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气候与建筑的科普知识
作者/来源:   发布时间:2011-4-29 16:11:21  

平度市第九中学科普教育活动(十二)

题目:气候与建筑的科普知识

主讲人:李少志

内容:

建筑是凝固的音乐,它能给人以美的享受。建筑风格的千差万别是地理环境复杂多样的结果,气候条件是影响建筑风格的主要因素之一。

一、降水

降雨多和降雪量大的地区,房顶坡度普遍很大,以加快泻水和减少屋顶积雪。中欧和北 欧山区的中世纪尖顶民居就是因为这里冬季降雪量大,为了减轻积雪的重量和压力所致。我国云南傣族、拉祜族、佤族、景颇族的竹楼,颇具特色。这里属热带季风气候,炎热潮湿,竹楼多采用歇山式屋顶,坡度陡,达45°~50°;下部架空以利通风隔潮,室内设有火塘以驱风湿。这种高架式建筑在柬埔寨的金边湖周围、越南湄公河三角洲等地亦有分布。我国东南沿海厦门、汕头一带以及台湾的骑楼往往从二楼起向街心方向延伸到人行道上,既利于行人避雨,又能遮阳。湘、桂、黔交界地区侗族的风雨桥、廊桥亦是如此。降雨少的地区,屋面一般较平,建筑材料也不是很讲究,屋面极少用瓦,有些地方甚至无顶,如撒哈拉地区。我国西北有些地方气候干旱,降水很少,屋面平缓,一般只是在椽子上铺上织就的芦席、稻草或包谷秆,上抹泥浆一层,再铺干土一层,最后用麦秸拌泥抹平就行了。宁夏虽然也用瓦,但却只有仰瓦而无复瓦。这类房屋的防雨功能较差。如秘鲁首都利马气候炎热干燥,房屋多为土质,屋顶用草甚至用纸箱覆盖,城市亦没有完善的排水设施,1925年3月因厄尔尼诺现象影响突降暴雨,结果洪水中土墙酥软,房屋倒塌,道路冲毁。

降水多的地方,植被繁盛,建筑材料多为竹木;降水少的地方,植被稀疏,建筑多用土石;降雪量大的地方,雪甚至也是建筑材料,如爱斯基摩人的雪屋。我国东北鄂伦春人冬季外出狩猎时也常挖雪屋作为临时休息场所。

二、气温

气温高的地方,往往墙壁较薄,房间也较大,反之则墙壁较厚,房间较小。曾有人通过调查西欧各地的墙壁厚度发现,英国南部、荷兰、比利时墙壁厚度平均为23厘米;德国西部、德国东部38厘米;波兰、立陶宛50厘米;俄罗斯则超过63厘米,也就是愈靠海,墙壁愈薄,反之墙壁愈厚。这是因为欧洲西部受强大的北大西洋暖流影响,冬季气温在0℃以上,而愈往东则气温愈低,莫斯科最低气温达-42℃。我国西北阿勒泰地区冬季漫长严寒,这里房子外观看上去很大,可房间却很紧凑,原来这种房屋的墙壁厚达83厘米,有的人家还在墙壁里填满干畜粪,长期慢燃,用以取暖。我国北方农村住宅一般都有火炕、地炉或火墙,北方城市冬季多用燃煤供暖。近年来大多已改用暖气管道或热水管道采暖。

有些地方为了抵御寒冷,将房子建成半地穴式,我国东北古代肃慎人就住这种房子,赫哲族人一直到解放前还住着地窨子。一些气温高的地方,也选择了这种类型的地窨子,如我国高温冠军吐鲁番几乎家家户户都有一间半地下室,是用来暑季纳凉的,据测量在土墙厚度80厘米的房屋内的温度如果为38℃,那么半地下室里的温度只有26℃左右。我国陕北窑洞兼有冬暖夏凉的功能,夏天由于窑洞深埋地下,泥土是热的不良导体,灼热阳光不能直接照射里面,洞外如果38℃,洞里则只有25℃,晚上还要盖棉被才能睡觉;冬天却又起到了保温御寒的作用,朝南的窗户又可以使阳光盈满室内。气温高的地方,往往将房屋隐于林木之中,据估计夏天绿地比非绿地要低4℃左右,在阳光照射下建筑物只能吸收10%的热量,而树林却能吸收50%的热量。我国云南省元阳县境内有一种特殊的房顶—水顶,平平的屋顶上又多了一汪水面,屋外阳光热辣,屋里却十分荫凉。

