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    古建筑因何這般涼快?

    返回列表 來源: 發布日期: 2020.07.23

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    炎炎夏日,最令人上癮的,莫過于滿屋的涼氣。無論在家里、辦公室,還是商場里,空調、風扇,簡直一刻都不能停。


    面對高溫天氣,一些城市別出心裁,開放防空洞,“讓洞于民,避暑納涼”,供人們在里面讀書、上網。有經驗的老人,會提起窯洞,說著從前住在窯洞里的種種優點、洞里如何“冬暖夏涼”。


    常去旅行的人,則對古建筑的妙處深有體會。無論宮閣殿宇,還是老宅民居,一腳踏進去,仿佛瞬間就能將燥熱甩出身體,進入另一番清幽涼快的世界,令人神清氣爽、心明眼亮。


    暢快之余,也會有疑問:同樣是建筑,為什么那些古老的建筑,似乎比現代建筑更加宜居?為什么它們能在如此高溫的天氣里,充當著“天然空調房”?我們的祖先,又在哪些意想不到的地方,安放了令人嘆為觀止的智慧?


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    中國的古建筑,屋檐是一大特色。層層疊疊的飛檐,營造出壯觀的氣勢、飛揚的美感,美不勝收。尤其在宮殿屋頂轉角處,四角翹伸,如鳳鳥展翅,既雍容富麗,又輕盈飄逸,在空中伸展出濃郁的古典風范。


    挑檐,不僅令建筑造型美觀,在功能上也照顧周到:夏天,它有利于避免陽光在正午照入室內;冬天,正午陽光又恰能照入建筑的最深處。


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    中國大部分地區位于北溫帶,四季陽光照射角度會有所變化。以北京地區為例,夏季的正午太陽高度約為76度,冬季約為27度。


    通過把屋檐向外挑出一定尺寸,可以調節陽光的照射效果:夏天早上溫度較低時,陽光可以照進建筑內部;到了正午時分,太陽幾乎位于正上方,就只能照射到檐柱外側,熱量也被隔離在建筑外部,室內保持了涼爽。


    如果是在冬天,隨著太陽升起,建筑內部逐漸接受光照,到了正午時分,陽光正好射入室內最內側墻位置,使得屋內暖意洋洋。



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    圖片 | 李乾朗


    中國古建筑有獨特的梁架結構。高級建筑常用抬梁式,通過在立柱上架梁,層層上抬,形成坡屋頂。多層的木構件,比起現代建筑的鋼筋混凝土墻面,隔熱性能要好得多。


    坡屋頂的形式,使得古建筑的頂部出現了一個架空層,太陽光的熱量,必須經由兩次緩沖與降溫:先通過屋頂泥背層進入屋頂內,再經過天花板之上架空層的過渡,才能繼續往下,傳向地面。


    在冬天,架空層的存在,也使得室外的寒冷不能直接傳入室內,保證了古建筑的冬暖夏涼。


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    此外,在紫禁城古建筑屋頂的木板基層上,還會分層鋪墁各種泥背,如護板灰、青灰、麻刀泥等等。


    泥背材質本身不利于導熱,再加上厚度可達30厘米,猶如給古建筑穿上了厚厚的防護服,使外界的溫度變化很難影響到建筑內部。


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    優秀的建筑,如同優秀的人,是內外兼修的。對居住者的體貼,既在于一道道華麗的飛檐、一層層精致的梁架,也在于一堵堵敦厚而不起眼的墻。


    古建筑的墻體通常很厚。紫禁城太和殿的墻體厚達1.45米,不僅可以穩固木構件,也增加了外界熱量傳遞到建筑內部的距離,具有保溫隔熱的性能。


    古建工程會在墻內采取“填餡”做法:墻的兩側為整磚砌筑,中間用碎磚、碎石填充,并留有一些空隙,不僅節省了材料,還有利于阻隔外部熱量傳遞。


    既低耗,又高效;既綠色環保,又講究實用,中國的古建筑,處處彰顯著工匠精益求精的智慧。


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    紫禁城,是中國現存最大的古建筑群。明清皇帝在這里執政、生活,工匠們既要成全皇家威嚴的儀態,又要保證在夏日舒服愜意地納涼,大局觀和小心思,缺一不可。

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    皇宮的布局大多是坐北朝南?!兑捉洝飞险f,“圣人南面而聽天下,向明而治”,意思是圣明的先王坐北朝南,面向光明的陽光而治理國家。


