山东济宁地区传统乡土民居建筑屋顶形式初探*

王鸿帆 邢淑敏 房 辉

(山东科技大学土木工程与建筑学院，山东 青岛 266590)

1 概述

很多人会认为乡土民居建筑是简陋的、低俗的、无艺术性及技术性的乡间产物，但是，真正的乡土民居建筑除了是自发的以家庭或个体为主的建筑实物外，还是与当地资源、生活方式、家庭观念、邻里关系、文化活动等相结合的精神产物，是科学与艺术、技术与文化的结合体，如同一枚硬币一般，一面是“保护与传承”，另一面是“转化与创新”。如何将风土建筑的地方特色与实用性引用到现代建筑，捕捉乡土文化记忆，传承仪式场景，再现对乡土建筑自我身份的认同，是目前的民居建筑研究的主要趋势。

作为建筑中的第五立面——屋顶在建筑的造型文化与艺术中起着至关重要的作用。对乡土民居建筑而言，整栋建筑中最出彩的设计应属屋顶造型，对济宁地区乡土民居建筑屋顶造型多样性的研究，有利于深入探讨济宁当地民居特色，捕捉地域性文化，并将传统造型与现代住宅设计造型相结合。

2 地方特色

济宁地区是东夷文化、华夏文明、儒家文化、运河文化的重要发祥地之一，其历史文化悠久，并有山水文化、梁祝文化、佛道文化、始祖文化等多种文化的融会贯通。元明清时期，济宁市成为京杭大运河的重要枢纽，是南北文化交汇之地，运河的繁华与昌盛带来了“南北水乡，运河古城”的美称。

由于济宁地区地形地貌多样，东部山区的阻挡，西太平洋低纬度暖湿气团及台风的影响，带来了雨水时空分布不均匀，全市降水量区域由东南向西北呈递减趋势，这些都造就了屋顶造型的变化，降水量大的地区，多采用坡屋顶的瓦屋面；降水量少的地区多采用囤屋顶。目前，济宁地区乡土民居建筑屋顶形式以双坡屋顶为主，以囤屋顶与平屋顶为辅。

3 屋顶形式

3.1 坡屋顶

作为北方乡土民居建筑，由于坡屋顶自重轻、结构简单、防水性能好、保温隔热等优点，又是结构找坡，不增加其他附属材料，因此乡土建筑多采用的是双坡屋顶。济宁地区坡屋顶结构一般由橼木、檩条、梁组成，木檩条的跨度一般为3 m左右，屋顶坡度在20°～45°之间，屋顶高度一般为1.2 m～1.8 m之间，墙身高度是屋顶高度的1.4倍左右，屋顶的高跨比H/L在1/2～1/5之间(如图1所示)，这些尺寸比例关系十分符合木材原料的设计。

3.1.1三角形屋架

三角形屋架结构是一种平面结构体系，由檩条、三角架、橼木构成，是民居建筑中广泛使用的屋顶形式。檩条由脊檩、坡檩和沿檩组成(如图2a)所示)。三角架是由上弦杆、腹杆、下弦杆组成的桁架结构体系，腹杆由直撑和斜撑构成(如图2b)所示)。三角架的上弦杆和下弦杆采用整根原木，直径一般在20 cm左右；腹杆一般使用加工过的方木或直径较小的原木，构件之间用铆钉固定，腹杆的设计大大增加了屋架的支撑能力和整体稳定性。

民居建筑中的三角形屋架大多采用木材，木材截面的大小需满足木材的力学性能；杆件之间的搭接问题主要体现在截面大小的选择上，通常大截面放置于受力较大的位置，以便增大整体稳定性；木材之间搭接时的交角问题，应将斜撑的大截面与上弦杆件搭接，将小截面与其他位置搭接时增加三角形硬木垫片，便于扩大受力面积。

3.1.2抬梁式屋架

抬梁式屋架由檩条和木梁架构成，檩条包括脊檩、坡檩和檐檩三部分(如图3a)所示)；木梁架由水平梁和瓜柱构成，水平梁多为原木或方木，横梁与瓜柱之间采用榫卯或铆钉固定(如图3b)所示)。瓜柱为支承脊檩的短柱，构成了坡屋顶的结构找坡，减轻了建筑自重；由于斜向支撑的缺失，整体屋架的抗剪和抗侧移能力弱，屋架空间结构不稳定，如今在民居建筑屋顶中已经很少使用。

3.2 囤屋顶

囤顶是一种混合式屋顶形式，由檩条与木梁架混合而成(如图4a)所示)，木梁架由上弦杆、短柱、下弦杆构成，多为原木材料(如图4b)所示)；采用山墙承檩的结构形式，山墙顶部的屋顶造型呈圆弧状，屋面覆土10 cm～20 cm厚，7根～9根的檩条设置很好地解决了屋面的荷载问题，但附加了材料的使用，增加了建筑自重。囤屋顶在早期民居建筑中使用较多，但由于斜杆支撑的缺失，又没有很好地发挥出木材自身的材料性能，整体屋顶结构的抗剪和抗侧移能力差，稳定性不佳，如今在民居建筑中很少使用。

3.3 平屋顶

平屋顶简化了民居建筑屋顶形式，由以往的建筑三段式立面形式变为两段式立面形式，去掉了繁琐的屋架结构形式，“改坡为平”的屋架形式消减了建房经费，但也带来了保温隔热效果不佳、排水效果不理想的情况。

早期的平屋顶依然采用的是木梁架结构(如图5a)所示)，由水平梁、檩条及椽木构成(如图5b)所示)，主要承载构件由四周墙体支撑，椽木的增设有利于木梁架上的泥瓦铺设。

随着钢筋混凝土、砖等材料的出现，工业化施工工艺的发明，简化了施工过程，提高了施工速度。从20世纪80年代末开始，平屋顶承重结构采用钢筋混凝土楼板铺设(如图6a)所示)，结构简单，施工方便。由于钢筋混凝土本身的刚度大、稳定性好、承载力强，又很好地满足了平屋顶上部空间的利用(如图6b)所示)；但平屋顶的保温隔热性能效果不佳，一般在民居院落中以厢房的形式出现，很少出现在主屋屋顶结构中。

4 结语

随着城镇化进程的加快，社会主义新农村的建设，人们向往干净、便捷的城市生活，年轻人不愿意留守农村，自然村落的退化与消失，这些都造就了很多珍贵的乡土建筑施工工艺与传统还没来得及保存下来就消失了。在“保护与传承”和“转化与创新”之间的转换中，找寻到济宁地区民居屋顶形式的文化记忆，再现乡土建筑的自我认同。

1)民居建筑造型设计中的屋顶是整个设计中的神来之笔，不但是地域性文化的代表，还是不同文化相汇交融的碰撞产物,具有很高的研究价值。

2)人们能结合新的建筑材料自行地调整屋顶类型及使用功能，体现了人们对传统民居的保护与创新性。

3)新农村建设改善了人们的居住条件，现代小区的建设在立面造型的思考中，应结合传统民居建筑屋顶特色，将地域性特色传承下去。