气候影响建筑

位于伦敦的巴特西发电站曾是英国最大的发电站,每周烧煤1万吨。1989年发电站正式关闭,浓烟不再。如今被改造成为一个大型主题公园。

  “雾都”北京

  今日伦敦

  大自然为人类的生存提供了条件,但也给人类生活设置了不少困难和障碍,气象条件便是其中之一。在气象条件的影响下,与人类生活息息相关、便于人类社会活动的房屋建筑也在不断地发展和改变面貌,形成了各种独特的风格和艺术形式。

  古代人的构思

  从我国周口店发现的“北京人”的遗址可以知道,50万年以前用石器和火生活的猿人已经能利用天然石灰岩洞穴来抵御风霜雨雪的袭击。古书《周易·系辞下》中记载有“上古穴居野处,后世圣人易之以宫室上栋下宇,以待风雨”。这说明从洞穴演变到宫室,居住条件日益改善,而这些建筑的主要功能就是“遮风避雨”。

  我国古代还创造了构架式建筑——即每栋建筑用台基、墙柱、梁架和屋顶组成。由于用柱架承重,墙体即可根据需要随意开凿门窗,实现了房屋建筑的采光、遮阳、通风和避雨等要求,因而能够较灵活地适应各种不同的气象条件。这种建筑适用于亚热带到亚寒带的我国大部分地区。

  早在公元前四世纪的两河流域,因为当地气候干热多暴雨,很多土坯建筑为了保护墙根免受雨水侵蚀,当地人发明了在墙根处楔进长约12厘米的圆锥形陶钉,涂上红白黑各种颜色,以保护墙根,以后发展到用沥青保护墙面,并贴上各色的石片和贝壳,以免沥青受烈日暴晒。这样不仅延长了建筑物的使用寿命,而且形成了独特的建筑风格。

  十三至十四世纪,在西班牙格兰纳达建成的阿尔罕伯拉宫内有一些后妃们的卧室为了抵御炎夏的酷热,建筑者便想法从山上引来泉水,分成几路流向各个卧室,从而达到降温的目的。十五世纪的西班牙住宅,大多是四合院,内置水池与喷泉,种植花草灌木,以改变室内外空间的小气候。

  中世纪在伊斯兰教堂的建筑中,根据季节气候的不同,建有朝向不同的两种房屋,分别供人们冬、夏两季居住。在阿拉伯的撒马拉宫殿的东北,还曾经建造了一座由人工渠道供水的180米见方的“地下凉殿”。这些都是依据气象条件设计的建筑工程。

  多样的民居建筑

  我国是一个历史悠久的文明古国,幅员辽阔,气候多变。因此,各地的民居建筑也是形态

  各异,色彩缤纷,令人赏心悦目。

  西藏的拉萨位于一个海拔约3700米的群山环抱的峡谷。这里年平均气温仅7.8℃,气候干燥,年平均降水量只有441.7毫米,年平均相对湿度为43%,夜间多雨,白昼烈日当头,日夜温差较大,日照时间长,紫外线强,素有“日光城”之称。由于这些气象条件,藏族的民居形成了外墙墩厚粗旷的类似碉堡一样的碉房。

  这种建筑西、北两面墙不开窗或开小窗,而且墙身很厚,多用毛石或土坯砌筑,屋顶采用了当地产的经夯实的垩嘎土(即当地粘土),下面有卵石粘土垫层和树枝密铺,屋顶很厚,借以达到房屋保温、防寒和防晒的目的。这种建筑的另一特点是房屋的净高很低,一般仅为2.2米左右。这不仅与高寒地区的气候条件有关,也由于藏民从前多系牧民,素以帐篷为家而习惯于低空间的生活习性。此外,由于西藏高原的冬春室内阴冷,而户外却阳光和煦,藏民们喜欢在户外活动,故他们的房屋建筑多设有外廊。

  与西藏高原气候相似的青海高原夏季早晚如严冬,中午似酷暑,终年少雨,风沙较大。这一带流行一种高墙包围着的住宅,叫做“庄窠住宅”。这种房屋多用木构架承重,用黄土敷设屋面,并带有廊檐。在院内还附有菜园、果园和车院等,形成了一种多功能的组合空间。高出屋顶的庄墙厚度约0.5~1米,这就有效地防止了风沙的侵入。又由于当地雨量较少,因此屋顶只有较为平缓的坡度。这样,既可避免屋顶的黄土被雨水冲走,又可以利用屋顶作晒粮或场院之用,使之成为建筑的辅助使用面积。

  在我国西南边境风景秀丽、树木葱郁的德宏傣族景颇族自治州及西双版纳的傣族自治州,却与干冷的北方地区大为不同。这里最冷月平均气温才6.7℃,相对湿度高达80%以上。这种高温多湿、四季常青的亚热带气候使当地的民居建筑别有一番风貌。

  傣族的民居多为依山而建或平地拔起的竹楼,称为“干阑”式建筑。一般分为上下两层:底层高度为0.8~2.5米不等,用于放置柴草、谷囤、米碓及其他杂物,四周大多无墙;楼上一般为堂屋及卧室。屋前设有木制楼梯通向前廊,前廊有“展”(即晒台)。廊与展都是傣族民居的重要组成部分,既能遮风避雨,又可坐卧乘凉、盥洗和操作副业。竹楼的建筑形式多为“歇山顶”,即由一条正脊、四条垂脊、四条戗脊共九脊组成,故亦称九脊殿。屋面上覆盖着当地称为“缅瓦”的小平瓦。屋面坡度较大,利于排除雨水。这种建筑的外墙有的用竹笆编成并稍微倾斜,外墙与楼板都有缝隙可以通风排湿。由于外墙是利用竹材正反两面组合而成的,因此形成了一种自然纯朴、活泼灵巧的建筑外观,使建筑物显得轻盈剔透、瑰丽多姿。

  此外,像蒙古草原上牧民居住的蒙古毡包,晋中、豫西、冀北及陇东的窑洞等建筑,无不受气象条件的制约和影响。

  新型的设计

  随着科学技术的发展,建筑与气象的关系愈加密切。在建筑科学中就包括有建筑气候学的研究。现在国外对建筑气候学颇为重视。人们长久居住在空气和环境受污染的大城市中,正在想方设法将自然景色和清新空气引入室内空间。美国建筑师波特曼在几十年的设计实践中首创了引人注目的“共享空间”,即把类似自然界中的小溪、流水、瀑布、植物、阳光等引入到一个空间高大的大厅中,创造出一派花木争艳、生机勃勃的自然景象。

  在美国建筑师密诺留·雅马萨基的建筑创作中,特别注意了水的利用。在他所设计的会议中心和公司办公楼的周围,都设置了很大的水域面积,使人产生心旷神怡之感。

  对阳光的利用也引起了国内外建筑师的重视。他们不仅利用太阳能来调节室内的气候,而且还利用阳光的“光影效果”赋予建筑以新的造型。美国建筑师路易斯·康石设计的孟加拉国达卡的国立医院门诊部的内、外廊墙上,开了尺度极大的各种形状的圆形和弧形洞。当光线通过这些洞口射到走廊地面和墙上时,就形成了随着每天时间变化而变化的圆形和椭圆形光圈,创造了一种绝妙而又令人惊叹的光影效果。

  【责任编辑】张田勘

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