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王秀林:木材的自然属性——回性和弹性初探
2014/05/12 | 来源:《品牌红木》
[摘要]人在成长过程中会体现人性,木材在生长过程中也会体现木性,木材自身的自然属性体现在回性和弹性两个方面。

王秀林

人物简介:

王秀林,传承工艺大师、古典家具修复专家,中国家具协会传统家具专业委员会高级顾问,秀林工作室主人。曾主持过修复故宫博物院包括乾隆、慈禧用过的66件古典家具文物,央视人物栏目著名人物。

上期我讲到了木材的生长过程以及木性与人性,由此可以看出木材有其自身的自然属性——回性和弹性,下面我将详细探讨一下其具体内容。

一、木材的回性

我们在生活中都接触过木头,使用实木家具的人也都遇到过老旧家具出现扭曲、开裂和变形的情况。就连我们一日三餐使用的木筷,也经常出现弯曲和变形的情况。我们居住的房屋中所使用的木门,经常会出现雨季时门边变形、关不上门的情况;冬季又出现门框之间缝隙加大、透风的情况。“针大的窟窿,斗大的风”,我们只得在门框上加掩口条,以起到保温的作用。

经家具厂锯解并烘干后的木料,经过了干湿度变化的反复后,同样会出现开裂和变形的情况。红木家具制造商虽然在对罗汉床腿子进行了烘干,但有些已到了消费者手中数月的家具仍然会开裂,这也是一直困扰着家具制造者的难题。

最近十几年,老旧房屋的拆迁比较多。上百年的老房架被拆下来后堆置在一边,虽然经过了一两个季节,但仍然会开裂和扭曲变形。在存世的老家具中,无论是白木家具还是红木家具都同样存在着开裂、扭曲的情况。尤其是家具的面心板,近几年收缩、开裂的现象更为突出。这些家具少则经过了几十年,多则上百年,木材的含水率应该说相对已经很稳定了,为什么还会出现以上三种情况呢?

这些都说明了木材(不分树种)在干湿环境的变化中存在着“回性”。只是木材密度不同,其回性的大小不同而已。更重要的是,所有“回性”所造成的扭曲和开裂,都与木材自身纹理的走向有着不可分割的关系。它们的“回性”所引起的扭曲、开裂等变化与纹理的走向关系是那么的一致。顺着纹理弯曲的走向,水分或温度在继续“浸入”、“挥发”,反复过程中其纹理弯曲的程度也就越大。这就是木材的自然属性——回性,即“湿涨干缩”,这是由外界干湿环境变化所引起的外因作用。

传说很久以前,有一个学识渊博的书生与一个貌美贤惠的女子相亲。古时女子很少读书,彼此相见后,女子对书生十分爱慕,两人互有好感。这个书生给女子出了一道题:“我给你五根折弯的火柴棍,在不用手、不借助其它工具的情况下,将这五根折弯的火柴棍五个折角凑在一个中心后,变成一个五角星。如果你能找到答案,相约明日此时此地相见,我们就订婚;否则,就不用回来了。”

女子回家后,冥思苦想也没有办法。很快约定的时间到了,怀着一种对书生的爱慕之情,对今后生活的美好憧憬,也为自己找不到答案而懊恼……激动之中,急切的心情化成了热泪。泪水伴着姑娘复杂的心情,顺着双目凝视的视线,滴在五个折点聚集的火柴棍上。火柴棍好似非常理解女子的心情,代替书生吸收了这带着姑娘体温而又可贵的泪水,浸入了书生的“血脉”里。火柴棍由折点向外扩张着,分叉支撑、分叉相交形成了五个夹角,形成了五个人字,形成了一个由五个人字组成的五角星。于是,姑娘奔跑着到了书生面前……一个小小的传说,看官们可以试验一下。既体验了爱情的幸福,也体会一下木材在环境变化过程中随温度、湿度的变化而变化。

火柴棍变成五角星的过程,是干缩湿涨的现象。依据的是水的张力的原理;木材回性的原理就是张力缩小或扩大的反应,家具木材也正是通过水的张力这一原理得以回性的。我们可用木制筷子和竹制筷子做一个试验,当然用红木也同样可以达到这样直观的效果,但由于红木密度大,反应相应要慢。我们将这种筷子刷水后放在风吹处,几分钟后可以感觉到筷子的粗糙感,起了毛刺,这就是通过湿度的变化使木性发生了回性。它的木质纤维毛刺抬头,作为红木木材,尽管它的密度比这些竹子大,但木性的共同特点——回性,是普遍存在的,只是时间长短而已。在湿度反复变化的情况下,单纯使用多标号的砂纸干磨后,尽管当时也很光滑,但在今后环境温湿度反复变化过程中,家具迟早会出现这种情况,这情况的出现会影响家具整体包浆的形成过程。

