖 2-3-20 楔形平拱形
圖 2-3-21 弧形平拱形 圖 2-3-22 人字形拱形
圖 2-2-23 高人字拱形 圖 2-3-24 英雄拱形
圖 2-3-25 弧形拱形 圖 2-3-26 缺圓拱形
圖 2-3-27 半圓拱形 圖 2-3-28 昇圓拱形
圖 2-3-29 馬蹄拱形 圖 2-3-30 並肩拱形
圖 2-3-31 二心拱形 圖 2-3-32 二心內心拱形
圖 2-3-33 二心邊心拱形 圖 2-3-34 二心外心拱形
圖 2-3-35 三心花瓣拱形 圖 2-3-36 三心拱形
圖 2-3-37 四心反曲拱形 圖 2-3-38 四心尖拱形
圖 2-3-39 五心拱形 圖 2-3-40 六心尖拱形
圖 2-3-41 七心圓拱形 圖 2-3-42 八心尖拱形
圖 2-3-43 馬蹄拱 圖 2-3-44 偏心形
圖 2-3-45 車篷式拱 圖 2-3-46 鳩胸拱
三、 花邊的斜接面之應用
同寬的兩直木,以不同角度互相對接,或一直形與另一曲形的兩 木互相對接時,若沒有求出接處的正確角度或接合面,則此兩木在接
合處之花邊就無法對齊,故對此問題有加以深入探討的必要。
花邊斜切面依工作物之形狀有:1.正直線斜切面 2.偏直線斜切面 3.曲線斜切面三種。
圖 2-3-47 不同尺寸之結合線(黃清泰 民 74)
兩相同寬度的正方形或長方形工作物以任意角度相對接時,其接 合面恒為直線,且為其夾角的平分角線。兩工作物成直角,則其接合 面為 45 度斜。
若不為直角時(圖 2-3-48)其接合面必為其夾角之平分角線,而 兩工作物相對接之花線斜面,保持等寬,對接時才會對齊。
圖 2-3-48 對角線之求法(黃清泰 民 74)
圖 2-3-49 對角線之求法(黃清泰 民 74)
若不同寬度之正方形長方形工作物以不同角度相對接時,其接合 面亦恒為直線,但不再為其夾角之平分角線,因此必先把兩外線與內 線的交,即外角與內角,以直線相接,即得其接合面之正確角度。
兩工作物相會處之花邊(圖 2-3-49),雖不再相等寬度,但會依一 定的比例增減,而使花邊在接合處,對接整齊。若對接的工作物為一 直線一曲線,則其接合面不再為直線。
第四節 宅門接合結構
壹、榫接結構的定義
簡明大英百科全書(民 57)對木質接頭(Joint)的定義為「接頭」
的目的是將兩個構件固定在一起,使他盡可能的堅固,並不使接頭暴 露。
環華百科全書(民 62)對結構(Construction)物的定義解釋為:
一個存在乃是一種結構,或一種系統。他之所以成為一個整體,系由 其中每一構成份子交互作用;而每一部份的構成與功能,也只有從整 體的觀點,才能獲得理解。
榫接合就是將一個零件的加工榫頭或端頭,嵌入另一個被接合零 件按劃線鑿出的榫眼或榫槽內。(林壽晉,民 70)
盧俊宏(民 77)簡潔的指出木材結構的木工榫接(Wood joint):
榫音與荀同音,乃是木材兩相接合,一凹一凸互相接合的部位,凸的 部位稱之榫頭(Tenon),凹的部位稱之榫孔(Mortise)。
【丹鉛總錄解】:榫卯(榫接)即『考工典』之簨牡,劇木端以入 鑿為牡(榫頭),空其受枘為簨(榫孔)。(崔詠雪,民 75)
王世襄(民 78)對榫接(榫卯)之定義為榫頭(榫子)與榫孔(卯 眼)的合稱,泛指一切榫頭和榫孔而言。
林振輝(民 83)對木質接合結構之定義為:木質材料的接合構件 為了接合在一起,使之呈現應有的功能,必須找出一種最佳的方式組 合而成,其中以一凹一凸的榫接最為理想。
