现代建筑|古建筑因何这般凉快


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炎炎夏日 , 最令人上瘾的 , 莫过于满屋的凉气 。无论在家里、办公室 , 还是商场里 , 空调、风扇 , 简直一刻都不能停 。
面对高温天气 , 一些城市别出心裁 , 开放防空洞 , “让洞于民 , 避暑纳凉” , 供人们在里面读书、上网 。有经验的老人 , 会提起窑洞 , 说着从前住在窑洞里的种种优点、洞里如何“冬暖夏凉” 。
常去旅行的人 , 则对古建筑的妙处深有体会 。无论宫阁殿宇 , 还是老宅民居 , 一脚踏进去 , 仿佛瞬间就能将燥热甩出身体 , 进入另一番清幽凉快的世界 , 令人神清气爽、心明眼亮 。
畅快之余 , 也会有疑问:同样是建筑 , 为什么那些古老的建筑 , 似乎比现代建筑更加宜居?为什么它们能在如此高温的天气里 , 充当着“天然空调房”?我们的祖先 , 又在哪些意想不到的地方 , 安放了令人叹为观止的智慧?

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中国的古建筑 , 屋檐是一大特色 。层层叠叠的飞檐 , 营造出壮观的气势、飞扬的美感 , 美不胜收 。尤其在宫殿屋顶转角处 , 四角翘伸 , 如凤鸟展翅 , 既雍容富丽 , 又轻盈飘逸 , 在空中伸展出浓郁的古典风范 。
挑檐 , 不仅令建筑造型美观 , 在功能上也照顾周到:夏天 , 它有利于避免阳光在正午照入室内;冬天 , 正午阳光又恰能照入建筑的最深处 。

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中国大部分地区位于北温带 , 四季阳光照射角度会有所变化 。以北京地区为例 , 夏季的正午太阳高度约为76度 , 冬季约为27度 。
通过把屋檐向外挑出一定尺寸 , 可以调节阳光的照射效果:夏天早上温度较低时 , 阳光可以照进建筑内部;到了正午时分 , 太阳几乎位于正上方 , 就只能照射到檐柱外侧 , 热量也被隔离在建筑外部 , 室内保持了凉爽 。
如果是在冬天 , 随着太阳升起 , 建筑内部逐渐接受光照 , 到了正午时分 , 阳光正好射入室内最内侧墙位置 , 使得屋内暖意洋洋 。

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图片 | 李乾朗
中国古建筑有独特的梁架结构 。高级建筑常用抬梁式 , 通过在立柱上架梁 , 层层上抬 , 形成坡屋顶 。多层的木构件 , 比起现代建筑的钢筋混凝土墙面 , 隔热性能要好得多 。
坡屋顶的形式 , 使得古建筑的顶部出现了一个架空层 , 太阳光的热量 , 必须经由两次缓冲与降温:先通过屋顶泥背层进入屋顶内 , 再经过天花板之上架空层的过渡 , 才能继续往下 , 传向地面 。
在冬天 , 架空层的存在 , 也使得室外的寒冷不能直接传入室内 , 保证了古建筑的冬暖夏凉 。

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此外 , 在紫禁城古建筑屋顶的木板基层上 , 还会分层铺墁各种泥背 , 如护板灰、青灰、麻刀泥等等 。
泥背材质本身不利于导热 , 再加上厚度可达30厘米 , 犹如给古建筑穿上了厚厚的防护服 , 使外界的温度变化很难影响到建筑内部 。

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优秀的建筑 , 如同优秀的人 , 是内外兼修的 。对居住者的体贴 , 既在于一道道华丽的飞檐、一层层精致的梁架 , 也在于一堵堵敦厚而不起眼的墙 。
古建筑的墙体通常很厚 。紫禁城太和殿的墙体厚达1.45米 , 不仅可以稳固木构件 , 也增加了外界热量传递到建筑内部的距离 , 具有保温隔热的性能 。
古建工程会在墙内采取“填馅”做法:墙的两侧为整砖砌筑 , 中间用碎砖、碎石填充 , 并留有一些空隙 , 不仅节省了材料 , 还有利于阻隔外部热量传递 。
既低耗 , 又高效;既绿色环保 , 又讲究实用 , 中国的古建筑 , 处处彰显着工匠精益求精的智慧 。

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紫禁城 , 是中国现存最大的古建筑群 。明清皇帝在这里执政、生活 , 工匠们既要成全皇家威严的仪态 , 又要保证在夏日舒服惬意地纳凉 , 大局观和小心思 , 缺一不可 。

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皇宫的布局大多是坐北朝南 。《易经》上说 , “圣人南面而听天下 , 向明而治” , 意思是圣明的先王坐北朝南 , 面向光明的阳光而治理国家 。
紫禁城的宫殿 , 秉承着传统的朝向 , 且在南侧大量开设门窗 。太和殿南立面有11个开间 , 每个开间均设有隔扇门或窗 。

