人知冷暖,古建築同樣也能感知溫度、調節溫度。霜降已過,離供暖季又近了一步。今天的我們,到了冬季,可以利用各種科技手段保暖,到了炎熱的夏季,可以利用空調降溫,那古人是如何度過嚴寒酷暑的?又是如何建造出“冬暖夏涼”的古建築?在古建築營造過程中,古代匠人們進行了哪些巧妙設計,有哪些綠色秘密呢?中國環境報記者采訪了天壇公園宣教中心科普教師陳嬌。
古建築有哪些特征?
中華傳統文化源遠流長,古建築作為文化的載體,是古人智慧與勤勞創造的結晶,不僅訴說着曆史,也見證着時代的變遷。
古建築特征有哪些呢?
首先是靈活自如的木構架體系。我國傳統木構架建築可分為三種形式:擡梁式、穿鬥式、井幹式。
陳嬌告訴記者,北方地區明清官式古建築多為擡梁式構架,如紫禁城、天壇、頤和園、北海的古建築。南方地區古建築多為穿鬥式構架,井幹式構架因其建造過程中需要大量木材,多見于林木資源豐富的東北地區。
圖為擡梁式構架 源于北京古代建築博物館太歲殿《中國古建築營造技藝》展
圖為穿鬥式構架 源于北京古代建築博物館太歲殿《中國古建築營造技藝》展
圖為井幹式構架 源于北京古代建築博物館太歲殿《中國古建築營造技藝》展
陳嬌介紹,擡梁式構架即在石質台基上立柱,在立柱上架橫梁,根據舉架尺寸在橫梁上再架短柱,層層上擡的梁架構成了剖面為“人”字形的坡屋頂,使得古建築的頂部出現了形狀如三角形的架空層,由于居住類的古建築上部設有天花,夏季可将室内熱空氣儲存此處空間。
圖為剖面為“人”字形的坡屋頂 源于北京古代建築博物館太歲殿《中國古建築營造技藝》展
圖為天壇北宰牲大殿室内梁架 陳嬌/攝
其次是深遠的出檐。在我國的古建築中,屋檐是一大特色,“反宇向陽”的屋檐營造出恢宏的氣勢,特别在古建築屋頂的轉角處,四角翹伸的挑檐如鳳鳥展翅,既顯雍容又輕盈飄逸,這也就是所謂的“出檐”。
“唐代的古建築出檐可達近三米,明清古建築也有近一米左右。”陳嬌告訴記者,出檐的功能性作用有二:一是可以阻擋夏季太陽直射,而冬季可将足夠的陽光引入室内。二是可以阻擋雨水,防止木柱根部遭到雨水侵蝕而糟朽。
圖為天壇北宰牲大殿翼角 陳嬌/攝
厚重的台基也是我國古建築的一大特征。每當走進故宮或天壇等古建宮殿前,映入眼簾的必先是殿前那高大的台基,而台基越高,代表的宮殿等級也就越高,比如天壇的祈年殿就有三層石質台基,高達約6米。陳嬌介紹,“台基不僅可以顯示建築等級,還可使得古建築主體穩固,同時還有隔潮防腐的作用。”
陳嬌繼續補充,除以上特征,我國古建築還有平面對稱的布局、精緻的木裝修等特征。
圖為天壇祈年殿 陳嬌/攝
古建特征中,哪些部位影響着古建築室内的溫度?
以北方明清時期官式建築為例,正殿多為坐北朝南,夏季通風、冬季禦寒。
坐北朝南的布局與“出檐”的設計完美形成了契合。陳嬌告訴記者,小小的屋檐體現着古人的智慧,造型美觀的出檐也有着非常實用的功能,可以調節陽光的照射效果,“夏季可将陽光遮擋在室外,而冬季又能将陽光引入古建室内的最深處。”
這是如何做到的呢?
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由于我國大部分地區處于北溫帶,四季陽光照射的角度會有所變化。“以北京地區為例,對比夏至日和冬至日正午時分的光照情況,夏至日正午太陽的高度角約76°,此時太陽位于建築上方,其直射光隻能照到檐柱外側,高溫被隔絕在建築外部,室内自然清涼。冬至日正午太陽高度角約27°,陽光則能照到室内深處,讓屋内暖意洋洋。”陳嬌解釋道。
圖為天壇北宰牲大殿室内 陳嬌/攝
古建築用材因地制宜,源于自然中的土和木,以木結構為主作為“骨架”,以磚為主築牆作為建築的圍護結構,磚塊屬于熱惰性系數較高的材料,隔熱性能要好得多。
陳嬌介紹,一般古建築屋頂建造包括木基層、泥灰背及瓦面,其厚度可達20厘米—30厘米左右,泥背材質不利于導熱,猶如給古建築穿上了厚厚的“防護服”一般,而室内的熱空氣集中在天花上部,使得古建築室内涼爽。
圖為天壇北宰牲大殿屋面 陳嬌/攝
内外“兼修”的古建築
優秀的古建築就如同優秀的人才,是内外“兼修”的。古人的智慧不隻體現在一座座“展翅”的出檐、一層層精緻的梁架,那一堵堵敦厚而不起眼的牆體同樣蘊含着傑出的智慧。
圖為天壇北宰牲後檐牆及圍牆 陳嬌/攝
“等級較高的古建築牆體通常很厚,不僅可以穩固木構架,還可以阻擋外界熱量或寒氣傳遞至建築内部,起到保溫隔熱的作用。”陳嬌講述,坐北朝南的建築布局中,一般北側的牆會更厚一些,因為“北風凜冽”。
古建築建造過程中,聰明的古人将綠色、節能的設計理念運用其中,融入了曆代建造者們的高超技藝和智慧結晶。
陳嬌告訴記者,古人在建造牆體時會根據建築體量,常采用“填餡”的做法:牆的兩側為整磚砌築,而中間用碎磚或碎石填充,“廢料得到了循環再利用,節省了材料,既低耗又高效,在現代人看來既綠色環保又講究實用。由于古代生産力、建築材料、等級制度等各方面的約束,古代匠人們合理地運用了局限的材料加以巧妙的設計制作,使得中國古建築有着‘牆倒屋不塌’的評價。”
從上到下,從屋面到牆體,古建築如同穿上了一層天然的“保溫服”,溫度得以适時調節,保障了室内小環境室溫的舒适度。
圖為天壇北宰牲大殿南側木裝修 陳嬌/攝
此外,坐北朝南的古建築,向南一側設有隔扇門、隔扇窗等木裝修,有利于采光及夏季通風。古建築外圍還設有深厚、高大的圍牆也可抵禦寒風,達到古建築“冬暖夏涼”的體感。可以說,古建築的建造處處透露着工匠們精益求精的智慧。
如今,古時綠色、節能的建造理念也影響着現代建築的設計,古代匠人的智慧與技藝得以效仿與延續。
曆經風霜雪雨,古建築群落就在那裡靜靜地矗立着,不斷地與後人訴說着古人“天人合一”的宇宙觀。
作者:中環報記者周亞楠
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