侯世光(民 75)認為:「榫接合」是將一木材加工榫頭或端頸,嵌 入另一個被接合材按劃線鑿出的榫孔或榫槽內。
貳、榫接接合形式
依木理走向的關係來區分,可分為面、邊、端三種屬性,依其屬 性可分成如下之組合方式:
一.邊對邊接合(Side to Side Joints) 二.邊對端接合(Side to End Joints) 三.端對端接合(End to End Joints) 四.面對面接合(Face to Face Joints) 五.面對邊接合(Face to Side Joints) 六.面對端接合(Face to End Joints)
榫頭應用於傢俱製作上種類繁多,其分類如下:(楊紹盛,民 86)
一.延長木材之接合:如桁架、尾樑等榫接,大部分應用建築土木上。
二.縱橫角材之接合:如桌椅腳與橫拉桿接合門窗框接合等。
三.縱橫板材之接合:如抽屜接合,箱接合等。
四.擴張木材寬度之接合:如長條地板或寬桌面之接合。
五.嵌鑲板與框之接合:如門、窗框與皮接合等。
根據家具結構模型一書(楊明津、林東陽 民 87)中所歸納:一種結 構常由不同的接合方法所組成,而任何接合方法從下列三種方式來分 類:
一.依接合形式區分:
1.對接-木材的端面與另一木材的面或邊接合。
2.端接-木材的端面與木材的端面接合。
3.邊接-木材的邊與木材的邊接合。
4.斜接-木材與木材成一非直角的角度接合。
5.面接-木材的面接合。
二.依接合方法區分:
1.槽接-利用半槽、橫槽、溝槽等方法來接合。
2.搭接-利用木材搭疊於另一木材的接合方法。
3.釘接-利用木釘、木螺釘、夾緊釘等來接合。
4.榫接-利用榫頭與榫孔相嵌的接合方法。
5.膠接-利用各種膠合劑來接合。
6.其它-例如角塊接合、鍵片、組合五金等接合方法。
三.依木理關係區分:
1.側邊木理與側邊木理的接合。
2.側邊木理與端面木理的接合。
3.端面木理與端面木理的接合。
戰國細木工的榫接合方式,可歸納為(1)直榫(2)半直榫(3)鳩尾榫 (4)半鳩尾榫(5)圓榫(6)端頭榫(7)嵌榫(8)嵌條(9)蝶榫(10)半蝶榫 (11)寬槽接合(12)窄槽接合(13)切斜加半直榫接合(14)雙缺接合共十 四類。
根據實木框之角結合有下列結構方式的分類:(黃清泰,民 70)
1. 搭接結合。2.裂口和榫頭結合。3.木釘結合。
4.榫孔和榫頭結合。5.鑲條或鑲塊結合。
6.迷你等缺楔形結合。
實木框與鑲板:
1. 裝在槽內的鑲板。2.單向壓條的鑲板。
3.雙向壓條的鑲板。4.突移鑲板。
5.花線內框結合之鑲板。6.仿製木框和鑲板。
7.板之端面保護。
木製結構的接合方式設計,必須能抵抗所承受的應力,黃彥三(民 77)認為基本上有八種接合法:
1、對接(Butt joint)(如圖 2-4-3)(如圖 2-4-10)
2、橫槽接(Dado joint)(如圖 2-4-5)
3、嵌槽接(Rabbet joint)(如圖 2-4-7)
4、舌槽接(Tongue and groove joint)(如圖 2-4-6)
5、榫接(Mortise and tenon joint)(如圖 2-4-1、2-4-2)
6、搭接(Lad joint)(如圖 2-4-8)
7、鳩尾接(Dovetail joint)(如圖 2-4-4)
8、斜接(Miter joint)(如圖 2-4-9)
盧俊宏(民 80 年)國際技能競賽木工職類技能與專業知識需求 研究中將木材接合技術分為八種接合結構:
1、搭接榫接合技術(Lad joint)