    紫禁城的宮殿,秉承著傳統的朝向,且在南側大量開設門窗。太和殿南立面有11個開間,每個開間均設有隔扇門或窗。


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    這種做法,很符合中國的地理和氣候特點。夏季,高氣壓中心位于東南太平洋,來自南方致雨的季風,使得溫度上升、暑氣逼人;到了冬天,高氣壓轉到亞洲大陸西北,有長達數月的偏北寒風。


    在這種地理條件下,故宮對建筑的設計最為適宜:面朝南側、開設窗戶有利于夏季通風,北側封閉則有利于冬季御寒。


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    除了“坐北朝南”,紫禁城還有一個布局特點是“背山面水”。山,是紫禁城北面的景山;水,是城南的內金水河。


    內金水河其實是從紫禁城西北角進入的,沿著西側城墻內側向南流動,再向東貫穿城南的太和門廣場,最后從東南角流出。內金水河補充了紫禁城內的水汽,在夏天也可以調節局部的小氣候,有利于產生避暑的效果。


    從氣流組織角度來看,由于紫禁城北部有景山遮擋,因而與山垂直的氣流不會很順暢,而與山平行的氣流則暢通無比。由于建筑側面的擋風面積較小,所以整個城內氣流組織都較為順暢,在夏天也非常涼爽。


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    民間的建筑,形式不會像紫禁城那么宏大考究,但是體現出的智慧并不遜色,而且更加多樣。在不同的地方,人們因地制宜,就地取材,對付炎熱的方法也各有特色。


    在云南邊疆,高溫多雨,全年平均氣溫在18~22℃,平均濕度達83%。在這個悶熱的環境里,防熱與隔濕,都顯得相當重要。


    傣族竹樓采取了一系列符合生態原則的措施。竹樓由竹子搭蓋而成,外墻是輕薄的竹板,利于通風和對外降溫;屋頂采用較厚的茅草,隔離太陽的強輻射。竹樓的屋頂非常大,占了整個建筑體型的1/2,屋檐出挑深遠,有非常好的遮陽、排水效果。


    竹樓的底層是架空的,是南方傳統建筑常見的防潮措施,可以保證居住層的干燥。架空樓板,也可以讓空氣自由通過,起到散熱降溫的作用。



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    南方是濕熱,北方則是干熱。


    在北方的黃土高原,分布著窯洞式民居。黃土高原有典型季風性氣候,降雨量很少,日照非常充足。窯洞就是在黃土高原特有的地貌特征和氣候條件下孕育出來的。


    黃土,是黃土高原得天獨厚的資源。人們用黃土制成土坯,用來制作墻體,窯洞的腿子、窯頂和部分家用設施。這一厚重、封閉的建筑形態,兼具隔熱能力和蓄熱能力,在晝夜溫差大的黃土高原,優勢尤其顯得明顯。


    窯洞,成了黃土高原上人們世世代代安居樂業的地方,至今仍有將近4000萬人居住在各種形式的窯洞里。


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    看過傳統建筑之后,我們很容易發現身邊建筑的問題:


    有的,室內無法自然通風,建筑像被套上了塑料袋,無法自由呼吸,只能靠空調移走多余的熱量。


    有的,以大面積的玻璃幕墻作為建筑外立面材料,陽光可以不受遮擋地直射進室內,一到中午,溫度飆升。


    有得必有失。我們在城市里追求更大的使用面積、更好的采光效果,以及更酷炫的外觀,又有大量的制冷設備可以選擇,似乎傳統建筑在隔熱方面取得的經驗,就成了可有可無的東西。


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    相比于單層或低層結構的古建筑,現代建筑由于容積率較高、建筑層高受限等因素,自然通風的作用一定會受到影響。


    那么,對于現代建筑而言,傳統建筑的經驗仍然適用嗎?


    人需要呼吸,建筑也是。時下,綠色生態、低碳節能的理念愈發被人們重視,古建筑中那些合理的、具有生命力的東西,似乎仍可以為我們提供一些靈感的源泉。


    一些新建筑開始注重選取高技術隔熱材料,在對太陽能利用、通風系統、保溫方式等方面,也做了很多嘗試。未來的生態建筑,或許可以利用不用暖氣和空調,也能提供舒適的現代化生活環境。


    人,是生態的一部分。傳統的房屋,是人們躲避風吹日曬的地方,是惡劣氣候的“衰減器”;而今的建筑,重新開始考慮氣候,卻反過來成為了一種補救和關懷。當人類的本領越來越大,卻不得不回歸一些本真的東西?;蛟S,這才是更值得我們深思的問題。


    編輯丨丘畔

    -參考資料-

    《紫禁城古建筑的避暑方法》周乾

    《給建筑降溫的方式》劉加平


    文章來源:誰最中國















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