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人类早期的建造材料大多直接取之于自然，经过简单地加工后用于建筑。

在人造黏土瓦出现前，欧洲传统的屋面常采用天然板岩（slate）、耐腐蚀的木板（shingle）。这种没有交接启口的材料如何尽可能地屏蔽雨水侵入就自然形成了平板瓦的构造。


英国某修缮中的古建筑石板瓦屋面

除了坡屋面外，这种适用于屋面的平板瓦屋面当然也适用于垂直的墙面。

天然板岩取材于自然山体，板岩是一种变质岩，沿纹理方向很容易剥成薄片。板岩的颜色根据其所含有的成分不同而变化。用于屋面瓦的板岩常被加工成3.5-10mm厚，根据不同的材质及设计要求选用。


©James St. John    CC BY 2.0
自然界中的板岩山体


欧洲古建筑中常见的石板瓦（板岩）屋面


©André Zehetbauer    CC BY-SA 2.0
欧洲古建筑中常见的石板瓦（板岩）屋面


©txmx 2    CC BY-NC-ND 2.0
欧洲古建筑中常见的石板瓦（板岩）墙面

木板瓦屋面取材于耐腐蚀性能较好的木材，如西部红柏。即使如此，经过自然的洗礼后这些木板变为深灰色，翘曲变形，也更容易滋生霉菌、苔藓等。某些建筑涂饰上现代的油漆以增强其耐候性能。


©Alwyn Ladell    CC BY-NC-ND 2.0




欧美古建筑中常见的木板瓦屋面


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赫尔佐格和德梅隆（Herzog & de Meuron）设计的瑞士Saint Benedict教堂木板瓦外墙在自然中的变化


涂饰上赭色油漆的木板瓦屋面

经过长时间的发展，基于平板瓦构造的基本原理，不同的国家、不同的地区形成了自己相对惯用的形式。




©dotpolka
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©Elizabeth Buie
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©Don Shall
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©Don Shall
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©Don Shall
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各种形式的平板瓦屋面（外墙）




各种不同形式的平板瓦屋面（墙面）构造示意图（暗钉固定）

不同形状片材的组合、不同色彩的片材组合可以形成多种多样的形式。


©Don Shall    CC BY-NC-ND 2.0


多形式组合的屋面（外墙）形式示意图

除了常规的暗钉固定形式，明卡勾固定的模式增加了可视的细节，形成了更为丰富的独特形式。


明卡勾固定模式的平板瓦屋面（墙面）示意图


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明卡勾固定模式的平板瓦墙面、屋面的特殊肌理

由于平板瓦缺乏互相咬合的启口缝，因此平板瓦屋面构造的基本原理就是通过叠合达到排除雨水的作用。大部分的平板瓦屋面水平方向直接对接，依靠上下三层重叠部位屏蔽雨水，重叠部分根据坡度常50-100mm。

少量平板瓦屋面采用水平方向、垂直方向双向重叠的做法来屏蔽雨水，这种构造方式相对节约板材用量。

对于防水压力较小的建筑墙面来说，采用传统的屋面构造形式防水更为保险。当然，也可以根据开放式幕墙的原理采用上下叠合，水平向开放缝的构造，这时候平板瓦背后的龙骨就不能采用传统构造中的木龙骨（挂瓦条、顺水条）而应采用耐腐蚀性能好的铝合金龙骨（有防火要求的建筑也可以以铝合金龙骨替代传统木龙骨）。


上下叠合，水平向开放缝的平板瓦墙面构造示意图


竖向剖面——传统石板瓦墙面（三层叠合）与竖缝开放式的墙面（二层叠合）对比

时至今日，这种平板瓦屋面还在许多追求风格统一的历史街区出现。由于许多人喜欢其自然的质感、特殊的肌理、近人的尺度，这种平板瓦形式的屋面、墙面在现代建筑中同样拥有一席之地。


©Fredrik Linge    CC BY-SA 2.0


©Fredrik Linge    CC BY-SA 2.0


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杭州良渚文化村项目中的美丽洲堂（教堂）
建筑师：津岛晓生

除了采用传统的构造形式，也有一些现代建筑完全采用幕墙化的构造方式来达到传统瓦屋面的效果。




北京中央美术学院美术馆
建筑师：矶崎新
虽然看似青石板瓦，但由于石板较厚且体型复杂，构造已然不同于传统的平板瓦屋面。

传统天然材料平板瓦的构造原理及形式、肌理同样可以采用更多的现代“人造”材料达到——纤维水泥板、陶瓷板等均可。许多厂商例如埃特尼特（ETERNIT）就专门开发出一定规格的、仿石板瓦构造形式的纤维水泥板以适应建筑师的设计需求。他们的产品经常出现在许多欧洲国家的现代建筑中，以下为其中一些典型案列。






©ETERNIT  建筑师：COMODO建筑师事务所
WESPELAAR远足路的仓库




©ETERNIT  建筑师：Ector Hoogstad建筑师事务所
荷兰Dordrecht的Montessori儿童中心


©ETERNIT  建筑师：Hugo Bauwens
比利时SAINT-SYMPHORIEN某住宅




©ETERNIT    建筑师：Ellen Leijskens (TD-KU 鲁汶)
比利时鲁汶的土壤服务大楼


©ETERNIT  建筑师：Luc Moulin & Ass
比利时 Anvaing某学校

所以，从传统的技术原理及形式出发，结合现代的材料及构造技术，建筑师同样可以获得更多的可行的解决方案。