2、槽接榫接合技術(Dado joint)
3、方形榫接合技術(Square joint)
4、鳩尾榫接合技術(Dovetail joint)
5、指接榫接合技術(Finger joint)
6、鐵釘接合技術(nail joint)
7、木螺釘接合技術(Screw joint)
8、組合釘接合技術(Fitting joint)
根據 1964 年聯合國文教處(UNESCO)委託國際工業設計社團協 會(ICSID)在比利時昶格斯(Bruger)舉辦工業設計教育討論會對「工 業設計」的定義所獲的共同結論是:工業設計是一種創造性的行為,
其目的在決定產品的正式品質,所謂正式品質,除外形與表面特點外,
最重要者乃是在於決定產品的結構與功用之關係,俾能獲得一種使生 產者與消費者均能滿意的整體。
表 2-4-1 榫接種類與接合形式在各時代應用分析表
對接 中檔接 斜接 端接 邊接
直榫 ○◎* ○◎* ○◎*
圓榫、木釘 ○◎* ○◎ ○◎ * ◎
鳩尾榫 ○◎* * ○ ○◎
指榫 * * *
搭接 ○◎ * * ○◎*
嵌槽及橫槽 ○◎ *
嵌槽及橫槽 ○◎*
舌槽接 ○◎
嵌榫 ◎ ○◎ ◎
鑲條 * ○◎
鍵片 *
楔榫 ◎ ◎ ◎
釘接 * *
○:戰國時代 ◎:傳統時代 *:現代 (改自侯世光,民 75)
圖 2-4-1 三缺方榫接(資料來源:榫的世界)
圖 2-4-2 貫穿方榫接(資料來源:榫的世界)
圖 2-4-3 單邊 45 度三缺榫接(資料來源:榫的世界)
圖 2-4-4 鳩尾榫接(資料來源:榫的世界)
圖 2-4-5 槽接榫接(資料來源:榫的世界)
圖 2-4-6 鑲板槽榫接(資料來源:榫的世界)
圖 2-4-7 端接榫接(資料來源:榫的世界)
圖 2-4-8 搭接榫接(資料來源:榫的世界)
圖 2-4-9 斜接榫接(資料來源:榫的世界)
圖 2-4-10 支捍對接榫接(資料來源:榫的世界)
參、榫接結構的特色
羅夢彬(民 81)在木工工作法一書中闡述,榫接接合使用率比其 他形式的接合高。而榫接之變化多,不同榫接數以千計,不同行業以 發展出適合其自身需要特殊形式之榫接,而另一方面依照傳統習慣,
古老相傳之榫接,依然沿用於個別榫接製品,且不輕易改變。
現代細木工所用的榫,有直榫、鳩尾榫和圓榫三個基本類型。在 不施膠的情況下,所有的榫結構中,以鳩尾榫的接合強度最,尤其在 承受拉應力上。而直榫的用途最廣,但這種榫要獲得較大的接合強度,
就必須使其榫頭厚度和榫肩寬度同方木厚度或寬度之間保持一個正確 的比例。(林壽晉 民 70)
榫接結構強度應該包括構件強度與接合強度兩部分,其強度設計 必然要考慮構件設計與接合設計,雖然一件家具的破壞原因往往是由 於接合強度太小,而不是構件強度不夠,但是目前許多家具可能隨意 地加大構件尺寸,以便能安全地承受外力。(楊明津,民 71)
黃清泰(民 74)指出宅門在房屋外側面經年累月受風吹、雨打、日 晒,受到的天候影響與房屋內側一面有很大的差異。因而在門的材料 內部會發生很大的內應力,致使門窗變形的現象。因此應研究宅門的 適當結構和製作方法,是有其必要的。
楊明津、林東陽(民 75)分別以榫頭長度、榫頭寬度與榫厚比等三 種影響因素變化來說明結構強度,而其它影響因素均與所設定之基準 條件相同所得結果如下:
1. 暗榫接合之抗彎強度與榫頭長度、榫頭寬度均成正相關。