二、木材的弹性

“小扁担,三尺三,中间宽,两头尖。上百斤肩上担,担起担,两头颤。气不喘,腰不弯”,这是冀北地区人民描述用扁担挑运物品时的情形。这些地区用的扁担大多是木制的,由于木头的韧性和弹性使得人们在挑担时的重量被弹性消化和吸收了一部分,从而减轻了挑担人的承重。木材的弹性在生活与建筑中被广泛应用,如木制的小桥。山西悬空寺距地面六十米高,建在悬崖上,悬在半空。一千四百年来经历了无数次的山崩、地震和雨水的侵蚀。近四十年来发生了两次六级以上的地震,这都安然无恙。尤其是九十年代的一次山体滑坡,几百吨的泥石都没有损坏悬空寺。国家文物局、古建筑专家组组长罗哲文评价说:“横梁立柱,它们结合成了榫卯结构。这个榫卯结构最大的特点就是可以防震,它能吸收震能,我说它叫弹性结构。”古代建筑中的斗拱结构可以起到减震的作用也是这一原理。

古代建筑中的斗拱结构可以起到减震作用
古代建筑中的斗拱结构可以起到减震作用

弹性结构除去其结构的科学性以外,与材质本身的弹性和性能是分不开的。2006年12月16日,我在北京的一次红木爱好者交流会上,用白松按照榫的结构方向用小细绳捆了一个柜的模型,但没有榫卯。两次将这个模型摔在砖地上,两次被弹起,模型没有变形或破碎。实验结果阐明了“捆绑结构”与“弹性结构”的原理。后来我和弟子又用白松木做了一个小罗汉床的模型,使用榫卯结构,经过多次破坏性的实验,也安然无恙,最后是因为材质软才使这一模型遭到损坏。这充分说明了木材的弹性与结构合理性的关系。

笔者亲自到悬空寺进行了实地考察,悬空寺的木结构房柁,其横梁在纹理、弯曲走向和朝向的使用上都遵循了这一科学,合理地利用了木材纹理的走向;通过充满力学、几何学、相互制约所形成的反弹力使栈道存世约一千五百年,是榫卯结构和木材纹理走向的互补,是古建筑长寿的秘诀,也是我所说的“捆绑结构”与“弹性结构”的依据。弹性的力度大小与木材纹理有很大的关联。古代用的木制弓箭就是利用弹性的反作用力将箭射出的。山西应县木塔就是因其在结构的选材上违背了这一原理,加之建筑环境所造成的不足,使得千年的塔身向东北倾斜十五度左右。我自认为给我十个春秋我能不落架对应县木塔进行修复,有这种想法就是经过了仔细的观察和依据对木性的认知才斗胆产生的。

我简单地认为任何树种在自然生长中水分和养分永远是它的命脉,经过不同环境形成了疏密、走向不同的纹理。这些供养的骨骼脉络,就如同人要经历少年、中年、老年的发展规律一样。人老了,由于供养机能的老化而腿脚不利索,腰弯背驼。老人的腰弯背驼和人的骨骼结构分不开的,木材也同样是这个道理。因此人需要补钙,家具需要经常补充水分。我们看到许多明清乃至民国的家具抽涨缝和缝口严重加大的情况,保养不好的家具早已“分尸”。尤其是现代生活,居住环境的变化正在加剧这一种情况的发生,清末民初更有甚者,当然不是全部。清末的许多家具损伤严重,这其中还有一个原因就是偷手或失传的工艺。因此在家具制作中,能否从力学和对抗力的角度,配合合理的榫卯结构是关系到家具能否逸我百年的关键。

同科同属不同龄,树木粗细不同,在木性方面的反应也不相同
同科同属不同龄,树木粗细不同,在木性方面的反应也不相同

由以上两节我们可以看到,木材的含水率在家具制作和使用中干湿温度的变化直接影响家具的寿命。无论是木材还是家具既不能没有“水分”,又不能让“水分”超越其使用环境;木材没有了水分就是碳材,其生命也就终止了。所谓保养家具,就是要让家具所用板材的含水率适应其使用环境;同时也证明了水的张力在家具制作、保养和修复中所起到的巨大而又神奇的作用;由此可以说木性和人性大有相同之处,木性的弹性与回性是所有木材的共性。

“木有九子,九子九性”,这是对人性的比喻。木性同样有个性,与人性相近。人体的强壮与否可反映到脸色、毛发等多个方面;一棵树的强壮与否同样可以反映在它的粗细、枝叶等方面。一棵树其树身部位的材质总要优于树梢,其色素含量也有差异;一棵树的向阳与背阴面,其树皮外观的纹理密度不同,材质与色素也有差异;同一棵树,树心部位的向阳与阴面其直径尺寸都有差异。难道这与人的养生不一样吗?人有老幼,树有粗细。同科同属不同龄,树木粗细不同,也会出现与人一样的“代沟”。长者与幼者的思维差异会对同一件事做出截然不同的反应;同种木材粗细不同,在木性方面的反映也正好相反。因此,深入了解木性的共性和个性对于木作工艺十分重要;对于充分利用木材的出材率,合理地发挥、利用木性十分重要,这就是型、艺、韵、材中的材文化。(来源:第二十二期《品牌红木》杂志  王秀林∕文  梁晓珩∕编辑)

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