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古代建筑中,隐藏着哪些古人避暑的智慧?
发布时间:2020-09-11 08:32:22 浏览次数:40次

古人如何乘凉?

 

  史料记载最热的夏天出现于乾隆八年,也就是公元1743年。《续天津县志》中记载“五月苦热,土石皆焦,桅顶流金,人多热死”,不完全统计,当年北京共有11400人死于炎热。

 

  据中国气象局国家气候中心古气候专家研究换算,1743年7月20至25日,华北地区下午的气温均高于40℃。其中7月25日最热,气温高达44.4℃!

 

  古人避暑,除了下河游泳、手动摇扇、制作冰饮、冰块降温外,最主要还是通过房屋改造来进行降温,相当于今天的“空调房”,古时被称为“夏房”。

 

  先秦时期,主要通过建造台榭来避暑。“台”就是高台,“榭”则是建筑在台上的房屋,一般没有墙壁,类似于亭子。《尔雅》曰:“无室曰榭”,《说文》曰:“榭,台有屋也。”这种建筑在高台上的亭榭,四面通风,古人在其中宴饮坐卧,能够起到很好的消暑效果,如《管子》中有“为宫室台榭,足以避燥湿寒暑,不求其大”。

 

  汉代已经有了专门避暑的宫殿,称为清凉殿,也叫延清室。《三辅黄图》记载,汉武帝的宠臣董偃常在延清室消暑纳凉,“以画石为床,文如馆,紫琉璃帐,以紫玉为盘,如屈龙,皆用杂宝饰之。”里面“清室则中夏含霜”,可见十分凉快。

 

  三国时期,曹操修建的铜雀台旁边有一座冰井台,利用地井中的凉气来降温。《邺中记》中有“北则冰井台,有屋一百四十间,上有冰室,室有数井。井深十五丈,藏冰及石墨”。

 

  到了唐代,唐太宗建起了避暑专用的行宫——永安宫,也就是后来大名鼎鼎的大明宫。而含凉殿是大明宫的太液池南岸的一组宫殿建筑,宫殿依水而建,夏天凉爽宜人。

 

大明宫含凉殿精细模型

 

  含凉殿最厉害之处是通过机械装置来实现制冷。含凉殿跨河流而建,在宫殿的后坡,一座巨大的水车,源源不断地把河水车上殿顶,从而达到降温的目的。

 

  工匠们还在宫殿的四檐装上水管,把水引到屋檐上。凉水在屋上循环,四边有水往下淌,形成水帘,室内温度自然就下降了,而且降温效果极佳,达到“座内含冻”的制冷效果,成为了当时的“空调亭”。

 

  到了宋代,高官显贵们也纷纷建立起私家避暑“凉屋”,不仅以风轮送冷水凉气,还在蓄水池上和大厅四周摆设各种花卉,享受精神上的愉悦。

 

  元代,成吉思汗在"三河之源"处兴建了四大行宫,这四处行宫分别用来春季放飞、夏季避暑、秋季围猎以及冬季取暖,建筑的形式与功能得到了充分的发挥与利用。

 

  至明朝,避暑建筑从宫廷走向民间,人们在屋里开七井,七井生凉,夏日坐其上,不知暑气。

 

  清代帝王则选择离开高墙深院的紫禁城,躲到水系丰富、绿树成荫的园林中避暑。据统计,乾隆平均每年有一百多天住在圆明园,雍正更是达到了每年两百天之久。

 

元代界画,可见喷泉样式建筑

 

  古代建筑中的避暑智慧

 

  讲完历代古人的避暑方式,下面我们从古代建筑布局层面,讲讲古代匠人绝妙的避暑智慧。

 

  1.布置

 

  古建筑的避暑措施表现在建筑布置上,具体包括“坐北朝南”和“背山面水”两个方面。

 

  “坐北朝南”是相对于建筑单体而言,指建筑为南北向布置,且南面开设较多的门窗。这种朝向及门窗布置是有利于建筑内部在夏季保持凉爽的,其地理学的原因为:我国的黄河流域处于北半球亚热带季风气候最为显著的地区,在这种地理条件下,建筑朝正南方向最为适宜,北侧封闭以利于御寒,而南侧开设窗户则有利于夏季通风。

 

  “背山面水”是指相对于古建筑整体而言,夏天能通过水汽蒸发来降低各个建筑的温度,以调节局部的小气候,有利于产生良好的避暑效果。另外从气流组织角度来看,由于北部有山体遮挡的原因,因而与山垂直的气流必然不会很顺畅,而与山平行的气流则畅通无阻。而且古建筑一般是正面宽、侧面窄,呈正面为长边的长方形,由于侧面的挡风面积较小,即整个建筑群的挡风面积也较小,因而气流组织较为顺畅,其在夏季也非常凉爽。

 

  2.墙体

 

  古建筑的墙体很厚,如太和殿的墙体厚达1.45m,不仅具有能够限制木构架在地震作用下的过大位移,而且具有良好的保温隔热性能。墙体厚,增加了外部热量传递到建筑内部的距离,使得建筑传热进入内部较少。另墙体的构造做法亦有利于隔热。

 

  上图为紫禁城某古建墙体施工时的断面照片,可看出墙体的断面构造做法:两侧为整砖砌筑,中间则为碎砖、碎石填充,古建工程称“填馅”做法。不仅具有绿色环保、节约施工材料的优点,而且有利于阻隔热量传递。

 

  3.屋顶

 

  屋顶瓦片间的缝隙可用于通风,自然风从瓦缝中进入屋里,屋内的热气也会从缝隙中窜走。其次,建筑材料的选择也是暗藏玄机。利用青灰、麻刀泥等材料制成30厘米厚的泥背,铺设在木板基层上,这些材料具有良好的隔热、保温性能。

