王鴻帆 邢淑敏 房 輝

(山東科技大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院，山東 青島 266590)

1 概述

很多人會認(rèn)為鄉(xiāng)土民居建筑是簡陋的、低俗的、無藝術(shù)性及技術(shù)性的鄉(xiāng)間產(chǎn)物，但是，真正的鄉(xiāng)土民居建筑除了是自發(fā)的以家庭或個體為主的建筑實物外，還是與當(dāng)?shù)刭Y源、生活方式、家庭觀念、鄰里關(guān)系、文化活動等相結(jié)合的精神產(chǎn)物，是科學(xué)與藝術(shù)、技術(shù)與文化的結(jié)合體，如同一枚硬幣一般，一面是“保護與傳承”，另一面是“轉(zhuǎn)化與創(chuàng)新”。如何將風(fēng)土建筑的地方特色與實用性引用到現(xiàn)代建筑，捕捉鄉(xiāng)土文化記憶，傳承儀式場景，再現(xiàn)對鄉(xiāng)土建筑自我身份的認(rèn)同，是目前的民居建筑研究的主要趨勢。

作為建筑中的第五立面——屋頂在建筑的造型文化與藝術(shù)中起著至關(guān)重要的作用。對鄉(xiāng)土民居建筑而言，整棟建筑中最出彩的設(shè)計應(yīng)屬屋頂造型，對濟寧地區(qū)鄉(xiāng)土民居建筑屋頂造型多樣性的研究，有利于深入探討濟寧當(dāng)?shù)孛窬犹厣?，捕捉地域性文化，并將傳統(tǒng)造型與現(xiàn)代住宅設(shè)計造型相結(jié)合。

2 地方特色

濟寧地區(qū)是東夷文化、華夏文明、儒家文化、運河文化的重要發(fā)祥地之一，其歷史文化悠久，并有山水文化、梁祝文化、佛道文化、始祖文化等多種文化的融會貫通。元明清時期，濟寧市成為京杭大運河的重要樞紐，是南北文化交匯之地，運河的繁華與昌盛帶來了“南北水鄉(xiāng)，運河古城”的美稱。

由于濟寧地區(qū)地形地貌多樣，東部山區(qū)的阻擋，西太平洋低緯度暖濕氣團及臺風(fēng)的影響，帶來了雨水時空分布不均勻，全市降水量區(qū)域由東南向西北呈遞減趨勢，這些都造就了屋頂造型的變化，降水量大的地區(qū)，多采用坡屋頂?shù)耐呶菝妫唤邓可俚牡貐^(qū)多采用囤屋頂。目前，濟寧地區(qū)鄉(xiāng)土民居建筑屋頂形式以雙坡屋頂為主，以囤屋頂與平屋頂為輔。

3 屋頂形式

3.1 坡屋頂

作為北方鄉(xiāng)土民居建筑，由于坡屋頂自重輕、結(jié)構(gòu)簡單、防水性能好、保溫隔熱等優(yōu)點，又是結(jié)構(gòu)找坡，不增加其他附屬材料，因此鄉(xiāng)土建筑多采用的是雙坡屋頂。濟寧地區(qū)坡屋頂結(jié)構(gòu)一般由櫞木、檁條、梁組成，木檁條的跨度一般為3 m左右，屋頂坡度在20°～45°之間，屋頂高度一般為1.2 m～1.8 m之間，墻身高度是屋頂高度的1.4倍左右，屋頂?shù)母呖绫菻/L在1/2～1/5之間(如圖1所示)，這些尺寸比例關(guān)系十分符合木材原料的設(shè)計。

3.1.1三角形屋架

三角形屋架結(jié)構(gòu)是一種平面結(jié)構(gòu)體系，由檁條、三角架、櫞木構(gòu)成，是民居建筑中廣泛使用的屋頂形式。檁條由脊檁、坡檁和沿檁組成(如圖2a)所示)。三角架是由上弦桿、腹桿、下弦桿組成的桁架結(jié)構(gòu)體系，腹桿由直撐和斜撐構(gòu)成(如圖2b)所示)。三角架的上弦桿和下弦桿采用整根原木，直徑一般在20 cm左右；腹桿一般使用加工過的方木或直徑較小的原木，構(gòu)件之間用鉚釘固定，腹桿的設(shè)計大大增加了屋架的支撐能力和整體穩(wěn)定性。

