Kết quả nghiên cứu phương pháp thiết kế kiến trúc Cung điện triều Nguyễn – thông qua phương pháp phân tích đối sánh công trình đồng đại và đồng dạng

Tiếp theo những bài nghiên cứu trước đây, trong bài viết này, thông qua việc phân tích đối sánh 14 công trình đồng đại và đồng dạng hiện còn trong Quần thể Di tích Cố đô Huế, chúng tôi đã đúc kết được 2 phương pháp thiết kế hệ khung gỗ được áp dụng dưới triều Nguyễn (1802-1945) để xây dựng nên thể loại kiến trúc cung điện “Trùng Thiềm Điệp Ốc” là: Phương pháp thời Gia Long và phương pháp thời Minh Mạng.

Theo đó, phương pháp thiết kế thời Gia Long có sự quan hệ giữa kích thước mặt bằng và kích thước chiều cao của công trình, phương pháp thiết kế thời Minh Mạng đã có sự khác biệt thông qua quá trình cải tiến kỹ thuật kiến trúc, kích thước chiều cao công trình được quyết định chủ yếu dựa trên sự phân cấp công trình trong khu vực Hoàng Thành Huế.

Hình 1. Tổ chức không gian mặt bằng thể loại kiến trúc “Trùng Thiềm Điệp Ốc”

Giới thiệu về thể loại kiến trúc “Trùng thiềm điệp ốc” triều Nguyễn

Kiến trúc Cung điện triều Nguyễn đặc trưng với thể loại “Trùng Thiềm Điệp Ốc” theo cách gọi truyền thống của người Huế, sử liệu thường ghi chép là “Trùng Lương Trùng Diêm” (Xà chồng – Mái chồng) 1) gồm 2 tòa nhà kết nối với nhau và được đặt trên cùng 1 nền móng. Mặt bằng bao gồm: Tòa nhà trước gọi là Tiền Điện (前殿), tòa nhà sau là Chính Điện (正殿), phần liên kết 2 tòa nhà với nhau là Thừa Lưu (承霤). Trên cơ sở tham chiếu với công trình hiện còn là Điện Thái Hoà, có thể nhận định rằng thể loại kiến trúc “Trùng thiềm điệp ốc” chuẩn mực gồm Tiền điện 5 gian, Chính điện 3 gian 2 chái kép, cụ thể như sau:

Hình 2. Cấu tạo mặt cắt ngang (lòng xuyên) thể loại kiến trúc “Trùng Thiềm Điệp Ốc”
Hình 3. Cấu tạo mặt cắt dọc (lòng trến) thể loại kiến trúc “Trùng Thiềm Điệp Ốc”

Mặt bằng nền Điện theo phương ngang (phần tim-tim chân cột) bao gồm: Gian giữa (A) gọi là Chính Trung Gian (正中間), các gian bên (B) là Thứ Gian (次間), Chái nội (C) là Nội Sương (内廂) và Chái ngoại (D) là Ngoại Sương (外廂). Theo phương dọc bao gồm: Gian lòng Trến chính điện (E) gọi là Chính điện Lương gian (正殿梁間), Gian lòng Trến tiền điện (F) là Tiền điện Lương gian (前殿梁間), Gian Thừa lưu (G) là Thừa Lưu Gian (承霤間), Gian lòng Khuynh chính điện (H) là tiền/hậu Khuynh (前後傾), các gian tiền/hậu Chái (I) là tiền/hậu Sương (前後廂) và các góc quyết (K) là tiền/hậu/tả/hữu Quyết (前後左右決) (hình 1).

Liên kết hệ khung gỗ theo phương ngang (phần liên kết giữa cột và xuyên) bao gồm: Lòng xuyên gian giữa (A) còn gọi là Chính Trung Gian Chấn Tâm (正中間振心), lòng xuyên gian bên (B) là Thứ Gian Chấn Tâm (次間振心). Liên kết theo phương dọc (phần liên kết giữa cột và trến) bao gồm: Lòng trến chính điện (E) còn gọi là Chính Điện Lương Tâm (正殿梁心), vì kèo giao nguyên (7) gọi là Thượng Giao Giá (上交架). Lòng trến tiền điện (F) là Tiền Điện Lương Tâm (前殿梁心), vì giả thủ tiền điện (6) gọi là Trùng Hoa Trụ Giá (重花柱架).

