在炎熱的夏天,最令人上癮的是房子里的涼爽。無論是在家里,辦公室,還是在購物中心,空調(diào),風(fēng)扇,都不能停止。
面對高溫天氣,一些城市別出心裁,開放防空洞,讓洞在人民身上,避暑降溫,讓人們在里面學(xué)習(xí)和上網(wǎng)。有經(jīng)驗的老人會提到洞穴,談?wù)勊麄円郧白≡诙囱ɡ锏膬?yōu)點,以及如何冬暖夏涼。
經(jīng)常旅行的人對古建筑的美有著深刻的理解。無論是宮殿還是老房子,一腳踏進去,仿佛你可以立即擺脫干熱,進入另一個安靜涼爽的世界,令人耳目一新。
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(xiàn)代建筑更加宜居?為什么它們能在如此高溫的天氣里,充當(dāng)著“天然空調(diào)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?
古建筑怎么會這么涼?
屋檐是中國古代建筑的一大特色。層層疊疊的屋檐營造出壯觀的氣勢和飛翔的美感。特別是在宮殿屋頂?shù)墓战翘?,四角翹起,像鳥兒展翅,優(yōu)雅、輕盈、優(yōu)雅,在空中展現(xiàn)出濃郁的古典風(fēng)格。
挑檐不僅使建筑造型美觀,而且功能周到:夏季有利于避免中午陽光進入房間;冬天,中午的陽光可以照射到建筑的最深處。
中國大部分地區(qū)位于北溫帶,四季陽光照射角度會有所變化。以北京地區(qū)為例,夏季的正午太陽高度約為76度,冬季約為27度。
通過挑出屋檐的一定尺寸,可以調(diào)節(jié)陽光的照射效果:當(dāng)夏季早晨溫度較低時,陽光可以照射到建筑物內(nèi)部;中午,太陽幾乎在正上方,只能照射到屋檐柱外,熱量也與建筑物外部隔離,室內(nèi)保持涼爽。
如果是在冬天,隨著太陽的升起,建筑逐漸接受光線,中午,陽光剛剛進入室內(nèi)最內(nèi)墻的位置,使房子溫暖。
中國古代建筑具有獨特的梁框架結(jié)構(gòu)。高級建筑通常采用提梁式,通過在柱上架梁,層層提升,形成坡屋頂。與現(xiàn)代建筑的鋼筋混凝土墻相比,多層木構(gòu)件具有更好的隔熱性能。
坡屋頂?shù)男问绞构沤ㄖ敳砍霈F(xiàn)架空層。太陽的熱量必須經(jīng)過兩次緩沖和冷卻:首先通過屋頂泥漿背面進入屋頂,然后通過天花板上架空層的過渡,然后繼續(xù)向下傳遞到地面。
冬季架空層的存在,也使室外寒冷不能直接進入室內(nèi),保證了古建筑冬暖夏涼。
此外,在紫禁城古建筑屋頂?shù)哪镜咨希€會分層鋪上各種泥背,如護板灰、青灰、麻刀泥等。
泥背材料本身不利于導(dǎo)熱,厚度可達(dá)30cm,就像在古建筑上穿厚厚的防護服,使外部溫度變化難以影響建筑內(nèi)部。
優(yōu)秀的建筑,就像優(yōu)秀的人,內(nèi)外兼修。對居民的體貼不僅在于華麗的飛檐、精致的梁架,還在于厚實而不起眼的墻壁。
古建筑的墻壁通常很厚。紫禁城太和殿的墻壁厚1.45米,既能穩(wěn)定木構(gòu)件,又能增加外界熱量傳遞到建筑內(nèi)部的距離,具有保溫性能。
古建筑工程將在墻上填充:墻的兩側(cè)為全磚砌筑,中間填充碎磚和碎石,留有一些間隙,不僅節(jié)省材料,而且有利于阻擋外部熱量的傳遞。
既低消耗又高效;既綠色又實用,中國古建筑處處彰顯著工匠精益求精的智慧。
紫禁城是中國最大的古建筑群。明清皇帝在這里統(tǒng)治和生活。工匠們不僅要實現(xiàn)皇室的威嚴(yán),還要確保夏天舒適涼爽。大局觀和小心思是必不可少的。
宮殿的布局主要是朝北朝南?!兑捉?jīng)》說,圣人聽天下,向明治,這意味著圣人的祖先朝南朝北,面對陽光治理國家。
紫禁城宮殿秉承傳統(tǒng)方向,南側(cè)大量開門窗。太和殿南立面有11個開間,每個開間都有門窗。
這種做法非常符合中國的地理和氣候特點。夏季,高壓中心位于東南太平洋,來自南方的季風(fēng),使溫度升高,夏季強烈;冬季,高壓轉(zhuǎn)移到亞洲大陸西北部,北部寒風(fēng)持續(xù)數(shù)月。