民居建筑中的三角形屋架大多采用木材，木材截面的大小需滿足木材的力學(xué)性能；桿件之間的搭接問題主要體現(xiàn)在截面大小的選擇上，通常大截面放置于受力較大的位置，以便增大整體穩(wěn)定性；木材之間搭接時的交角問題，應(yīng)將斜撐的大截面與上弦桿件搭接，將小截面與其他位置搭接時增加三角形硬木墊片，便于擴大受力面積。

3.1.2抬梁式屋架

抬梁式屋架由檁條和木梁架構(gòu)成，檁條包括脊檁、坡檁和檐檁三部分(如圖3a)所示)；木梁架由水平梁和瓜柱構(gòu)成，水平梁多為原木或方木，橫梁與瓜柱之間采用榫卯或鉚釘固定(如圖3b)所示)。瓜柱為支承脊檁的短柱，構(gòu)成了坡屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)找坡，減輕了建筑自重；由于斜向支撐的缺失，整體屋架的抗剪和抗側(cè)移能力弱，屋架空間結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，如今在民居建筑屋頂中已經(jīng)很少使用。

3.2 囤屋頂

囤頂是一種混合式屋頂形式，由檁條與木梁架混合而成(如圖4a)所示)，木梁架由上弦桿、短柱、下弦桿構(gòu)成，多為原木材料(如圖4b)所示)；采用山墻承檁的結(jié)構(gòu)形式，山墻頂部的屋頂造型呈圓弧狀，屋面覆土10 cm～20 cm厚，7根～9根的檁條設(shè)置很好地解決了屋面的荷載問題，但附加了材料的使用，增加了建筑自重。囤屋頂在早期民居建筑中使用較多，但由于斜桿支撐的缺失，又沒有很好地發(fā)揮出木材自身的材料性能，整體屋頂結(jié)構(gòu)的抗剪和抗側(cè)移能力差，穩(wěn)定性不佳，如今在民居建筑中很少使用。

3.3 平屋頂

平屋頂簡化了民居建筑屋頂形式，由以往的建筑三段式立面形式變?yōu)閮啥问搅⒚嫘问?，去掉了繁瑣的屋架結(jié)構(gòu)形式，“改坡為平”的屋架形式消減了建房經(jīng)費，但也帶來了保溫隔熱效果不佳、排水效果不理想的情況。

早期的平屋頂依然采用的是木梁架結(jié)構(gòu)(如圖5a)所示)，由水平梁、檁條及椽木構(gòu)成(如圖5b)所示)，主要承載構(gòu)件由四周墻體支撐，椽木的增設(shè)有利于木梁架上的泥瓦鋪設(shè)。

隨著鋼筋混凝土、磚等材料的出現(xiàn)，工業(yè)化施工工藝的發(fā)明，簡化了施工過程，提高了施工速度。從20世紀(jì)80年代末開始，平屋頂承重結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土樓板鋪設(shè)(如圖6a)所示)，結(jié)構(gòu)簡單，施工方便。由于鋼筋混凝土本身的剛度大、穩(wěn)定性好、承載力強，又很好地滿足了平屋頂上部空間的利用(如圖6b)所示)；但平屋頂?shù)谋馗魺嵝阅苄Ч患?，一般在民居院落中以廂房的形式出現(xiàn)，很少出現(xiàn)在主屋屋頂結(jié)構(gòu)中。

4 結(jié)語

隨著城鎮(zhèn)化進程的加快，社會主義新農(nóng)村的建設(shè)，人們向往干凈、便捷的城市生活，年輕人不愿意留守農(nóng)村，自然村落的退化與消失，這些都造就了很多珍貴的鄉(xiāng)土建筑施工工藝與傳統(tǒng)還沒來得及保存下來就消失了。在“保護與傳承”和“轉(zhuǎn)化與創(chuàng)新”之間的轉(zhuǎn)換中，找尋到濟寧地區(qū)民居屋頂形式的文化記憶，再現(xiàn)鄉(xiāng)土建筑的自我認(rèn)同。

1)民居建筑造型設(shè)計中的屋頂是整個設(shè)計中的神來之筆，不但是地域性文化的代表，還是不同文化相匯交融的碰撞產(chǎn)物,具有很高的研究價值。

2)人們能結(jié)合新的建筑材料自行地調(diào)整屋頂類型及使用功能，體現(xiàn)了人們對傳統(tǒng)民居的保護與創(chuàng)新性。

3)新農(nóng)村建設(shè)改善了人們的居住條件，現(xiàn)代小區(qū)的建設(shè)在立面造型的思考中，應(yīng)結(jié)合傳統(tǒng)民居建筑屋頂特色，將地域性特色傳承下去。