屋頂上的秘密（上）

文/張 威

圖/之 虎

蓋房子講究“堅(jiān)固”“實(shí)用”“美觀”兼?zhèn)洌迦A大學(xué)建筑學(xué)院的陳志華爺爺說過：“在古代，人們建造房屋，就是要建造一個(gè)外殼，抵御風(fēng)霜雨雪、狼蟲虎豹，獲得一個(gè)可以利用的內(nèi)部空間，而建造外殼的一大難題便是——造屋頂”。

從古至今，屋頂?shù)拿娣e大小，以及怎樣使屋頂好好地待在建筑的最上方，都是建筑師（古代叫“工匠”）最頭疼的問題。每當(dāng)房子的主人要求他們把家建得大一些的時(shí)候，他們便開始絞盡腦汁：“該怎樣擺脫承重墻來解放內(nèi)部空間呢？”一間房子如果沒有屋頂，那不就是一個(gè)帶圍墻的院子嗎？院子可以圈得很大，但能不能把整個(gè)院子都蓋上屋頂就不一定嘍！

屋頂很難蓋嗎？

在生產(chǎn)力低下的原始社會，蓋屋頂是極其困難的。所以聰明的原始人使用了一種簡單的方式，把屋頂和支承的結(jié)構(gòu)合二為一，做成一個(gè)“石棚”，這種

結(jié)構(gòu)方式叫“簡支”（簡單支撐）。還記得小時(shí)曾玩過的積木嗎？我們把一塊橫向的長積木，搭在兩塊平行豎立的短積木上，一座簡單的小房子就搭好了。

可是當(dāng)把積木房子放大到能供人居住的大小時(shí)，因?yàn)榱旱牟牧稀⒖缍群腕w積的增大，它的自重也會增加，中間部位會自然下垂，形成“彎矩”。

彎矩的大小，跟“跨度”（也就是兩塊豎立短積木的距離）有關(guān)。當(dāng)彎矩超過梁的抗拉強(qiáng)度的時(shí)候，梁就會斷裂，“屋頂”也就塌了。所以原始人只好把這種石棚的跨度做得小一些，這樣的建筑形式僅可供幾個(gè)人居住或舉行一些祭祀類的活動。

◎木棚的“簡支”構(gòu)造

◎卡納克 阿蒙-瑞神廟大柱廳剖視圖

如果家里有二十口人，需要大房子怎么辦？

當(dāng)然有辦法！你可以在保持兩道石墻間距的同時(shí)，延長石墻的長度，再把幾塊石板拼在一起，也可以把石板鋸成很多窄條，變成石梁再拼在一起，而且一條石梁的重量要小于石板，這樣搬運(yùn)和吊裝就可以節(jié)省很多力氣了。古埃及神廟的屋頂就是用這種方法建造的：兩根石柱子上有一條石梁一字排開，形成一個(gè)柱列；兩排平行的柱列構(gòu)成一個(gè)柱廊；石梁上鋪滿與石梁垂直的石板就形成了屋面；若干個(gè)柱廊并列在一起就構(gòu)成了一個(gè)大殿。這種大殿的一個(gè)特點(diǎn)是由于石梁、石板長度有限，室內(nèi)柱子就特別多、特別密，沒有辦法建造出空曠的空間。

當(dāng)然，用石梁、石板蓋屋頂要花費(fèi)很多的人力和金錢，所以建宮殿、住宅時(shí)，古埃及人一般會用木材做梁，再把茅草和泥混合，或者直接用席子覆蓋在屋頂表面。而埃及由于氣候干燥、降雨少，所以屋頂基本上是平的或是微微向上拱起的。但在多雨的地區(qū)，這種平屋頂無法快速排凈雨水，雨水就會很容易漏到屋里。

屋頂有什么顏色的？

如果你到北京旅游，就會發(fā)現(xiàn)故宮的建筑中，很多屋頂都是黃色的，天壇里建筑的屋頂很多是藍(lán)色的，而北京四合院的屋頂都是黑灰色的。這是因?yàn)楣蕦m、天壇屋頂上用的瓦大多是琉璃瓦。在制作這種琉璃瓦時(shí)，工匠會在土坯的外面涂一層帶顏色的釉子。而四合院屋頂用的瓦叫“青瓦”，不涂釉子，所以保持了瓦片燒制之后的黑灰色。

在古代，尤其是明清時(shí)期，不同顏色的瓦象征著不同的封建等級，比如與皇帝、皇后、皇太后有關(guān)的宮殿、陵寢或由皇帝下令修建的宮觀、寺廟一般使用黃色琉璃瓦；親王的王府、園寢（墳?zāi)梗┮约蔼?dú)立建造的皇帝妃子的園寢用綠色琉璃瓦；而普通人就只能用黑灰色的青瓦了。天壇嘛，因?yàn)槭羌捞斓膱鏊栽谇∧觊g改用了特殊的藍(lán)色琉璃瓦。

屋頂都是用瓦做的嗎？

在中國古代，并不是所有的屋頂都使用瓦。比如在山區(qū)，有些居民就地取材，用石片、木條或樹皮造屋頂。也有窮苦人沒錢在整個(gè)屋頂上鋪瓦，只能鋪在屋頂?shù)娜齻€(gè)邊緣（不含檐口），中間留著青灰屋面。甚至還有人用蘆葦、茅草和泥做屋頂。因?yàn)椴牧喜荒途茫粢欢螘r(shí)間就要翻修一次。當(dāng)然也有一些特殊的建筑，主人為了凸顯某種原生態(tài)的風(fēng)格，故意用茅草蓋頂。

在西方，木屋架屋頂?shù)牟牧吓c中國的差不多，人們也會用不同顏色的瓦拼出很多圖案，也有很多人用石片、木板。日本等國還很崇尚專門用草做的厚屋頂，因?yàn)橹谱魑蓓敃r(shí)使用了特殊的工藝，所以它的耐久性很好，不僅可以遮雨，還具有良好的保溫、隔熱性能。

稀奇古怪大沖關(guān)

勛章任務(wù)4

請為下面的小屋設(shè)計(jì)一個(gè)既能夠遮風(fēng)擋雨，又美觀大方的屋頂吧！