2. 暗榫接合遭受彎曲外力所造成接合面之引張合力與壓縮合力間 之距離為 e=0.75TW+0.08RW,此項假定指出下榫肩高度對於 暗榫接合彎曲強度之影響程度為榫頭寬度之 1/10。因此增加榫 頭寬度可以獲致較大之抗彎強度。
3. 暗榫接合之榫頭比約為 1/2 時具有最大之抗彎強度。因此,目 前普遍採用榫厚比為 1/3 之情形,就木製家具最常遭受之彎曲 外力而言並不理想。
4. 假定暗榫接合強度與構件木材之縱向抗剪強度(Sx)成正比則 其抗彎強度 F4 =0.076x(Sx)x(a)x(b)x(c)x(d)
Sx:嵌合度係數;a:榫頭長度係數;b:榫厚比係數;
c:側檔寬度與榫頭寬度係數;d:估計值
第五節 宅門材料與特性
壹、宅門之材料
木材(Wood)為用途極廣的建築材料,舉凡門窗、傢俱、地板和天 花板的構架,至精美的小藝品製作,可考慮採用木材為材料。
木材是一種質地優美而感覺優良的自然材料。它的強度堅硬,韌性 特佳,不僅易於施工,而且便於維護。它的紋理精緻,色彩豐富,利 於塑造,而且適於雕琢(黃東啟 民 85)。基於以上的優點,木材為傳統 門窗最常使用之材料,台灣常用的實木門窗用料有下列幾種:
1.台灣扁柏(Taiwan yellow cypress):俗名松梧,木理通直均勻木肌 細緻,具芳香與光澤,邊材呈黃橙色,心材則呈淡黃褐色。一般常 用於高級建材、門框、窗框及高級家具之材料。
2.台灣紅檜(Taiwan red cypress):通稱檜木,邊心材界線分明,邊材 狹小為黃灰色,心材紅黃色至帶褐色,年輪明顯,木理通直,弦切 面具有美麗花紋,香氣味道強,木材加工性質大致與台灣扁柏相似。
材質輕軟,耐蟻性與耐濕性則較台灣扁柏為強。般常用於高級建材、
門框、窗框及高級家具之材料。
3.台灣鐵杉(Chinesean hemlock):俗稱油杉,邊心材區別不明顯,年 輪狹小,略成波狀而整齊。春秋材的區別明顯,在弦切面的木理會 出現白色條紋,木理通直均勻,材質堅硬,鉋削加工稍困難,耐腐 朽性弱,遇濕易腐,乾燥得宜,少反翹。主要用途為建材、門窗、
造紙、樂器等用材使用。
4.台灣雲杉(Taiwan spruce):俗名白松柏,邊心材區別不明顯,木材 白至黃白色,經久帶黃褐色,年輪明顯而均勻,木理通直,木肌細 緻。耐濕性大、易劈裂、富有彈性,鉋削及加工容易。主要用途為 建築、門窗、樂器、棺木、造紙等用材。
5.台灣杉 (Taiwania cryptomerioides Hay):俗稱亞杉,邊心材分界 明顯,邊材淡紅黃色,心材黃紅色帶紫褐色,若時間較久則會變成 暗黑色,年輪明顯,春秋材區別分明,木理通直、材質輕軟,割裂 容易,耐蟻性極強。鉋削加工及軟燥容易,軟燥狀況良好,收縮率 小,塗裝性佳,無樹脂溝。主要用途為門窗、傢俱、船舶等用材。
6.柳杉(Japanese fir):邊木材分界明顯,邊材黃白色心材淡黃褐 色或暗褐色年輪明顯、木理通直、密度小、有香氣、材質輕軟、耐 濕,富有彈性。手工鉋削或機械加工均容易、易乾燥、少反翹。塗 裝性佳、無樹脂溝。主要用途為建築模板、門窗、壁板等用材使用。
7.樟木(Camphor tree):邊心材分界不太明顯,邊材灰色至淡色至 淡色,年輪通常可分明,散孔材、木理呈斜走、木肌略粗、木質線 細緻,具有樟腦芳香,木材軟硬適中,在水中及地上耐腐朽性強。
鉋削加工容易鉋削出來的弦切具有美麗紋理,乾燥狀況良好,少反 翹及乾裂,收縮率小,木材會腐蝕鐵釘的作用。主要用途為建築、
門窗、家具、樂器等用材使用。