三、光照

室内光照能杀死细菌或抑制细菌发育,满足人体生理需要,改善居室微小气候。北半球中纬地区,冬季室内只要有3个小时光照,就可以杀死大部分细菌。因此从采光方面考虑,房屋建筑需注重三个方面:①采光面积,②房间间距,③朝向。气温高的地方,往往窗户较小或出檐深远以避免阳光直射。吐鲁番地区的房屋窗户很小,既可以避免灼热的阳光,又可以防止风沙侵袭。傣族民居出檐深远,一个目的是为了避雨,正所谓“吐水疾而溜远”,另一个目的是遮阳。有些地方还在屋顶上做文章,如《田夷广纪》记载:我国西北一些地区“房屋覆以白垩”以反射烈日,降低室温。气温低的地方,窗户一般较大,以充分接收太阳辐射,但窗户往往是双层的,以避免寒气侵袭,如我国东北地区。宁夏的“房屋一面盖”也是为了充分利用太阳辐射。日本西海岸降雪量大,窗户被雪掩盖,因此常常还在屋顶上伸出一个个“脖子式”高窗,以弥补室内光照不足的状况。

房屋之间的间距是有讲究的,尤其是城市中住宅楼建设更要注意。楼间距至少应从满足底楼的光照考虑。光照也是影响房屋朝向的因素之一。北半球中高纬地区房屋多座北朝南,南半球中高纬地区则多座南朝北,赤道地区房屋朝向比较杂乱,这与太阳直射点的南北移动有关。

四、风

风也是影响建筑物风格的重要因素之一。防风是房屋的一大功能,有些地方还将防风作为头等大事,尤其是在台风肆虐的地区。日本太平洋沿岸的一些渔村,房屋建好后一般用鱼网罩住或用大石块压住;我国台湾兰屿岛,距台风策源地近,台风强度大,破坏性极强,因此岛上居民雅美族人(高山族一支)创造性地营造了一种“地窖式”民居。房屋一般位于地面以下1.5米~2米处,屋顶用茅草覆盖,条件好的用铁皮,仅高出地面0.5米左右,迎风坡缓,背风坡陡,室内配有火堂以弥补阴暗潮湿的缺点,还在地面上建凉亭备纳凉之用。我国冬季屡屡有寒潮侵袭(多西北风),避风就是为了避寒,因此朝北的一面墙往往不开窗户,院落布局非常紧凑,门也开在东南角,如北京四合院。

风还会影响房屋朝向和街道走向。在山区和海滨地区,房屋多面向海风和山谷风。我国云南大理有句歌谣:“大理有三宝,风吹不进屋是第一宝”,大理位于苍山洱海之间,夏季吹西南风,冬春季节吹西风即下关风,下关风风速大,平均为4.2米/秒,最大可达10级,因此这里的房屋座西朝东,成为我国民居建筑中的一道独特风景。城市街道走向如果正对风向,风在街道上空受到挤压,风力加大,成为风口,因此街道走向最好与当地盛行风向之间有个夹角。在一些炎热潮湿的地方,通风降温成为房屋居住的主要问题,如西萨摩亚、瑙鲁、所罗门群岛等地区,房屋没有墙。现代住宅建筑比较讲究营造“穿堂风”,用来通风避暑。

最后,值得一提的是,就某种建筑物风格形成而言,它的功能是多方面的,兼有避雨、遮阳、防风、纳凉等多种功能,同时也是多种因素综合作用的结果,不能牵强地认为是单一作用造成的。我国的蒙古包,既是对草原地区流动放牧的适应,同时蒙古族人又根据气候、地形等条件摸索出“春洼、夏岗、秋平、冬阳”的迁徙原则。


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