 

  紫禁城古建筑的琉璃瓦表面涂有光亮的釉层,具有较好的光泽度,不仅有防渗水的功能,而且可以反射太阳光线,避免阳光直射瓦面造成的剧烈升温。

 

  古建筑的梁架空间亦有利于建筑本身的隔热。所谓梁架即古建筑室内天花到屋顶木基层之间的木构架。架空层使屋顶变成两次传热:太阳光的热量经过屋顶泥背层进入屋顶内,再通过天花板之上的架空层继续往下,传向地面,此时热量已大大减少。

 

  除此之外,一些大殿还会采用重檐式屋顶。这种屋顶极大地提高了空间高度,使热空气得以上升远离室内地面,并能从重檐之间的空隙中散出去。

 

  有风时,积聚在屋顶的热气就会被风带走;无风时,也会通过缝隙慢慢散掉。良好的透风性能,在促进室内空气循环的同时,也达到了降温的目的。

 

  明朝以后的政府出台了建筑规制,“檐步五举,飞椽三五举;柱高一丈,平出檐三尺,再加拽架”。这表面看似简单的建筑方法,却隐藏着无比奥妙的建筑理论。

 

  那时人们已经善于运用冬夏季日影的角度(就是今天所说的太阳高度角,北京地区冬至正午太阳高度角为27°,夏至正午太阳高度角为76°),来设计出檐的角度。有了这个角度的屋檐,就能够在夏至前后,屋檐遮阳;到了冬至前后,阳光满室,使得房间内有冬暖夏凉之感。

 

太和殿南立面

 

  4.阁楼

 

  重檐式屋顶虽然益处多多,但多用于官方建筑,民间建筑则不能使用。为了提高房内的空间高度,机智的百姓们设计了阁楼的形式,前后开窗,形成流动空气,不仅可以降低室温,还可以驱除空气中的湿气。

 

  5.凉棚

 

  凉棚是古建筑避暑的重要方法之一。所谓凉棚,即在夏天搭设用于遮阳乘凉用的临时性棚子,早在唐代已经出现。凉亭的制作方式是用竹子做骨架,用席子做棚顶,在房檐上或者院子里搭盖出一个高高的遮阳罩,把屋顶和院子罩起来,不让盛夏的阳光直射到墙壁上,这样外墙不容易晒透,院子里的地面也不会很快升温。

 

  为了不影响采光,古人又发明了活动的棚顶,即把整张席子切割成很多矩形的小块,每块席子的边缘都拴上长长的绳子,阳光照射最厉害的时候,席子是完全遮盖的,等到早上或者黄昏,轻轻一拉绳子,席子就自动掀开了,光线和凉风都可以进来。

 

  6.冰窖

 

  《诗经》中的“二之日凿冰冲冲,三之日纳于凌阴,四之其蚤(早)献羔祭韭”,说的是周人于腊月采冰,正月往冰窖里存冰,二月用冰镇的羊羔肉和菲菜上供祭神。

 

  《周礼》记载,周朝开始就设有“凌人”官职,专门掌管采冰、储冰和用冰,一般从每年冬天的十二月起,便带领工人采集天然冰块,运至冰窖储存。皇家这种采冰制度,一直持续到了晚清。

 

  当时藏冰的冰室称为“凌阴”,建筑构造已经比较科学,可以把冰保存到夏天。冰窖的建造有一定的方式和严格的要求,贮藏量也十分可观。1976年,考古工作者在秦雍城遗址上发现了春秋时期秦国的一处凌阴,据估算,能藏冰190立方米之多。

 

  7.天井

 

  天井的致凉原理与阁楼类似,不仅可以直接将热空气排出,同时还起到排雨和遮阳的作用。这是由于天井由高大的马头墙隔成,能够完全遮挡阳光。从早到晚,阳光几乎透不进来,是古人夏季纳凉的好去处。

 

  8.窟室

 

  窟室,就是古代的地下室,可供藏酒纳凉娱乐之用。“窟”,古称“孔穴”,字面意思就是洞穴。热的空气密度小,向上漂,冷空气密度大,就被挤下来。而且地下室在地下,不会受到太阳的照射。因此,这种窟室,不用制冷,不需冰块,就能达到降温作用。

 

故宫长春宫凉棚烫样

 

  9.深井

 

  在古代,有条件的人可以在厅内或是需要的房间挖一深井,上面用盖子盖妥,盖子上凿孔,夏天便有冷气从下面出来。由于水是恒温的,夏季,水温低于室温,掀开便可送凉风;冬季水温高于室温,出的风及成了暖风。不得不赞叹,古人的设计真的是精妙绝伦。

 

  10.长廊

 

  古代园林或庭院内常常可以看到长廊,连接庭院或各建筑,其初衷是作为遮阳避雨的通道,为居住者提供便利。但这种连廊一般不会做成笔直的,而是九曲十八弯的回廊,这种曲径通幽不仅是为了好看,更是由于回廊里可以生成穿堂风,在夏季可通风降温。

 

  11.冷巷

 

  冷巷,也称青云巷,在岭南长期湿热的气候下,通风致凉比直接遮阳、隔热更为重要,而冷巷,正是加强自然通风的核心构件,是两墙之间狭窄的露天通道。

 

  冷巷高而窄,极大减小了日晒时间与面积,经过这里的空气流速会变大,风压会降低,与冷巷接通的各房间较热的空气就会被带出,较冷空气就会进入补充,从而达到通风致凉的效果。两侧较封闭的高大实墙有优秀的遮阳、蓄冷效果,因此巷内温度波动较小。

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