Tên gọi của các hàng cột và các cây cột cũng được định danh cụ thể: Cột hàng nhất gọi là Đại Trụ (大柱), cột hàng nhì là Trung Trụ (中柱), cột hàng ba là Tiểu Trụ (小柱) và các cột hàng hiên gọi là Hiên Trụ (軒柱). Các cấu kiện chính liên kết với cột theo phương ngang bao gồm: Xuyên (穿), xà đầu cột/Kiên (栟), xà cò/Đống Kiên (棟栟), xà trung (中蛇), xà hạ (下蛇), đòn đông tiền điện/Đống Tiền Điện (前殿棟), đòn đông chính điện/Đống Chính Điện (正殿棟), đòn tay/Hoành (桁), rui/Suy (榱). Các cấu kiện chính liên kết với cột theo phương dọc bao gồm: Trến/Trinh (貞) và kèo/Khuynh Giá (傾架) (hình 2, 3).

Về các công trình đồng đại và đồng dạng

Khái niệm “Đồng đại” là đề cập đến những công trình được xây dựng cùng thời kỳ, “Đồng dạng” là những công trình tương tự nhau về hình thức kiến trúc và tương đồng về công năng sử dụng. 14 công trình hiện còn đã được khảo sát và phân tích đối sánh bao gồm: 9 công đồng dạng với Điện Cần Chánh bên trong Hoàng thành và Kinh thành, 5 công trình ở các khu Lăng tẩm Hoàng đế. Trong số đó, cấu trúc phần bên trên (hệ khung gỗ và hệ mái) của 4 công trình gồm Điện Càn Thành, Điện Cần Chánh, Thái Tổ Miếu và Điện Phụng Tiên đã bị mất (chỉ còn lại phế tích nền móng), những cấu trúc này của 10 công trình khác vẫn còn tồn tại (bảng 1).

Bảng 1. Danh mục các công trình đồng đại và đồng dạng hiện còn

Chúng tôi đã tiến hành đo đạc mặt bằng, mặt cắt, khảo sát các hàng cột và khẩu độ gian của 10 ngôi Điện còn lưu giữ được cấu trúc phần bên trên, thu được kích thước khẩu độ gian (tim-tim chân cột), kích thước chi tiết và chiều cao các cấu kiện. 4 ngôi Điện chỉ còn nền móng được phân tích bằng cách sử dụng số đo tim-tim các viên Đá tán và kích thước tổng nền.

Dựa trên kết quả đo đạc kích thước hiện trạng, chúng tôi đã tiến hành phân tích tỉ lệ giữa kích thước tổng thể và kích thước bộ phận, đối sánh chéo giữa hai nhóm công trình đồng đại và đồng dạng để xác định sự tương đồng và dị biệt giữa chúng. Kết quả phân tích nguyên lý thiết kế hệ khung gỗ được trình bày cụ thể dưới đây.

Phương pháp thiết kế mặt cắt kết cấu hệ khung gỗ (mặt cắt lòng trến)

Để tìm hiểu nguyên lý thiết kế hệ khung gỗ kiến trúc cung điện (đặc biệt là thể loại kiến trúc “Trùng thiềm điệp ốc”), chúng tôi đã tiến hành phân tích đối sánh tỉ lệ mặt cắt dọc (lòng trến) của 10 công trình đồng đại và đồng dạng hiện còn nguyên hệ khung gỗ (hình 4). Theo đó, phương pháp thiết kế mặt cắt dọc được đúc kết gồm 2 phương pháp dưới đây 2):

1. Phương pháp thiết kế thời Gia Long

Trước tiên, kích thước khẩu độ (A) = (E) được copy để làm chiều cao chân mái hạ (L2), chiều cao này cộng với chiều cao của tường cổ diêm (Cổ Diêm Bích) sẽ là chiều cao cột nhất tiền điện hoặc chiều cao cột nhì chính điện (± 01 tiết diện Xà), từ đó tạo nên đường mực thiết kế chuẩn ở phần đầu cột cho cả tiền điện và chính điện, đường mực chuẩn này trùng với đường Mực tim trến hoặc Mực tim xuyên của chính điện (sau đây gọi là đường “Mực Gốc”). Từ đường Mực Gốc này, cao độ các cấu kiện sẽ được triển khai theo hai hướng lên phía trên mái nhà và xuống phía dưới nền nhà.

