人們總是對司空見慣的事情缺少認識,正如去了許多地方,卻偏偏對家鄉不夠熟悉。
我們習慣了中國古代木建築以坡屋頂的形式呈現,以致於我們很少思考「為什麼是坡屋頂」這個問題,進而影響現代的建築師,亦或決定建築是否可以建起「那群人」。
不管是建築師的「學業不精」,還是「那群人」的頑固不化,現實都指向了同一個結果:不管是所謂的新中式還是仿古式,不管是用木材、鋼材還是混凝土,這些跟古建沾邊的新建築,大都蓋了一個坡屋頂當帽子。

廣東佛山市禪城區仁壽寺,作者拍攝,中間的小斗拱,你在托空氣嗎?
那麼,中國傳統建築,必須要是坡屋頂嗎?
我們看下面兩張圖,有沒有發現中國古代木體系建築和現代混凝土建築其實有著相似的邏輯:屋架通過橫向構件的相互連接,實現跨度較大的屋頂,不同的是現在混凝土材料強度高,井字節點無需支撐,而木建築免不了多立一些柱子。

左:佛光寺東大殿梁架仰視圖《佛光寺東大殿建築勘察研究報告》;右:混凝土井字梁,來源網路
形式相似,為何古代木建築不把屋頂降下來,直接做平?
這關係到木頭的材料性質,木頭害怕乾濕交替。不管是中國的南方北方,雨是一定會下的。古代沒有卓越的防水技術,就算是後瓦搭前瓦,做成坡屋頂的古建築都被風雨侵蝕得嚴重,更不要提屋頂直接做平這種假設的情況了。
「上尊而宇卑,則吐水,疾而溜遠。」——《周禮·考工記·輈人》
翻譯:造房子,要屋脊高聳且屋簷低下,坡度大,便於雨天排水。
那下雪呢?其實比雨更可怕!
提及雪,你可能聯想到「輕盈」,不要忘了,雪是凝固的水,「厚厚一層雪」就很有分量了,不知是否還記得 2023 年 11 月 7 日中國大陸佳木斯市被大雪壓垮的體育場,多名學生死傷的慘劇。

圖片來源網路
如果古代木建築把屋頂做平,不知要被雪壓塌多少,更何況室內一般溫度高,緊貼屋頂的雪會先融化,晚上溫度降低再凍成冰,如此反覆,在看不見的地方默默地快速地侵蝕屋頂。
水結冰體積會增加,屋頂如果有縫隙,相當於在縫隙中打入膨脹螺栓。就算是現在的建造技術相較古代有著巨大進步,但大雪後依舊會把建築物屋頂的雪及時除掉。
自然界還有一種看不見、摸不到的力量需要考慮——風。

被掀翻的鐵皮屋頂,來自網路
刮大風的時候,你是否會注意到這樣的現象,平頂鐵皮屋經常被大風從屋簷開始無情揭開吹走?為什麼受傷的總是鐵皮屋?下面要講一些偏理科的知識了,別怕,直觀且簡單,只需要用到國中物理知識。
這兩張圖是假設風速 10m/s(約五級風),在高度 10m 處偏 15 度角直吹坡屋頂和平屋頂的風壓分佈圖。根據國中物理可得,力的大小是壓強與面積的乘積,那麼風壓高的一側會往風壓低的一側施加力的作用,壓強差越大,這個力也就越大。

刮大風時,坡屋頂風壓分佈情況,作者自製

刮大風時,平屋頂風壓分佈情況,作者自製
以上兩圖通過 Phoenics 軟體建模模擬分析,模型預設門是打開的情況,定性討論,非定量討論,有不對的還請專業人士指正。
對比平屋頂和坡屋頂,平屋頂內外的風壓差大於坡屋頂,如果風壓差形成的壓力大於鐵皮的重力與連接拉力的和,就會被掀飛。平屋頂風壓差最大的位置在簷角,這也是為什麼屋頂總是在簷角被掀起的原因。
木頭是輕質材料,可以類比鐵皮,刮風時也是類似的效果,而中國古建築通過斗拱梁柱等構件把屋頂抬起來做成坡,抬坡方式同時也增加了屋頂的重量,不至於被風輕易吹動。
說了那麼多風的壞話,那風有沒有一些好處呢?
根據中學物理,眾所周知,熱空氣比冷空氣輕,同一個屋子裡熱空氣會上升集中在屋頂高度,冷空氣會下降,那坡屋頂建築內的熱空氣就會集中在三角形區域,便於被「管理」。
這時候如果在三角形區域內開一個洞,風吹過屋子兩側時就會使屋內外形成氣壓差,方便熱空氣排出的同時,也會給屋內換氣,一舉兩得。

剖面一風壓示意,作者自製

剖面二風壓示意,作者自製
南方地區炎熱時間長,所以更經常在南方的民居建築上看到這種處理,中國大陸北方相對要少一些。

廣東省英德市英紅鎮某村約 70 年老建築,作者拍攝
討論完古建築做成坡屋頂的客觀因素,我們可以清楚一件事情:如果建造仿古建築,使用現代物理性能優異的建築材料,我們可以不選擇坡屋頂。坡屋頂的三角空間利用率極低,且用材也多不經濟。
至於屋頂的美觀、等級、中國性等方面,我會在後面另起文章討論,因為這些不像風雨雪可以清晰明瞭的講清。
我可以猜到,留言區一定會有人告訴我屋頂等級、沒了屋頂就沒有中國味等等諸如此類的話,不要急,我會試著給出我自己的回答。
















