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古建筑中藏着哪些“绿色”秘密?本报独家专访天坛公园高级工程师

中国古建网2023-01-17古建百科晋园古建彩绘
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古建筑中藏着哪些“绿色”秘密?本报独家专访天坛公园高级工程师

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  古建彩绘图案云,晋园古建彩绘,古建测绘cad人知冷暖,古建筑同样也能感知温度、调节温度。霜降已过,离供暖季又近了一步。今天的我们,到了冬季,可以利用各种科技手段保暖,到了炎热的夏季,可以利用空调降温,那古人是如何度过严寒酷暑的?又是如何建造出“冬暖夏凉”的古建筑?在古建筑营造过程中,古代匠人们进行了哪些巧妙设计,有哪些绿色秘密呢?中国环境报记者采访了天坛公园宣教中心科普教师陈娇。

  中华传统文化源远流长,古建筑作为文化的载体,是古人智慧与勤劳创造的结晶,不仅诉说着历史,也见证着时代的变迁。

  首先是灵活自如的木构架体系。我国传统木构架建筑可分为三种形式:抬梁式、穿斗式、井干式。

  陈娇告诉记者,北方地区明清官式古建筑多为抬梁式构架,如紫禁城、天坛、颐和园、北海的古建筑。南方地区古建筑多为穿斗式构架,井干式构架因其建造过程中需要大量木材,多见于林木资源丰富的东北地区。

  陈娇介绍,抬梁式构架即在石质台基上立柱,在立柱上架横梁,根据举架尺寸在横梁上再架短柱,层层上抬的梁架构成了剖面为“人”字形的坡屋顶,使得古建筑的顶部出现了形状如三角形的架空层,由于居住类的古建筑上部设有天花,夏季可将室内热空气储存此处空间。

  图为剖面为“人”字形的坡屋顶 源于北京古代建筑博物馆太岁殿《中国古建筑营造技艺》展

  其次是深远的出檐。在我国的古建筑中,屋檐是一大特色,“反宇向阳”的屋檐营造出恢宏的气势,特别在古建筑屋顶的转角处,四角翘伸的挑檐如凤鸟展翅,既显雍容又轻盈飘逸,这也就是所谓的“出檐”。

  “唐代的古建筑出檐可达近三米,明清古建筑也有近一米左右。”陈娇告诉记者,出檐的功能性作用有二:一是可以阻挡夏季太阳直射,而冬季可将足够的阳光引入室内。二是可以阻挡雨水,防止木柱根部遭到雨水侵蚀而糟朽。

  厚重的台基也是我国古建筑的一大特征。每当走进故宫或天坛等古建宫殿前,映入眼帘的必先是殿前那高大的台基,而台基越高,代表的宫殿等级也就越高,比如天坛的祈年殿就有三层石质台基,高达约6米。陈娇介绍,“台基不仅可以显示建筑等级,还可使得古建筑主体稳固,同时还有隔潮防腐的作用。”

  陈娇继续补充,除以上特征,我国古建筑还有平面对称的布局、精致的木装修等特征。

  坐北朝南的布局与“出檐”的设计完美形成了契合。陈娇告诉记者,小小的屋檐体现着古人的智慧,造型美观的出檐也有着非常实用的功能,可以调节阳光的照射效果,“夏季可将阳光遮挡在室外,而冬季又能将阳光引入古建室内的最深处。”

  由于我国大部分地区处于北温带,四季阳光照射的角度会有所变化。“以北京地区为例,对比夏至日和冬至日正午时分的光照情况,夏至日正午太阳的高度角约76°,此时太阳位于建筑上方,其直射光只能照到檐柱外侧,高温被隔绝在建筑外部,室内自然清凉。冬至日正午太阳高度角约27°,阳光则能照到室内深处,让屋内暖意洋洋。”陈娇解释道。

  古建筑用材因地制宜,源于自然中的土和木,以木结构为主作为“骨架”,以砖为主筑墙作为建筑的围护结构,砖块属于热惰性系数较高的材料,隔热性能要好得多。

  陈娇介绍,一般古建筑屋顶建造包括木基层、泥灰背及瓦面,其厚度可达20厘米—30厘米左右,泥背材质不利于导热,犹如给古建筑穿上了厚厚的“防护服”一般,而室内的热空气集中在天花上部,使得古建筑室内凉爽。

  优秀的古建筑就如同优秀的人才,是内外“兼修”的。古人的智慧不只体现在一座座“展翅”的出檐、一层层精致的梁架,那一堵堵敦厚而不起眼的墙体同样蕴含着杰出的智慧。

  “等级较高的古建筑墙体通常很厚,不仅可以稳固木构架,还可以阻挡外界热量或寒气传递至建筑内部,起到保温隔热的作用。”陈娇讲述,坐北朝南的建筑布局中,一般北侧的墙会更厚一些,因为“北风凛冽”。

  古建筑建造过程中,聪明的古人将绿色、节能的设计理念运用其中,融入了历代建造者们的高超技艺和智慧结晶。

  陈娇告诉记者,古人在建造墙体时会根据建筑体量,常采用“填馅”的做法:墙的两侧为整砖砌筑,而中间用碎砖或碎石填充,“废料得到了循环再利用,节省了材料,既低耗又高效,在现代人看来既绿色环保又讲究实用。由于古代生产力、建筑材料、等级制度等各方面的约束,古代匠人们合理地运用了局限的材料加以巧妙的设计制作,使得中国古建筑有着‘墙倒屋不塌’的评价。”

  从上到下,从屋面到墙体,古建筑如同穿上了一层天然的“保温服”,温度得以适时调节,保障了室内小环境室温的舒适度。

  此外,坐北朝南的古建筑,向南一侧设有隔扇门、隔扇窗等木装修,有利于采光及夏季通风。古建筑外围还设有深厚、高大的围墙也可抵御寒风,达到古建筑“冬暖夏凉”的体感。可以说,古建筑的建造处处透露着工匠们精益求精的智慧。

  如今,古时绿色、节能的建造理念也影响着现代建筑的设计,古代匠人的智慧与技艺得以效仿与延续。

  历经风霜雪雨,古建筑群落就在那里静静地矗立着,不断地与后人诉说着古人“天人合一”的宇宙观。

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