Hình 4. Kết quả phân tích đối sánh phương pháp thiết kế mặt cắt dọc hệ khung gỗ (lòng trến)

Tiếp đến, các đường Mực Thách Cột (đường mực cắt qua đường Mực Gốc và vuông góc với nền nhà) sẽ được kéo xổ xuống trên cơ sở đường Mực Gốc này, cộng với độ thách cột sẽ tạo nên kích thước khẩu độ gian thể hiện trên mặt bằng (vị trí tim-tim các viên Đá Tán). Theo đó, gấp đôi chiều cao của Mực Mái Hạ sẽ là chiều cao tổng tính tới Đòn Đông (hay còn gọi là Mực Nóc) của chính điện (L = L2 x 2) (hình 5).

Hình 5. Phương pháp thiết kế thời Gia Long (trường hợp phân tích hệ khung gỗ Điện Thái Hoà)

Ở phương pháp này, kích thước (A) và (E) của mặt bằng sẽ là kích thước khởi nguyên quyết định chiều cao tổng thể công trình (L) mà trong đó chiều cao Mực Mái Hạ (L2) là kích thước trung chuyển từ nền lên cao độ Đòn Đông chính điện (L). Đây là phương pháp thiết kế rất cổ xưa có nguồn gốc từ thời cổ đại dựa trên yếu tố bóng đổ của chiều cao kiến trúc (chiều trục Z). Phương pháp này rất đơn giản nhưng tỏ ra hữu ích trong mọi khía cạnh của hoạt động xây dựng kiến trúc khi tổng diện tích quy hoạch và phân khu chức năng chưa được ấn định cụ thể. Điều này hoàn toàn phù hợp với bối cảnh xây dựng Cung Thành (tên gọi cũ của Hoàng Thành Huế) vào thời Gia Long.

2. Phương pháp thiết kế thời Minh Mạng

Trước tiên, cao độ của đường Mực Gốc được xác định bằng đơn vị thước ta (số chẵn hoặc số lẻ thập phân, 1 Thước = 424 ~ 428 mm) ấn định ở đầu cột hàng nhất tiền điện (hoặc/và đầu cột hàng nhì chính điện) để xác lập cao độ đường Mực Gốc, sau đó các đường Mực Thách Cột được xổ kéo xuống vuông góc với đường mực này và vuông góc với nền nhà.

Hình 6. Phương pháp thiết kế thời Minh Mạng (trường hợp phân tích hệ khung gỗ Thế Tổ Miếu)

Tiếp đến, từ chiều cao đầu cột hàng nhì chính điện, Thước Nách (hay còn gọi là “Nách”) được sử dụng để ấn định độ dốc mái của chính điện, từ đó chiều cao Đòn Đông của chính điện (L) sẽ là hệ quả giao điểm của mái tiền và mái hậu của chính điện. Từ đường Mực Gốc, phụ thuộc vào số gian theo chiều ngang của ngôi điện sẽ quyết định chiều cao của chân mái hạ (L2), chiều cao tường cổ diêm từ đó được quyết định dựa trên cơ sở này (hình 6).

Ở phương pháp này, kích thước (A) và (E) của mặt bằng không còn đóng vai trò chủ đạo trong việc quyết định chiều cao công trình (một khi tổng mặt bằng Hoàng Thành Huế đã được tái quy hoạch và ấn định diện tích vào thời Minh Mạng). Thay vào đó, kích thước (F) đã được nhân đôi để trở thành cao độ của đường Mực Gốc. Đây là phương pháp thiết kế đã được cải tiến dựa trên nền tảng phương pháp thiết kế thời Gia Long, bắt đầu xuất hiện từ thời Minh Mạng nhằm thỏa mãn điều kiện quy hoạch đất đai và phân khu chức năng trong Hoàng Thành đã được ấn định. Điều này phù hợp với bối cảnh tái quy hoạch Hoàng Thành Huế được thực hiện dưới thời Minh Mạng (sẽ bàn luận ở mục 4 dưới đây).

