古建築為什麼這般涼快?

古建築為什麼這般涼快?

中國的古建築,屋簷是一大特色。層層疊疊的飛簷,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範。

挑簷,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。

古建築為什麼這般涼快?

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。以北京地區為例,夏季的正午太陽高度約為76度,冬季約為27度。

透過把屋簷向外挑出一定尺寸,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,就只能照射到簷柱外側,熱量也被隔離在建築外部,室內保持了涼爽。

如果是在冬天,隨著太陽昇起,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。

古建築為什麼這般涼快?

古建築為什麼這般涼快?

圖片 | 李乾朗

中國古建築有獨特的樑架結構。高階建築常用抬梁式,透過在立柱上架樑,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,隔熱效能要好得多。

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:

先透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。

古建築為什麼這般涼快?

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。

古建築為什麼這般涼快?

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簷、一層層精緻的樑架,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,具有保溫隔熱的效能。

古建工程會在牆內採取“填餡”做法:牆的兩側為整磚砌築,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,處處彰顯著工匠精益求精的智慧。

古建築為什麼這般涼快?

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紫禁城,是中國現存最大的古建築群。明清皇帝在這裡執政、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。

古建築為什麼這般涼快?

皇宮的佈局大多是坐北朝南。《易經》上說,“聖人南面而聽天下,嚮明而治”,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。

古建築為什麼這般涼快?

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為適宜:

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禦寒。

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除了“坐北朝南”,紫禁城還有一個佈局特點是“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,在夏天也可以調節區域性的小氣候,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為順暢,在夏天也非常涼爽。

古建築為什麼這般涼快?

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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%。在這個悶熱的環境裡,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,屋簷出挑深遠,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,可以保證居住層的乾燥。架空樓板,也可以讓空氣自由透過,起到散熱降溫的作用。

古建築為什麼這般涼快?

南方是溼熱,北方則是乾熱。

在北方的黃土高原,分佈著窯洞式民居。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。人們用黃土製成土坯,用來製作牆體,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裡。

古建築為什麼這般涼快?

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,建築像被套上了塑膠袋,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為建築外立面材料,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。我們在城市裡追求更大的使用面積、更好的採光效果,以及更酷炫的外觀,又有大量的製冷裝置可以選擇,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。

古建築為什麼這般涼快?

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,似乎仍可以為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,卻反過來成為了一種補救和關懷。當人類的本領越來越大,卻不得不迴歸一些本真的東西。或許,這才是更值得我們深思的問題。

-參考資料-

《紫禁城古建築的避暑方法》周乾

《給建築降溫的方式》劉加平