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这种做法 , 很符合中国的地理和气候特点 。夏季 , 高气压中心位于东南太平洋 , 来自南方致雨的季风 , 使得温度上升、暑气逼人;到了冬天 , 高气压转到亚洲大陆西北 , 有长达数月的偏北寒风 。
在这种地理条件下 , 故宫对建筑的设计最为适宜:面朝南侧、开设窗户有利于夏季通风 , 北侧封闭则有利于冬季御寒 。

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除了“坐北朝南” , 紫禁城还有一个布局特点是“背山面水” 。山 , 是紫禁城北面的景山;水 , 是城南的内金水河 。
内金水河其实是从紫禁城西北角进入的 , 沿着西侧城墙内侧向南流动 , 再向东贯穿城南的太和门广场 , 最后从东南角流出 。内金水河补充了紫禁城内的水汽 , 在夏天也可以调节局部的小气候 , 有利于产生避暑的效果 。
从气流组织角度来看 , 由于紫禁城北部有景山遮挡 , 因而与山垂直的气流不会很顺畅 , 而与山平行的气流则畅通无比 。由于建筑侧面的挡风面积较小 , 所以整个城内气流组织都较为顺畅 , 在夏天也非常凉爽 。

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民间的建筑 , 形式不会像紫禁城那么宏大考究 , 但是体现出的智慧并不逊色 , 而且更加多样 。在不同的地方 , 人们因地制宜 , 就地取材 , 对付炎热的方法也各有特色 。
在云南边疆 , 高温多雨 , 全年平均气温在18~22℃ , 平均湿度达83% 。在这个闷热的环境里 , 防热与隔湿 , 都显得相当重要 。
傣族竹楼采取了一系列符合生态原则的措施 。竹楼由竹子搭盖而成 , 外墙是轻薄的竹板 , 利于通风和对外降温;屋顶采用较厚的茅草 , 隔离太阳的强辐射 。竹楼的屋顶非常大 , 占了整个建筑体型的1/2 , 屋檐出挑深远 , 有非常好的遮阳、排水效果 。
竹楼的底层是架空的 , 是南方传统建筑常见的防潮措施 , 可以保证居住层的干燥 。架空楼板 , 也可以让空气自由通过 , 起到散热降温的作用 。

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南方是湿热 , 北方则是干热 。
在北方的黄土高原 , 分布着窑洞式民居 。黄土高原有典型季风性气候 , 降雨量很少 , 日照非常充足 。窑洞就是在黄土高原特有的地貌特征和气候条件下孕育出来的 。
黄土 , 是黄土高原得天独厚的资源 。人们用黄土制成土坯 , 用来制作墙体 , 窑洞的腿子、窑顶和部分家用设施 。这一厚重、封闭的建筑形态 , 兼具隔热能力和蓄热能力 , 在昼夜温差大的黄土高原 , 优势尤其显得明显 。
窑洞 , 成了黄土高原上人们世世代代安居乐业的地方 , 至今仍有将近4000万人居住在各种形式的窑洞里 。

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看过传统建筑之后 , 我们很容易发现身边建筑的问题:
有的 , 室内无法自然通风 , 建筑像被套上了塑料袋 , 无法自由呼吸 , 只能靠空调移走多余的热量 。
有的 , 以大面积的玻璃幕墙作为建筑外立面材料 , 阳光可以不受遮挡地直射进室内 , 一到中午 , 温度飙升 。
有得必有失 。我们在城市里追求更大的使用面积、更好的采光效果 , 以及更酷炫的外观 , 又有大量的制冷设备可以选择 , 似乎传统建筑在隔热方面取得的经验 , 就成了可有可无的东西 。

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相比于单层或低层结构的古建筑 , 现代建筑由于容积率较高、建筑层高受限等因素 , 自然通风的作用一定会受到影响 。
那么 , 对于现代建筑而言 , 传统建筑的经验仍然适用吗?
人需要呼吸 , 建筑也是 。时下 , 绿色生态、低碳节能的理念愈发被人们重视 , 古建筑中那些合理的、具有生命力的东西 , 似乎仍可以为我们提供一些灵感的源泉 。
【现代建筑|古建筑因何这般凉快】一些新建筑开始注重选取高技术隔热材料 , 在对太阳能利用、通风系统、保温方式等方面 , 也做了很多尝试 。未来的生态建筑 , 或许可以利用不用暖气和空调 , 也能提供舒适的现代化生活环境 。
人 , 是生态的一部分 。传统的房屋 , 是人们躲避风吹日晒的地方 , 是恶劣气候的“衰减器”;而今的建筑 , 重新开始考虑气候 , 却反过来成为了一种补救和关怀 。当人类的本领越来越大 , 却不得不回归一些本真的东西 。或许 , 这才是更值得我们深思的问题 。分页标题