Hình 7. Tổ chức không gian mặt bằng Điện Thái Hoà
Hình 8. Phân tích tỉ lệ mặt cắt dọc hệ khung gỗ (lòng trến) Điện Thái Hoà

Phân tích đối sánh kích thước điện thái hòa (đth)

1. Kích thước mặt bằng

Các khẩu độ gian theo phương ngang (lòng xuyên) của ĐTH được xác định như sau: Gian giữa (A) được xác định là 13 thước (tim-tim chân cột), từ (A) – 0,7 thước = (B) = 12,3 thước, từ (B) – 3,2 thước = (C) = 9,1 thước, từ (C) – 0,6 thước = (D) = 8,5 thước. Tổng khẩu độ gian của ĐTH là 97,4 thước (tính từ trục 1-10), kích thước tổng nền là 101,4 thước.

Các khẩu độ gian theo phương dọc (lòng trến) được xác định như sau: Gian lòng Trến chính điện (E) = (A) = 13 thước, từ (E) – 01 thước = (F) = 12 thước, các khẩu độ gian (G) có thể được cân nhắc trong mối quan hệ với (E) hoặc (A) – 3,7 thước = (G) = 9,3 thước, từ (G) – 0,9 thước = (I) = 8,4 thước. Tổng khẩu độ gian là 69 thước (tính từ trục A-H), kích thước tổng nền là 72,2 thước (tính từ mép ngoài của Đá vỉa nền) (hình 7).

2. Kích thước mặt cắt

Tham khảo mặt cắt dọc của ĐTH, đường Mực Gốc/Mực Tim Trến hoặc Tim Xuyên đã được tìm thấy dựa trên tỷ lệ kiến trúc, dấu vết của đường mực tim Trến còn sót lại trên cấu kiện gỗ và kiến thức đúc kết được từ việc phỏng vấn thợ mộc truyền thống. Chiều cao của đường Mực Gốc này chính là chiều cao tính từ nền nhà lên mép dưới xà đầu cột (hàng nhất) tiền điện = chiều cao mép trên xà đầu cột (hàng nhì) chính điện = chiều cao tim xuyên chính điện = 15,2 thước. Đường Mực Gốc này là cơ sở để quyết định chiều cao cấu kiện của hệ khung gỗ theo cả 2 phương dọc (lòng trến) và phương ngang (lòng xuyên) (hình 8, 9, 10).

Hình 9. Công trình Điện Thái Hoà (ảnh chụp năm 2004)
Hình 10. Phối cảnh 3D Điện Thái Hoà

Theo đó, từ đường Mực Gốc này lấy xuống 3 thước sẽ là chiều cao mép dưới dầm trần chính điện và bằng chiều cao của Mực Mái Hạ, lấy xuống 1,5 thước sẽ là chiều cao Tim Trến tiền điện, lấy lên 1,8 thước sẽ là chiều cao của Tim Trến chính điện. Khoảng cách giữa đường Mực Gốc và Mực Mái Hạ sẽ là chiều cao của tường cổ diêm (bằng khoảng 3 thước). Ngoài ra, gấp đôi chiều cao dầm trần (L2) sẽ là tổng chiều cao của chính điện tính tới Đòn Đông (L), chiều cao các thành phần còn lại sẽ lần lượt được triển khai từ đường Mực Gốc này, hoặc căn cứ trên chiều cao của các cấu kiện chính đã được xác định (hình 8).

Thay lời kết

Hoàng thành Huế, giai đoạn đầu của thời Gia Long gọi là Cung Thành, bắt đầu được quy hoạch xây dựng ngay sau khi Nguyễn Vương – Nguyễn Phước Ánh lên ngôi Hoàng đế, những công trình quan trọng được xây dựng trước tiên là những công trình thiết yếu phục vụ công việc trị quốc (Điện Thái Hoà, Điện Cần Chánh), nơi ăn chốn ở của Hoàng đế (Điện Trung Hòa, sau này đổi tên là Điện Càn Thành) và thờ cúng tổ tiên (Thái Tổ Miếu, Triệu Tổ Miếu).

