赵洪波 冯文党
(1.太原理工大学建筑设计研究院，山西太原 030024; 2.太原理工大学，山西 太原 030024)
坡屋顶造型布置灵活，美观，利于排水，在建筑中得到普遍应用。中国的古建筑中，位于河南安阳的殷墟宫、历代王朝的宫殿等均采用坡屋顶。现代坡屋顶多采用钢筋混凝土、钢结构等新型材料，本文主要论述坡屋顶历史、起坡方法以及现代建筑坡屋顶。
1 坡屋顶历史
古建筑中坡屋顶形式多样，以人字顶居多，在此基础上延伸出多种风格样式，其中有庑殿顶、歇山顶、悬山顶、硬山顶等。
庑殿顶作为中国古代最高等级的坡屋顶形式，分为重檐和单檐，四面斜坡，一条水平正脊，四条垂脊，又叫“五脊殿”，多见于重要的佛殿，皇宫的主殿，像故宫的太和殿(见图1)、弘义阁(见图2)。
图1 故宫太和殿
图2 故宫弘义阁
歇山顶又名九脊顶，由一条正脊、四条垂脊和四条戗脊组成，其很好的将直线和斜线结合起来，棱角分明，轮廓清晰，如图3所示。歇山顶分为重檐和单檐，在单檐歇山顶的下方，再加上一层屋檐，就形成重檐歇山顶，故宫的太和门、天安门(见图4)均为重檐歇山顶，单檐歇山顶有妙应寺山门、智化寺智化殿。
图3 歇山顶
图4 天安门
作为中国一般建筑中最常见的形式，悬山顶多见民间，是人字顶的一种，如图5所示，其特点是屋檐悬伸在山墙以外，有利于排水，南方建筑中应用较多，规格上次于庑殿顶和歇山顶。
与悬山顶不同，硬山顶的特点为其两侧山墙把檩头全部封住，如图6所示。屋面以中间正脊为界分前后两面坡，左右两面山墙或与屋面平齐，或高出屋面。高出的山墙称风火山墙，其主要是防止火灾发生时，火势蔓延，多见于北方民间建筑。
在中国古代，建筑屋顶的样式有严格的等级限制。重檐庑殿顶等级最高，其次为重檐歇山顶、单檐庑殿顶、单檐歇山顶、悬山顶、硬山顶等。歇山顶用于五品以上官吏的住宅正堂，后来也有部分民宅使用歇山顶。悬山顶与硬山顶多用于民间建筑。
2 古建筑起坡的方法
唐朝的屋顶坡度和缓，多采用1∶2，站在殿前几乎看不到屋面，其中20世纪70年代建成的鉴真大和尚纪念堂，采用唐朝时期坡屋顶的特点建造，显得稳健雄浑。
图5 悬山顶
图6 硬山顶
宋代建筑师李诫编写了《营造法式》，是北宋时期的设计、施工规范，书中提到了坡屋顶起坡的方法——举折［1］，即定总的屋顶高度，计算出屋面曲线的转折点位置，做出有效的连接即可。
清朝时期出版的《工部工程做法则例》［2］规定了殿式、大式、小式三种举架的形式，殿式通常为帝王、后妃起居之处，佛教中的大殿(大雄宝殿)，道教中的三清殿也属于殿式建筑。大式是各级官员和富商缙绅宅第。小式为普通百姓住房规格。具体起坡方法是屋檐处的第一根椽子的斜率定为50%，最高处椽子的斜率定为90%，中间的举架多少根据进深灵活布置。如果七檩进深的屋面有一根椽子，则其斜率为70%，即为七举。《工部工程做法》中房屋结构体系与《营造法式》中所列举的结构体系有所不同。其力求结构细部简化，更加安全，同时也表现出清朝建筑艺术观念对结构体系的影响。
明、清时期的屋顶曲线骤然升起，显得高耸而轻快流畅。近代的屋顶做法多采用三角形屋架加垫坡的做法，其符合结构力学原理，力传递明确，节省木材，施工方便，且平面变化可不受“架”份的约束。如果将三角形屋架改为“边中柱”的做法，屋顶内可形成使用空间。南京有不少的实例采用这种做法［3］。
3 现代建筑坡屋顶
现代世界各地的屋顶做法中，坡屋顶又占据了重要地位。坡屋顶形式提供了多样的住宅外观，打破平屋顶的单调感，而且节能、节地［4］。
建筑无平屋面时，若坡屋顶跨度大，坡度陡，水平推力越大，应在斜坡最低点处设置水平拉梁，如果结构跨度较小，可以不设拉梁。有平屋面时，可直接起坡。另一种方案是在水平梁上起柱，作为斜梁的支撑点。自20世纪80年代起出现了平屋顶改坡屋顶，以解决旧平屋面雨水渗漏的问题和美化居住环境。
工程实例:某小镇别墅，地上3层，局部2层，采用坡屋顶。坡屋顶平面图如图7所示。
图7 坡屋顶平面
图7中粗实线为屋脊，虚线为梁，填实部分为柱子。框柱与异形柱沿周边布置，中间部分采用梁上起柱，斜梁以柱子为支撑点，由于主梁之间跨度过大，采用梁上起柱。
图8 陕西历史博物馆
图9 浙江美术馆
古建筑坡屋顶多采用木结构，木结构易燃的特点，容易产生安全问题，现今坡屋顶多采用钢筋混凝土和钢材等材料，形式更具多样化，保温隔热效果更好。
4 结语
坡屋面具有悠久的发展历史，随着时间的变迁，从最早作为“避风遮雨”的构件到现在技术、艺术功能相结合的建筑组成部分，形式和风格不断变化。陕西历史博物馆(见图8)、浙江美术馆(见图9)的屋顶都是在古代建筑坡屋顶基础上演变的。
［1］李会智.《营造法式》“举折之制”浅探［J］.古建园林技术，1989(4):3-9.
［2］马 骁，左满常，王世建.清代官式建筑的特征［J］.建筑科学，2007(1):103-106.
［3］唐星赓.概论我国古建筑坡屋顶的应用［J］.房产住宅科技动态，1982(9):12-15.
［4］张蕾蕾.住宅坡屋顶设计研究［D］.济南:山东大学，2008.