8.台灣櫸木(Taiwania Zelkova):台灣櫸木俗為紅雞油。邊心材分 界明顯,邊材淡紅色,心材紅褐色,年輪明顯,屬於環孔材,木理 通直、木肌粗糙、材質堅重、強韌而耐衝擊摩擦,富彈性,耐腐朽 性強。乾燥後狀況良好,不反翹及開裂,鉋削及加工困難,塗裝性 佳。是闊葉樹種中最優者。主要用途為建築、門窗、樓梯扶手、家 具等用材使用。
9.烏心石(Formosan michelia):邊心材分界明顯,邊材淡黃灰色至 淡黃褐色,心材於砍伐當初為紅褐色,經時間久後,變成暗黃色或 暗綠黑色年輪不太明顯,屬於輻射狀散孔材、木理均勻、木肌細緻,
富有光澤,材質堅硬強韌,不易劈裂、耐朽性強、鉋削及加工中庸。
乾燥容易釘著力強,塗裝性佳。主要用途為家具、門窗等用材。
10.楠木(Large-leaved Machilus):楠木是台灣闊葉樹中蓄產量最 豐富的材種,包括有大葉楠、黃肉楠等。邊心材區別不明顯,邊材 呈灰褐色心材淡紅褐色木理通直,屬於散孔材。乾燥處理不當易發 生翹曲開裂現象。收縮率大,鉋削加工困難,仍少用於製成高級家 具,主要用途為門窗、家具、農具等用材。
11.木荷(Chiness guger-tree):邊心材顏色明顯分界,木材淡紅色至 淡黃褐色年輪不明顯,屬於散孔材,木理通直,材質堅重而強韌,
耐庠擦衝擊,鉋削加工容易,鉋光後光滑,塗裝後澤更優美,乾燥 不當容發生蜂巢裂,反翹及潰陷。主要用途為門窗、家具、樂器等 用材。
12.肖楠(Taiwan incense ceder):邊心材分界不明,邊材淡黃褐 色,心材黃褐色,年輪不明顯,木理通直均勻,木肌細緻,具有香 氣、紋理美觀、富有光澤,材質堅硬細緻,鉋削加工容易。主要用 途為家具、門窗、建築、棺木等用材使用。
圖 2-5-1 台灣扁柏 圖 2-5-2 台灣紅檜
圖 2-5-3 台灣鐵杉 圖 2-5-4 台灣雲杉
圖 2-5-5 台灣杉 圖 2-5-6 柳杉
圖 2-5-7 樟木 圖 2-5-8 台灣櫸木
圖 2-5-9 烏心石 圖 2-5-10 楠木
圖 2-5-11 木荷 圖 2-5-12 肖楠
貳、宅門之材料特性
木材為最古老的宅門材料,在科技時代裡,木材依然為最高級的 宅門材料,顯然木材必具有其它材料所不及之特性。
根據黃彥三(民 77)認為木材作為結構材料時,所具有之優良特 性提出如下之看法:
1. 易於加工。
2. 木材易於釘著或以膠料接合。
3. 木材在纖維方向具有寸法之安定性,長度幾不受含水率變化之 影響。其溫度膨脹係數亦較金屬為小。
4. 木材具有相當的耐久性,若施以適當乾燥及防腐處理則更易長 久保存。
5. 木材耐各種化學製品而石易被侵蝕。木材之風化速度亦甚緩 慢,若材面被覆漆類則更具耐久性。
6. 木材為優良熱絕緣材料,木材可說是唯一具有熱絕緣性的結構 用材料。
7. 乾燥木材為電之不良導體。
8. 木材因較輕,其強度較金屬材料為大,尤以作樑使用時最為顯 著。
9. 木材具有吸濕性,當室內空氣乾燥時,可放出木材中所含水分,
當室內空氣潮濕時,又可吸收空氣中過量之水分,而有調節室 內濕度之功用。
10. 木材具優美的紋理,為其他材料所不及。高級家具多以木材為 材料。
根據李金龍(民 84)說明木材所具有之優點:
1. 森林分佈廣,樹木砍伐後可再有計劃種植。
2. 加工容易,使用手工具或機械均可加工生產。
3. 乾燥容易受溫度的影響不大伸縮性小。
4. 塗料及膠合附著性佳。
5. 釘著作用較容易。
6. 耐酸、鹼、鹽的侵蝕,抵抗力強。
7. 木材紋理有自然美觀,調和生活環境。
8. 木材觸感較鋼鐵、塑膠等材料更具親和力。
