坡屋顶在住宅建筑中的设计应用

坡屋顶在住宅建筑中的设计应用

石林

广州市弘基市政建筑设计院有限公司511400

摘要：本文从住宅坡屋顶的屋面坡度设计、住宅坡屋顶设计中主体构成要素、坡屋顶在住宅建筑中的设计应用原则、坡屋顶在住宅建筑设计应用中的承重结构处理等方面来对坡屋顶在住宅建筑中的设计应用进行分析。

关键词：坡屋顶；住宅建筑；设计

一、住宅坡屋顶的屋面坡度设计

住宅坡屋顶坡面坡度是影响住宅坡屋顶形态的重要因素，它的设计既要满足住宅的日照间距标准，又要符合当地的地理、气候、文化等多方面的要求，因此，在住宅坡屋顶的设计要素中，适宜的住宅坡屋顶屋面坡度设计非常重要。

（1）住宅坡屋顶倾斜角度的三个原则

住宅坡屋顶倾斜角度的设计有三个原则。首先，满足造型需要。在设计屋面坡度时，应考虑建筑高度（按规划要求确定），室内最小净高及美学比例（如黄金比）等因素，一般不宜小于15°且不宜大于85°，在20°~45°范围较为理想。其次，符合《民用建筑设计通则》中根据屋面材料的类别不同而规定的从2%到50%的不同的排水坡度要求。相同条件下，屋面坡度越大，屋脊越高，屋面排水越顺畅，屋顶面积越大，室内空间利用率越高，但施工难度加大，造价相应也越高；相反，坡度越小，屋顶面积越小，排水越缓。第三，为达到规划和设计中节省土地的目的，住宅坡屋顶倾角的最佳角度的设计。应根据各地规划局住宅日照挡光间距要求，具体计算最佳倾角。

（2）坡屋顶跃层设计

对于坡屋顶跃层设计当前的做法一般有两种。第一种是顶层屋面零标高起坡。这种形式虽然开设部分老虎窗以改善阁楼的采光通风性能，但是整个阁楼还是一个“锅盖”顶，通风采光不甚理想，尤其是在长江中下游流域，夏季潮湿闷热，热工性能不理想。第二种是相应提高纵墙高度，并采取适当的退台设计。此种方式既能造成墙面上丰富的光影变化，为建筑增添层次和动感，又能增加建筑使用面积，改善通风采光效果。对长江中下游流域，这种形式是个不错的选择。但是在进行设计时，必须注意保证当地建筑日照间距。

（3）建筑地域性对于屋面坡度的影响

不同地区的屋面坡度是有差别的，这种差别很大程度上是地理状况差别的反映。从用材角度讲，大量性建筑所用材料都是当地盛产的建材。即使同样是坡屋顶，不同地区表现形式也不一样，如多雨多雪地区坡度较大，出檐深远，以利排水排雪；少雨雪地区则无此需要，屋顶多平缓，坡度较小；寒冷地区屋顶厚实，封闭，以利保温；温热地区屋顶轻巧通透，以通风散热；风沙大的地区屋顶坡度平缓，出檐短小、厚重，以免被风掀起；人烟稀少地区用地宽裕，屋顶坡度齐整，舒展、大方。人口稠密地区用地紧张，屋顶也随之紧凑、小巧、活泼。

二、住宅坡屋顶设计中主体构成要素

住宅坡屋顶的主体由屋面、屋面与屋面交接处的屋脊和屋面与墙体交接的屋檐构成。

（1）屋面

屋面又称屋盖，其形式对坡屋顶形态影响至关重要，此外，屋面还是下部使用空间的围护界面，屋顶的防风挡雨、保温隔热等功能主要是由它来完成。住宅坡屋顶的形式可谓多种多样，但总体上来说，是由直坡屋面和曲面屋面两种组合而成。

（2）屋檐

屋檐指屋面与外墙墙身的交接的部位，其功能作用是方便排出屋面上的雨水和保护墙身在建筑立面造型上，起约束屋面和收尾作用，对屋顶轮廓的形成十分重要。坡屋顶屋檐与支撑结构的交接形式，可以分为出挑和不出挑两种情况。出挑时，屋檐可在墙面上产生丰富的阴影效果，增加了建筑的纵深和空间感，而且光影还具有随时间变化的特点，颇具运动感。不出挑时，一种情况是通过女儿墙上翻来实现。

（3）屋脊

屋面与屋面相交形成了屋脊，屋脊在屋面与屋面相交之处，处理不好很容易漏水，需抹饰严密。我国传统民居不仅注意到达一点，把屋脊做得高耸起到结构上的压重作用，还往往将其处理成为屋顶一道重要的装饰。脊饰上的各种碎瓦片、碎瓷片的组合、镶嵌往往无一雷同，自由地发挥了形式构成上无穷的创造潜力，凝聚了无数巧思。

