談坡屋頂歷史和發(fā)展

趙洪波 馮文黨

(1.太原理工大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院，山西太原 030024; 2.太原理工大學(xué)，山西 太原 030024)

坡屋頂造型布置靈活，美觀，利于排水，在建筑中得到普遍應(yīng)用。中國(guó)的古建筑中，位于河南安陽(yáng)的殷墟宮、歷代王朝的宮殿等均采用坡屋頂。現(xiàn)代坡屋頂多采用鋼筋混凝土、鋼結(jié)構(gòu)等新型材料，本文主要論述坡屋頂歷史、起坡方法以及現(xiàn)代建筑坡屋頂。

1 坡屋頂歷史

古建筑中坡屋頂形式多樣，以人字頂居多，在此基礎(chǔ)上延伸出多種風(fēng)格樣式，其中有廡殿頂、歇山頂、懸山頂、硬山頂?shù)取?/p>

廡殿頂作為中國(guó)古代最高等級(jí)的坡屋頂形式，分為重檐和單檐，四面斜坡，一條水平正脊，四條垂脊，又叫“五脊殿”，多見于重要的佛殿，皇宮的主殿，像故宮的太和殿(見圖1)、弘義閣(見圖2)。

圖1 故宮太和殿

圖2 故宮弘義閣

歇山頂又名九脊頂，由一條正脊、四條垂脊和四條戧脊組成，其很好的將直線和斜線結(jié)合起來(lái)，棱角分明，輪廓清晰，如圖3所示。歇山頂分為重檐和單檐，在單檐歇山頂?shù)南路?，再加上一層屋檐，就形成重檐歇山頂，故宮的太和門、天安門(見圖4)均為重檐歇山頂，單檐歇山頂有妙應(yīng)寺山門、智化寺智化殿。

圖3 歇山頂

圖4 天安門

作為中國(guó)一般建筑中最常見的形式，懸山頂多見民間，是人字頂?shù)囊环N，如圖5所示，其特點(diǎn)是屋檐懸伸在山墻以外，有利于排水，南方建筑中應(yīng)用較多，規(guī)格上次于廡殿頂和歇山頂。

與懸山頂不同，硬山頂?shù)奶攸c(diǎn)為其兩側(cè)山墻把檁頭全部封住，如圖6所示。屋面以中間正脊為界分前后兩面坡，左右兩面山墻或與屋面平齊，或高出屋面。高出的山墻稱風(fēng)火山墻，其主要是防止火災(zāi)發(fā)生時(shí)，火勢(shì)蔓延，多見于北方民間建筑。

在中國(guó)古代，建筑屋頂?shù)臉邮接袊?yán)格的等級(jí)限制。重檐廡殿頂?shù)燃?jí)最高，其次為重檐歇山頂、單檐廡殿頂、單檐歇山頂、懸山頂、硬山頂?shù)取Ｐ巾斢糜谖迤芬陨瞎倮舻淖≌?，后?lái)也有部分民宅使用歇山頂。懸山頂與硬山頂多用于民間建筑。

2 古建筑起坡的方法

唐朝的屋頂坡度和緩，多采用1∶2，站在殿前幾乎看不到屋面，其中20世紀(jì)70年代建成的鑒真大和尚紀(jì)念堂，采用唐朝時(shí)期坡屋頂?shù)奶攸c(diǎn)建造，顯得穩(wěn)健雄渾。

圖5 懸山頂

圖6 硬山頂

宋代建筑師李誡編寫了《營(yíng)造法式》，是北宋時(shí)期的設(shè)計(jì)、施工規(guī)范，書中提到了坡屋頂起坡的方法——舉折［1］，即定總的屋頂高度，計(jì)算出屋面曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)位置，做出有效的連接即可。