9. 木材經防火處理,是很好的門窗、裝潢材料,又不喪失自然紋 理。
參、宅門之材料性質
木材為一種有機性的物質,內含有由土壤吸收來的無機性物質,
由於受自然因素及遺傳因素的影響,使材材內部組織發生變化,木材 的物理、機械及化學等性質也隨之產生變化,故木材屬於相當複雜的 物質,其各樹種間差異顯著,雖同一樹種而不同樹幹的組織變化不同,
其各部份的性質亦頗不一致。
一、物理性質:木材的物理性質,隨著樹種的不同而有差異,尤其與 木材的樹齡、生長環境、土質、氣溫……..等有很大的差異。木 材的物理性質有:材的比重、水分、浮力、收縮與膨脹、對熱及 電的傳導性、對音的傳導性。這些性質與木材含水量有密切關係。
二、木材的化學性質:木材的化學成份相當複雜,隨著樹種生長環境 不同而異,以纖維素、礦物質、木質素及複雜物質。木材主要成 份為纖維素,佔木材組織成份約 70﹪,木質素佔 18~28﹪,其他 為礦物質及複雜物質。
三、木材的機械性
(一)木材的硬度:木材表面承受壓力壓迫時,若壓力大於木材表面 能承受的程度,便會形凹痕的外力抵抗,稱為木材的硬度。
(二)木材的彈性:一個物體超過所承受的外力則產生變形,當外力 解除時,又恢復原來的形狀者稱為彈性。木材因樹種不同而 異,可分為如下:
1. 木材具有規則排列整齊的細胞者彈性佳。
2. 木材具有堅韌的導管者彈性佳。
3. 木材無腐朽及節疤者彈性較佳。
4. 經過乾燥的木材彈性較佳。
(三)木材的強度:通常木材的強度包括抗壓強度、抗拉強度、抗彎 強度、抗剪強度、抗摩強度等。
1. 抗壓強度:木材纖維方向的抗壓強度,遠大於與纖維垂直或 成斜角的方向,此抗壓強度非但視與纖維所成的角度,且看 年輪的走向而定。
2. 抗拉強度:木材縱向的抗拉強度約 2 倍於抗壓強度,但橫向 的抗拉強度甚弱,因此結構設計時應避免有橫向受接的情 形。
3. 抗彎強度:木材的抗彎強度視其樹種長度及厚度而定。若在 兩端固定,中央施於重力,當重量大於抗彎強度時,則木材 產生彎曲變形,若祇有一端固定,重量施於另一端,木材也 會彎曲。
4. 抗剪強度:木材的抗剪強度較弱,凡是能產生剪應力的結構 設計,應注意這部份尺寸不能太小,否則容易產生破損的情 形。如貫穿通榫打入木楔,鳩尾槽榫接合或燕尾榫接合,皆 會產生剪應力。
5. 抗摩強度:抗摩強度的例子,如木工鉋刀鉋身的誘導面,抽 屜側板與滑木…等,一般而言,闊葉樹材抗摩強度大於針葉 樹材,耐摩擦的樹種有赤皮、台灣櫸木…等硬度較大的木材。
表 2-5-1 台灣主要材的物理性質平均值(李金隴 民 84)
台灣 櫸木
茄苳 赤皮 烏心 石
樟木 楠木 梧桐 鐵杉 檜木 雲杉
生 材 重 量 Kg/cm3
1230 1067 1270 1140 1000 910 778 1103 1090 880
氣 乾 重 量 Kg/cm3
936 872 904 581 691 516 310 597 371 517
氣 乾 材 含 水 率﹪
16.9 12.0 14.7 15.5 14.0 14.3 12.4 15,4 13.8 16.3
比 重 0.767 0.568 0.872 0.532 0.420 0.523 0.249 0.548 0.354 0.472 弦向﹪ 5.79 7.73 8,27 4.53 3.52 3.20 4.93 4.81 3,90 4.60 徑向﹪ 4.35 4.65 2.97 2.86 2.21 1.85 2.77 3.65 2.26 3.33 木 材
乾 燥 收 縮 率
