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揭秘!北京的夏天那么热,故宫里为什么很凉爽?

好奇的 数字北京科学中心 2020-09-10

炎炎夏日,空调成为了人们的“刚需”。有人甚至调侃道:“我们的命都是威利斯给的,因为他发明了空调。” 但是,在没有空调的古代,人们是怎样熬过夏季的呢?

 

如果你参观过故宫或北京其他的古建筑遗址,就会发现,这些没有空调的“老房子”里却格外地凉爽!这其中藏着什么秘密呢?


北京的古建筑主要利用隔热、避光和通风的办法来散热,具体到建筑的结构、选址、布局、结构都紧紧地围绕着这三点来安排、设计。


下面小编以故宫为例,给大家介绍下古建筑是如何降温的。

  

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金色屋顶下的秘密

故宫古建筑群中最具特色的,想必就是那金黄的屋顶和紫红的墙壁了。

 

如果你仔细观察故宫中的建筑,就会发现:这些“金色屋顶”覆盖的面积远远大于建筑面积本身,并且屋顶四角的檐部如飞鸟展翅般向上高高翘起。

这种设计可不仅仅是为了美观,夏天时,正午的太阳会被屋檐挡住,达到遮阳降温的目的;冬天时,倾斜的阳光又能恰好照进宫殿内部,驱走寒意。

 

这是因为不同季节太阳照射的角度不同。古代工匠总结了北京地区太阳照射角度随时节变化的规律,巧妙地设计出了这种兼具美观和实用的屋顶结构。

故宫的屋顶除了结构上进行了精妙的设计,在建筑材料的选择上也颇为讲究。

 

故宫古建筑屋顶的木板基层上,通常会铺设一层30厘米厚的泥背。这些泥背主要由护板灰、青灰、麻刀泥等材料组成。


这些材料具有良好的隔热、保温性能,可以吸收大量来自屋外的热量,避免过多热量直接传入室内。

故宫里,一些重要的大殿还会采用重檐式屋顶。这种结构使得古建筑的屋顶与天花板之间形成了一个架空层。这个架空层可以拦截直接照射到屋顶的太阳辐射热,使屋顶变成两次传热,避免太阳辐射热直接作用在建筑内部。

 

此外,由于热空气有上升的趋势,室内的热气会上升积聚在这个架空层中,避免直接与人接触。

 

别看故宫的屋顶既能遮风挡雨又能拦截热量,但是它可挡不住风。

 

这种屋顶的下方并不是完全密封的,它就像草帽一样,在遮风挡雨的同时还可以保证空气流通。


当屋顶外有风吹过时,就会把积聚在屋顶内的热气带走;无风时,热气也会通过缝隙慢慢逸散掉,起到为建筑降温的目的。

这种屋顶一方面阻隔了阳光和热量直接进入室内;另一方面,由于其良好的透风性能,可以促进室内空气的循环,将屋内的热气顺利地排出到室外,可谓两全其美。

 

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向大自然“借”凉风

如果能把清凉的自然风引入到室内,使其穿堂而过,并把屋内热气排出到室外,就可以有效地降低室内的温度。

 

那么问题来了,炎热的夏天去哪里找“凉风”?又怎么不用任何电力使“凉风”自己吹入室内呢?

中国古建筑与现代建筑的一个重要的差别是,现代建筑大多数是一个个独立的个体;而古建筑则多以“建筑群”的形式出现,并且在设计时还会着重考虑“建筑群”周边的环境,故宫就是一个很好的例子。

故宫西临前三海(南海、中海、北海),北倚景山,其内部也设有多处花园。在夏天,这些园林景观会形成一个天然的“低温高压区”,把凉爽的空气积聚于此。

而故宫中央“三大殿”附近是一片十分空旷的大广场,阳光可以径直地照射在地面上,没有一丝遮盖。


在夏天去过故宫的人一定知道,这里是整个紫禁城里最热的地方。由于热空气有上升趋势,在广场的地面附近会形成一个“高温低压区”。

于是在故宫的内外就形成了气压差,在气压差的驱动下,会形成由故宫外的园林吹向“三大殿”的风。


在风的带动下,园林景观里的凉爽空气会被带入到故宫内部,并促使故宫中央的热空气逸散掉,达到降温的目的。

 

此外,故宫内乃至整个北京城的街道都排列得井然有序。这种排列有序的街道有助于引导自然风穿过建筑群的各个角落,以便使热空气被及时地带走。  

以上就是故宫中的一些降温的措施。当然,在实际中还有许多特殊的情况,任何建筑的设计都要因地制宜,因人制宜。


一栋好的建筑既要与其外部的自然环境良好地融合,也要让建筑里面的使用者和居住者用得踏实、住得安心。


当然,利用建筑降温是一方面,使用扇子、瓷枕、“冰箱”,洗冷水澡,睡地上等也都是古人避暑的方法。


之前小编就向大家介绍过古人是如何制冰的,感兴趣的可以点击下方“往期文章”中的第一篇回顾哦~


往期文章:

古代没有冰箱,六姑娘是如何吃上“冰糕”的?

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