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主题:东方的屋顶,像飘荡的风帆 -- 天堂

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  • 家园 东方的屋顶,像飘荡的风帆

    很久很久以前,在西西河曾经看到一篇好文,题目似乎是:东方的屋顶,探讨为什么中国古代建筑的屋顶,为什么会采用下凹的斜面造型,而不是单纯的平面?引经据典,妙趣横生,从中国的国画直到雪梨歌剧院的屋顶,从西方降到东方,让我记忆深刻。当时我不揣浅陋乱猜了一下,没讲到点子上,慢慢就淡忘了。

    这几天忽然有点明白,为什么中国的屋顶会是下凹的斜面了,原因是屋瓦,越大的屋顶,所铺设的瓦片越多,如果屋顶是一个平直的斜面,则所有瓦片重量产生的向斜下方的推力,将全部叠加在屋顶的下边缘,即屋檐的位置,这是很危险的。如果把屋顶做成下凹的曲面,就能够切断这股推力的传导路线,瓦片产生的原本指向斜下方的推力,会指向下凹斜面的切线方向,而不是直指屋檐了。

    不会画图,但大概的意思就是这样。基本原理,就像被风吹起的风帆,通过凹陷的帆面,把风兜住一样,下凹的斜面,可以把瓦片自身向屋檐斜下方滑动的推力,兜在屋顶上。这是一种人造的柔性,仿佛是屋顶在瓦片的压力下自行凹陷了一样。这样的设计,对于面积越大的屋顶,好处越大,因为瓦片太多。而面积较小的屋顶,这样的设计就不怎么用得上了,因为瓦片少,压力小。

    西西河已经许久不曾宁静了,版面上硝烟弥漫地轰炸着家国天下的宏大话题,却好像大家都渐渐遗忘了淡泊悠闲的旧时光,不由得回想昨日,遂有了这一篇闲扯。

    通宝推:airman,喝咖啡就煎饼,史文恭,epimetheus,
    • 家园 恐怕要归咎于中国古时没有玻璃工业吧?

      因为不能生产平板玻璃,就没有既可以遮风挡雨,又可以采光的玻璃窗,屋檐必须伸出墙外较远。为了不过分遮挡纱窗的光线,屋檐就必须适当上抬。于是才会有飞檐斗拱。看起来好像“艺术”,实际上是没有办法中的办法。

      • 家园 工业革命以前玻璃远没有普及

        因为制玻璃需要纯碱碳酸钠,古时欧洲碳酸钠的来源是,有一种植物叫苏打,在盐碱地里生存,把苏打烧了以后的灰主要是碳酸钠,所以英文里碳酸钠又叫苏打灰,利用碳酸钠加酸产生二氧化碳的性质做成汽水,所以又叫苏打汽水,另外钠的英文Sodium,其实就是苏打金属的意思。

        说了这么多,要说的关键就是,植物烧成灰来制造碳酸钠的办法效率实在太低,所以玻璃造价低不了。中世纪时大家吃饭都有问题,所以苏打种植很少,玻璃仅限于教堂。文艺复兴后,出现了商业性的大规模苏打种植,加上平板玻璃技术的发展,玻璃这才在贵族建筑上普及。直到工业革命后,可以用化学方法制造碳酸钠,玻璃这才开始进入平民家庭。

        中世纪非教堂建筑的窗户用什么技术遮风挡雨呢。现在那些所谓“欧式风情”建筑的窗户两边,往往还会有两片木头,现在纯粹是用来装饰的,其实那个就是玻璃出现前,用来遮风挡雨的木门。

    • 家园 可能并无技术必然性,而是把房子当奢侈品,怎么费工怎么建?
    • 家园 讲不通,如果怕瓦滑下去制作瓦片时让两片瓦前后可以扣合即可

      这样这些瓦就象龙泉寺里的盲修生,扣成一串串趴在房顶.如果不怕麻烦再让左右拉手,就更安全了

    • 家园 最快下降路线

      搜Tautochrone curve或Brachistochrone curve

      • 家园 有一个问题:如果是等时曲线的话,理论上

        所有的雨水都会在同一时间抵达屋檐,这是否形容造成屋檐易损坏?

        • 家园 哈哈,怎么可能呢

          中国式弧面屋顶的剖面线条只是看起来有点像曲线或者说最速降线而已,实际上是由一条条短折线连接而成的,施工的时候不是按照最速降线的公式取值,而是每一排柱子比上一排降低若干分之一。(大概如此)

      • 家园 欧耶,最速降线

        长知识了。多谢指点。

    • 家园 是为了排水时让雨水少冲击墙面和墙基

      下凹的房顶可以让水流以更接近水平方向的速度飞出房檐, 尽量远离墙面和墙基, 从而保护建筑。

      • 家园 你的回答启发了我

        弧形下凹的屋顶,起坡度是从屋脊到屋檐不断变小的,到了屋檐出已经接近水平,这对提高安全性和减小施工难度是很有帮助的,而且,弧线天然比直线美观,这样弧形下凹的屋顶,看上去也的确更加漂亮气派。

        • 家园 还有一个说法

          曲线抬高了檐口位置,增加了日照时间,这个叫“反宇向阳”。最典型的就是檐角的起翘。

          总之,这个屋顶曲线,在出檐椽子上加上飞椽,则又兼有“吐水疾而溜远”和“反宇向阳”的功能。

    • 家园 有道理

      在京都和奈良还能看到很多仿唐代的建筑,屋顶都是直线的。

      可以想象,曲线的工程难度比直线肯定是高一个量级,说明我们的古代工匠的技术是在进步的。

      楼主能不能再进一步探究一下,从什么时代开始屋顶变成弧线的?顺便再探究一下,木梁是怎么做成弧线的。

      • 家园 清明上河图里的城门屋顶就是弧线的

        但是还没发展到翘起,说明宋代变弧,元明变翘

        点看全图

        外链图片需谨慎,可能会被源头改

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