三、坡屋顶在住宅建筑中的设计应用原则

（1）统一性原则

从建筑本体的角度来看，住宅建筑是人类的供栖居场所，成功的住宅屋顶设计应在整体上反映出它的使用功能与性格，并在细部表达出其作用、功能与意义。坡屋顶在当今住宅设计应用时，决不能流于形式，那种只考虑造型忽略功能影响人们的正常使用的坡屋顶设计做法都是本末倒置，阻碍坡屋顶在住宅建筑中的推广与应用。坡屋顶设计应用应建立在对各种影响的因素给予充分考虑下，妥善处理形式与内容关系，在满足遮风、避雨、防寒、采光、通风等基本功能需求的前提下寻求立面的形式美。根据当时、当地的条件和要求，考虑建筑物与周围自然地理环境的关系，并根据建筑在那个特定环境中的位置对住宅建筑的布局、体量、体型，对屋顶形式做出相应的调整，以便建筑与所在地周围自然景观的融合而进行的综合设计。相信这样才能让坡屋顶这种传统古老形式为人们所真正喜爱与接受。局部与整体的统一性是人类通过与自然界长期的抗争中总结出来的处世策略。它渗透到人类社会生活的各个方面。当然在建筑领域也不例外。坡屋顶的设计不能与其母体-建筑整体的设计脱离开来，需要进行整体的，全面的统筹、设计。此外，建筑的局部和整体还具有一定的相对性，这在屋顶与建筑的关系中表现的由为明显。屋顶相对于整个住宅建筑单体而言是其中的一部分，而一幢住宅建筑相对于整个环境，又变成了部分。

（2）以人为本原则

随着我国经济的高速发展，人们的居住意识已经从传统“居者有其屋”，逐渐升华到保障居住者生理、心理和社会等多层次健康需求，营造出舒适、安全、健康的“居者优其屋”。

坡屋顶在住宅建筑上的设计应用，也不能再是对传统或国外的某些形式进行很简单的重复、组合，而必须是本着“以人为本”为原则，运用现代建筑技术方法对其内外部空间营造进行深层次探索，使之不仅能满足人们当前的生活，也为人们未来的生活拓展了更为广阔的发展空间，创造积极的立体化生活方式，成为适合人们居住和使用的真正空间的综合体。

（3）生态化原则

面对全球人口膨胀、环境恶化、资源日益枯竭，人类的生存与发展正受到严重的威胁。据统计，人类从自然界中所获得的50%以上的物质原料用来建造满足人们生产、生活的各种类型的建筑及其附属设施。这些建筑又消耗了人类从自然界所获得能源的40%。据日本学者研究，与建筑业有关的环境污染占环境总体污染的34%，包括空气污染、光污染、电磁污染等。这些研究结果说明，作为现代社会支柱产业的建筑业是污染环境与耗能“大户”，对自然生态平衡起着较大的破坏作用。面对上述情况，坡屋顶这一古老住宅屋顶形式要在住宅建筑中继续焕发青春，就必须以生态化为原则。

四、坡屋顶在住宅建筑设计应用中的承重结构处理

住宅坡屋顶的承重结构主要有有擦屋顶结构和无擦屋顶结构。有凛屋顶结构又分为屋架支撑擦条木屋架、钢屋架、钢木屋架、隔墙山墙支撑擦条和结构梁架支撑擦条三种。其中隔墙山墙承重节约了大量的木材和钢材、结构简单牢固，施工方便，防火隔声性能好，是一种较经济合理的屋顶结构。无擦屋顶结构有预制钢筋混凝土屋面板或加气钢筋混凝土屋面板与现浇钢筋混凝土屋面两大类。预制钢筋混凝土坡屋顶具有安装快速，湿作业少等优点，但安装时要注意板与板之间的缝接缝处理，避免出现防水薄弱点，为预制钢筋混凝土坡屋顶现浇钢筋混凝土坡屋顶具有整体性、成型性好，坡度变化、斜面处理灵活、造型形式自由等特点，但存在湿作业多，施工时间长，支模工艺复杂，混凝土浇捣不易等问题，为曲面现浇钢筋混凝土坡屋顶。在具体的工程中屋顶的结构形式要根据具体项目屋顶的复杂、难易、施工工期、经济水平等具体情况来选择。

总结语

坡屋顶从设计到建成的实现度，受施工技术上很大影响。如当代的混凝土现浇施工或预制的施工技术，前者在不同支模方法的运用下，会实现“预制结构无限的适应性”，具有丰富的艺术表现潜力；而后者依靠强大的机械加工工艺，可以满足高标准的精度要求。

参考文献：

[1]方于升等.现代建筑屋项、墙角设计精选[M].南京：江苏科学技术出版社，2002.

[2]柳孝图.建筑物理[M].北京：中国建筑工业出版社，2000.

[3]黄金奇.屋项花园设计与营造[M].北京：北京中国林业出版社，2001.