體積﹪ 10.40 12.23 11.14 7.38 6.13 5.09 7.93 8.82 6.24 7.94
表 2-5-2 台灣木材含水率 12﹪時的最大強度性質(楊明津 民 71)
樹種 彈性係數
(x106psi)
抗彎強度
(psi)
縱向抗壓 強度(psi)
橫向抗壓 強度(psi)
縱向力強 度( psi) 紅豆杉 1.51 18252 10006 2515 3151
鐵杉 2.12 17330 7253 894 1945 紅檜 1.65 12745 5180 766 1448 扁柏 1.75 14747 6715 1220 1771 大葉植 1.48 8871 4187 685 1306
石櫧 2.64 27734 8686 4031 3493 台灣櫸木 2.05 22085 8445 3066 2725
物理 樹種
表 2-5-3 台灣木材抗壓強度與抗拉強度的比較(李金隴 民 84)
抗 壓 強 度 樹 種
縱向 橫向
縱向抗張強度
紅 檜 312Kg/cm2 57Kg/cm2 630 Kg/cm2 亞 杉 352 60 568 赤 皮 608 220 1426 相 思 木 482 157 1118
烏 心 石 460 730
茄 冬 377 114 900
第六節 木製宅門之分類與應用
壹、宅門的種類
一、依其活動方向分為:
1.旋轉門:門之較長一邊為轉軸,扣在門框上。
2.擺動門:門之較長一邊為擺動軸。
3.滑動門:「騎」或「吊」在滑軌上,向兩側推動。
4.摺疊門:或稱手風琴式門,因它能像手風琴將各扇門推擠在一邊。
5.360 度迴轉門:三扇或四扇( Y 型或 X 型),中央為軸心而迴轉之,
常用在人川流不息之場所。
6.電動門:利用電和光效應開啟關閉者。
二、依門外框分為:
1.角材外框:木材之斷面幾近於正方形,固定在牆口之端面上。
2.隱材外框:木框之斷面大約為矩形,固定在牆口之槽或牆面上。
3.襯材外框:木框薄而寬,幾與牆厚等寬,固定在牆口之端面上。
4.覆襯外框:幾乎與牆厚等寬之襯板,且用裝飾木板將襯板與水泥牆 間之空隙覆蓋之。
貳、木製宅門之應用
木製宅門用於室內之應用根據杜台安(民 75)區分如下:
一、木門有下列幾種:
(1)空心夾板:有機製的規格品及現場製作品,一般作為室內門,
內部為木角材,面為板材。
(2)木雕花門:雕花門可分為空心夾板雕花門,空心單面實木門,
空心雙面實木雕花門及實心木雕花門。一般實木 雕花門主要木材為柳安木、泰國柚木。
( 3 ) 木 百 葉 門 : 木 百 葉 多 用 於 廁 所 、 衣 櫥 、 擋 風 門 、 櫃 門 。 材料主要為檜木、柳安、白柳安。
(4)木編織門:多由柳安與胡桃木組合,一般規格品高度最大為 210cm,寬度依需要而決定。
(5)積合木門:一般由胡桃木、柚木、白橡木混合拚圖,每小塊由 厚度 2﹒1cm 之 0.3cm× 0.3 木積合板做成之門。
(6)木摺門:木摺門一般單元為實木板門、空心夾板門、木織 門、積合木門、木織派門等,摺門主要在倣活動 隔間,衣櫃門、室內門、室內擋風門等。
(7)木框門:一般由木框及玻璃、壓克力、百葉、紗網依設計而異
,傳統為整片玻璃與木框架組合,木料可用柳安、
檜木、杉木等,尺寸多依實際需要設計。
(8)木格屏門:利用木格柵為結構體作半透空屏門,如表面再貼棉 紙或障子紙便成日式門。
(9)木心板門:木心板多用作衣櫥及櫃子,一般用 6 分厚板面貼 木皮油漆或貼防火板、壁布、壁紙、鏡子等美化