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          中國古建築的設計——夏天爲什麼那麼涼快?
          發布時間:2020-07-27
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              炎炎夏日,最令人上癮的,莫過於滿屋的涼氣。無論在家裏、辦公室,還是商場裏,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,“讓洞於民,避暑納涼”,供人們在裏面讀書、上網。有經驗的老人,會提起窯洞,說着從前住在窯洞裏的種種優點、洞裏如何“冬暖夏涼”。




            常去旅行的人,則對古建築的妙處深有體會。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。




            暢快之餘,也會有疑問:同樣是建築,爲什麼那些古老的建築,似乎比現代建築更加宜居?爲什麼它們能在如此高溫的天氣裏,充當着“天然空調房”?我們的祖先,又在哪些意想不到的地方,安放了令人嘆爲觀止的智慧?








            古建築如何這般涼快?




            中國的古建築,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,在空中伸展出濃鬱的古典風範。




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




            中國大部分地區位於北溫帶,四季陽光照射角度會有所變化。以北京地區爲例,夏季的正午太陽高度約爲76度,冬季約爲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,陽光可以照進建築內部;到了正午時分,太陽幾乎位於正上方,就只能照射到檐柱外側,熱量也被隔離在建築外部,室內保持了涼爽。




            如果是在冬天,隨着太陽升起,建築內部逐漸接受光照,到了正午時分,陽光正好射入室內最內側牆位置,使得屋內暖意洋洋。




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




            坡屋頂的形式,使得古建築的頂部出現了一個架空層,太陽光的熱量,必須經由兩次緩衝與降溫: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,保證了古建築的冬暖夏涼。




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








            泥背材質本身不利於導熱,再加上厚度可達30釐米,猶如給古建築穿上了厚厚的防護服,使外界的溫度變化很難影響到建築內部。




            優秀的建築,如同優秀的人,是內外兼修的。對居住者的體貼,既在於一道道華麗的飛檐、一層層精致的梁架,也在於一堵堵敦厚而不起眼的牆。




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




            古建工程會在牆內採取“填餡”做法:牆的兩側爲整磚砌築,中間用碎磚、碎石填充,並留有一些空隙,不僅節省了材料,還有利於阻隔外部熱量傳遞。




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




            紫禁城,是中國現存最大的古建築羣。明清皇帝在這裏執政、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。




            皇宮的布局大多是坐北朝南。《易經》上說,“聖人南面而聽天下,向明而治”,意思是聖明的先王坐北朝南,面向光明的陽光而治理國家。




            紫禁城的宮殿,秉承着傳統的朝向,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。




            這種做法,很符合中國的地理和氣候特點。夏季,高氣壓中心位於東南太平洋,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,故宮對建築的設計最爲適宜:面朝南側、開設窗戶有利於夏季通風,北側封閉則有利於冬季御寒。




            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,沿着西側城牆內側向南流動,再向東貫穿城南的太和門廣場,最後從東南角流出。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,有利於產生避暑的效果。




            從氣流組織角度來看,由於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。由於建築側面的擋風面積較小,所以整個城內氣流組織都較爲順暢,在夏天也非常涼爽。




            民間的建築,形式不會像紫禁城那麼宏大考究,但是體現出的智慧並不遜色,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。




            在雲南邊疆,高溫多雨,全年平均氣溫在18~22℃,平均溼度達83%。在這個悶熱的環境裏,防熱與隔溼,都顯得相當重要。




            傣族竹樓採取了一系列符合生態原則的措施。竹樓由竹子搭蓋而成,外牆是輕薄的竹板,利於通風和對外降溫;屋頂採用較厚的茅草,隔離太陽的強輻射。竹樓的屋頂非常大,佔了整個建築體型的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,是南方傳統建築常見的防潮措施,可以保證居住層的幹燥。架空樓板,也可以讓空氣自由通過,起到散熱降溫的作用。








            南方是溼熱,北方則是幹熱。




            在北方的黃土高原,分布着窯洞式民居。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徵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,用來制作牆體,窯洞的腿子、窯頂和部分家用設施。這一厚重、封閉的建築形態,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裏。




            看過傳統建築之後,我們很容易發現身邊建築的問題:




            有的,室內無法自然通風,建築像被套上了塑料袋,無法自由呼吸,只能靠空調移走多餘的熱量。




            有的,以大面積的玻璃幕牆作爲建築外立面材料,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。我們在城市裏追求更大的使用面積、更好的採光效果,以及更酷炫的外觀,又有大量的制冷設備可以選擇,似乎傳統建築在隔熱方面取得的經驗,就成了可有可無的東西。




            相比於單層或低層結構的古建築,現代建築由於容積率較高、建築層高受限等因素,自然通風的作用一定會受到影響。




            那麼,對於現代建築而言,傳統建築的經驗仍然適用嗎?




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




            一些新建築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。未來的生態建築,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”;而今的建築,重新開始考慮氣候,卻反過來成爲了一種補救和關懷。當人類的本領越來越大,卻不得不回歸一些本真的東西。或許,這才是更值得我們深思的問題。


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