清朝時(shí)期出版的《工部工程做法則例》［2］規(guī)定了殿式、大式、小式三種舉架的形式，殿式通常為帝王、后妃起居之處，佛教中的大殿(大雄寶殿)，道教中的三清殿也屬于殿式建筑。大式是各級(jí)官員和富商縉紳宅第。小式為普通百姓住房規(guī)格。具體起坡方法是屋檐處的第一根椽子的斜率定為50%，最高處椽子的斜率定為90%，中間的舉架多少根據(jù)進(jìn)深靈活布置。如果七檁進(jìn)深的屋面有一根椽子，則其斜率為70%，即為七舉。《工部工程做法》中房屋結(jié)構(gòu)體系與《營(yíng)造法式》中所列舉的結(jié)構(gòu)體系有所不同。其力求結(jié)構(gòu)細(xì)部簡(jiǎn)化，更加安全，同時(shí)也表現(xiàn)出清朝建筑藝術(shù)觀念對(duì)結(jié)構(gòu)體系的影響。

明、清時(shí)期的屋頂曲線驟然升起，顯得高聳而輕快流暢。近代的屋頂做法多采用三角形屋架加墊坡的做法，其符合結(jié)構(gòu)力學(xué)原理，力傳遞明確，節(jié)省木材，施工方便，且平面變化可不受“架”份的約束。如果將三角形屋架改為“邊中柱”的做法，屋頂內(nèi)可形成使用空間。南京有不少的實(shí)例采用這種做法［3］。

3 現(xiàn)代建筑坡屋頂

現(xiàn)代世界各地的屋頂做法中，坡屋頂又占據(jù)了重要地位。坡屋頂形式提供了多樣的住宅外觀，打破平屋頂?shù)膯握{(diào)感，而且節(jié)能、節(jié)地［4］。

建筑無(wú)平屋面時(shí)，若坡屋頂跨度大，坡度陡，水平推力越大，應(yīng)在斜坡最低點(diǎn)處設(shè)置水平拉梁，如果結(jié)構(gòu)跨度較小，可以不設(shè)拉梁。有平屋面時(shí)，可直接起坡。另一種方案是在水平梁上起柱，作為斜梁的支撐點(diǎn)。自20世紀(jì)80年代起出現(xiàn)了平屋頂改坡屋頂，以解決舊平屋面雨水滲漏的問題和美化居住環(huán)境。

工程實(shí)例:某小鎮(zhèn)別墅，地上3層，局部2層，采用坡屋頂。坡屋頂平面圖如圖7所示。

圖7 坡屋頂平面

圖7中粗實(shí)線為屋脊，虛線為梁，填實(shí)部分為柱子?？蛑c異形柱沿周邊布置，中間部分采用梁上起柱，斜梁以柱子為支撐點(diǎn)，由于主梁之間跨度過大，采用梁上起柱。

圖8 陜西歷史博物館

圖9 浙江美術(shù)館

古建筑坡屋頂多采用木結(jié)構(gòu)，木結(jié)構(gòu)易燃的特點(diǎn)，容易產(chǎn)生安全問題，現(xiàn)今坡屋頂多采用鋼筋混凝土和鋼材等材料，形式更具多樣化，保溫隔熱效果更好。

4 結(jié)語(yǔ)

坡屋面具有悠久的發(fā)展歷史，隨著時(shí)間的變遷，從最早作為“避風(fēng)遮雨”的構(gòu)件到現(xiàn)在技術(shù)、藝術(shù)功能相結(jié)合的建筑組成部分，形式和風(fēng)格不斷變化。陜西歷史博物館(見圖8)、浙江美術(shù)館(見圖9)的屋頂都是在古代建筑坡屋頂基礎(chǔ)上演變的。

［1］李會(huì)智.《營(yíng)造法式》“舉折之制”淺探［J］.古建園林技術(shù)，1989(4):3-9.

［2］馬 驍，左滿常，王世建.清代官式建筑的特征［J］.建筑科學(xué)，2007(1):103-106.

［3］唐星賡.概論我國(guó)古建筑坡屋頂?shù)膽?yīng)用［J］.房產(chǎn)住宅科技動(dòng)態(tài)，1982(9):12-15.

［4］張蕾蕾.住宅坡屋頂設(shè)計(jì)研究［D］.濟(jì)南:山東大學(xué)，2008.