Thời kỳ Gia Long là giai đoạn bắt đầu quy hoạch xây dựng nên diện tích đất đai, không gian mặt bằng rộng rãi cho việc quy hoạch vị trí các công trình, từ đó xác định chiều cao công trình kiến trúc tương ứng với kích thước mặt bằng (đây là phương pháp phổ biến trong việc thiết kế xây dựng kiến trúc bằng gỗ ở các quốc gia Đông Á và Đông Nam Á thời cổ đại). Về nguyên lý thiết kế mặt bằng, như đã đề cập trong những bài nghiên cứu trước 3), có 2 phương pháp thiết kế được áp dụng, (1) là áp dụng cho những công trình dân dụng hoàng gia (Cung điện), (2) là áp dụng cho những công trình thờ cúng, tâm linh hoàng gia (Miếu điện) ở trong Hoàng thành Huế. Về phương pháp thiết kế hệ khung gỗ cũng xác định được 2 phương pháp thiết kế nhưng sự khác biệt giữa chúng lại không phụ thuộc vào nhóm chức năng công trình mà do sự thay đổi, cải tiến kỹ thuật kiến trúc thông qua thời gian.

Bắt đầu từ thời Minh Mạng, triều đình Nguyễn đã cho điều chỉnh quy hoạch mặt bằng tổng thể Hoàng thành Huế dựa trên nền tảng quy hoạch cũ có từ thời Gia Long. Theo đó, sự khống chế vị trí các công trình và kích thước tổng nền đã làm nảy sinh một phương pháp thiết kế mới là quyết định chiều cao kiến trúc dựa trên sự phân cấp công trình chứ không dựa trên kích thước mặt bằng (giống như phương pháp thiết kế thời Gia Long). Điều này cũng dễ hiểu nếu đối chiếu với nguyên lý thiết kế kiến trúc đương đại, một khi diện tích mặt bằng đã bị khống chế thì xu hướng gia tăng kích thước chiều cao là điều tất yếu sẽ xảy ra.

Cũng có thể với sự “cởi mở” về nguyên lý thiết kế này mà vào thời Minh Mạng đã có nhiều công trình kiến trúc 3 tầng, có chiều cao vượt trội xuất hiện trong Hoàng Thành Huế như Hiển Lâm Các (xây dựng năm 1821, thuộc khu vực Thế Miếu), “Minh Viễn Lầu” (xây dựng năm 1827, thuộc khu vực Tử Cấm Thành) và Ngọ Môn (xây dựng năm 1833, cổng chính mặt Nam của Hoàng Thành Huế) từ đó đã làm thay đổi về cơ bản diện mạo kiến trúc “Cung Thành” (thời Gia Long) để trở thành kiến trúc Hoàng Thành (thời Minh Mạng) như chúng ta thấy được ngày nay.

TS.KTS. Lê Vĩnh An
Viện Trưởng, Kỹ thuật & Công nghệ Việt Nhật, ĐH Duy Tân, Đà Nẵng
ThS. Nguyễn Thị Kim Nhung
Giảng viên, Viện Đào tạo và Nghiên cứu Du lịch, ĐH Duy Tân, Đà Nẵng
(Bài đăng trên Tạp chí Kiến trúc số 08-2023)

Xem thêm:


Ghi chú:
1) Nội Các Triều Nguyễn, Khâm ĐỊnh Đại Nam Hội Điển Sự Lệ, Công Bộ, Quyển 205-18 (欽定大南會典事例正編, 工部, 巻205-18); Đại Nam Nhất Thống Chí, Kinh Sư, Quyển 1-5 (大南一統志, 京師, 卷1-5).
2) Le Vinh An & Truong Ngoc Quynh Chau, Le Vinh An & Truong Ngoc Quynh Chau, “Practicing on the re-construction study of ‘Can Chanh Dien’ Palace, Hue Imperial City, Vietnam-word cultural heritage”, International Journal of Architectural Heritage, Taylor & Francis, 2019, https://doi.org/10.1080/15583058.2019.1612483.
3) Lê Vĩnh An, Nguyễn Thị Kim Nhung, “Nghiên cứu tái thiết Điện Cần Chánh, Hoàng Thành Huế – Di sản Văn hoá Thế giới – Phần 6: Phụ hồi kích thước nền móng và mặt bằng kiến trúc Điện Cần Chánh”, Tạp chí Hội Kiến trúc sư Việt Nam, số 5/2023, trang 56-60.