在這種地理條件下,紫禁城最適合建筑設(shè)計:面朝南,開窗有利于夏季通風(fēng),北側(cè)封閉有利于冬季御寒。
紫禁城除了坐北朝南外,還具有背山面水的布局特點。山是紫禁城北面的景山;水是城南的內(nèi)金水河。
內(nèi)金水河實際上是從紫禁城的西北角進入的,沿著西墻的內(nèi)側(cè)向南流動,然后向東穿過太和門廣場,最后從東南角流出。內(nèi)金水河補充了紫禁城的水蒸氣,夏季也可以調(diào)節(jié)局部小氣候,有利于避暑。
從氣流組織的角度來看,由于紫禁城北部有景山,垂直于山的氣流不是很平穩(wěn),而平行于山的氣流非常平穩(wěn)。由于建筑側(cè)擋風(fēng)玻璃面積小,整個城市的氣流組織相對平穩(wěn),夏季也很涼爽。
民間建筑的形式不會像紫禁城那樣宏大精致,但所反映的智慧并不遜色,而且更加多樣化。在不同的地方,人們根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r采取措施,當(dāng)?shù)夭牧希幚頍岱椒ㄒ灿凶约旱奶攸c。
云南邊疆高溫多雨,年平均氣溫18~22℃,平均濕度為83%。防熱隔濕在這種悶熱的環(huán)境中非常重要。
傣族竹樓采取了一系列符合生態(tài)原則的措施。竹樓由竹子建造,外墻為輕竹板,有利于通風(fēng)和外部冷卻;屋頂采用厚茅草,隔離強烈的陽光輻射。竹屋頂很大,占整個建筑體型的1/2。屋檐很深,遮陽排水效果很好。
竹樓底層架空,是南方傳統(tǒng)建筑常見的防潮措施,可保證居住樓層干燥。架空地板還可以讓空氣自由通過,起到散熱降溫的作用。
南方濕熱,北方干熱。
北方的黃土高原上有洞穴式住宅。黃土高原有典型的季風(fēng)氣候,降雨量少,陽光充足。洞穴是在黃土高原獨特的地貌特征和氣候條件下培育出來的。
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(shè)施。這一厚重、封閉的建筑形態(tài),兼具隔熱能力和蓄熱能力,在晝夜溫差大的黃土高原,優(yōu)勢尤其顯得明顯。
洞穴已成為黃土高原上人們世代安居樂業(yè)的地方,至今仍有近4000萬人居住在各種形式的洞穴中。
看完傳統(tǒng)建筑,很容易發(fā)現(xiàn)周圍建筑的問題:
有的,室內(nèi)不能自然通風(fēng),建筑就像被子上的塑料袋,不能自由呼吸,只能靠空調(diào)去除多余的熱量。
有的,以大面積玻璃幕墻為建筑立面材料,陽光可以直接進入房間,直到中午,溫度飆升。
有得有失。我們在城市里追求更大的使用面積、更好的照明效果和更酷的外觀,有很多制冷設(shè)備可供選擇。似乎傳統(tǒng)建筑在隔熱方面的經(jīng)驗已經(jīng)成為可有可無的東西。
相比于單層或低層結(jié)構(gòu)的古建筑,現(xiàn)代建筑由于容積率較高、建筑層高受限等因素,自然通風(fēng)的作用一定會受到影響。
那么,傳統(tǒng)建筑的經(jīng)驗還適用于現(xiàn)代建筑嗎?
人們需要呼吸,建筑也需要呼吸。如今,綠色生態(tài)、低碳節(jié)能的概念越來越受到重視。古建筑中合理而充滿活力的東西似乎仍然可以為我們提供一些靈感。
一些新建筑開始關(guān)注高科技保溫材料的選擇,并在太陽能利用、通風(fēng)系統(tǒng)、保溫方法等方面做了很多嘗試。未來的生態(tài)建筑也可以提供舒適的現(xiàn)代生活環(huán)境,無需加熱和空調(diào)。
人是生態(tài)系統(tǒng)的一部分。傳統(tǒng)的房屋是人們避免風(fēng)吹日曬的地方,是惡劣天氣的衰減器;今天的建筑重新開始考慮氣候,反過來又成為一種補救和關(guān)懷。當(dāng)人類的能力越來越大時,他們必須回到一些真實的東西。也許,這是一個更值得思考的問題。