从古代建筑看古人的避暑智慧

图|网络

近期以来，全国多地出现高温预警，人们饱受酷暑折磨。这时大家有没有想过，在古代没有空调、冰箱的人们，是如何度过盛夏酷暑？

古人如何乘凉？

▲同治续天津县志史料记载最热的夏天出现于乾隆八年，也就是公元1743年。《续天津县志》中记载“五月苦热，土石皆焦，桅顶流金，人多热死”，不完全统计，当年北京共有11400人死于炎热。
据中国气象局国家气候中心古气候专家研究换算，1743年7月20至25日，华北地区下午的气温均高于40℃。其中7月25日最热，气温高达44.4℃！古人避暑，除了下河游泳、手动摇扇、制作冰饮、冰块降温外，最主要还是通过房屋改造来进行降温，相当于今天的“空调房”，古时被称为“夏房”。▲春秋战国时期台榭式宫殿先秦时期，主要通过建造台榭来避暑。“台”就是高台，“榭”则是建筑在台上的房屋，一般没有墙壁，类似于亭子。《尔雅》曰：“无室曰榭”，《说文》曰：“榭，台有屋也。”这种建筑在高台上的亭榭，四面通风，古人在其中宴饮坐卧，能够起到很好的消暑效果，如《管子》中有“为宫室台榭，足以避燥湿寒暑，不求其大”。▲古人凉亭消夏图汉代已经有了专门避暑的宫殿，称为清凉殿，也叫延清室。《三辅黄图》记载，汉武帝的宠臣董偃常在延清室消暑纳凉，“以画石为床，文如馆，紫琉璃帐，以紫玉为盘，如屈龙，皆用杂宝饰之。”里面“清室则中夏含霜”，可见十分凉快。三国时期，曹操修建的铜雀台旁边有一座冰井台，利用地井中的凉气来降温。《邺中记》中有“北则冰井台，有屋一百四十间，上有冰室，室有数井。井深十五丈，藏冰及石墨”。到了唐代，唐太宗建起了避暑专用的行宫——永安宫，也就是后来大名鼎鼎的大明宫。而含凉殿是大明宫的太液池南岸的一组宫殿建筑，宫殿依水而建，夏天凉爽宜人。▲大明宫含凉殿精细模型
含凉殿最厉害之处是通过机械装置来实现制冷。含凉殿跨河流而建，在宫殿的后坡，一座巨大的水车，源源不断地把河水车上殿顶，从而达到降温的目的。▲水车宫殿的示意图
工匠们还在宫殿的四檐装上水管，把水引到屋檐上。凉水在屋上循环，四边有水往下淌，形成水帘，室内温度自然就下降了，而且降温效果极佳，达到“座内含冻”的制冷效果，成为了当时的“空调亭”。到了宋代，高官显贵们也纷纷建立起私家避暑“凉屋”，不仅以风轮送冷水凉气，还在蓄水池上和大厅四周摆设各种花卉，享受精神上的愉悦。▲元代界画，可见喷泉样式建筑
元代，成吉思汗在"三河之源"处兴建了四大行宫，这四处行宫分别用来春季放飞、夏季避暑、秋季围猎以及冬季取暖，建筑的形式与功能得到了充分的发挥与利用。至明朝，避暑建筑从宫廷走向民间，人们在屋里开七井，七井生凉，夏日坐其上，不知暑气。清代帝王则选择离开高墙深院的紫禁城，躲到水系丰富、绿树成荫的园林中避暑。据统计，乾隆平均每年有一百多天住在圆明园，雍正更是达到了每年两百天之久。

▲承德避暑山庄

 

古代建筑中的避暑智慧

讲完历代古人的避暑方式，下面我们从古代建筑布局层面，讲讲古代匠人绝妙的避暑智慧。1.布置古建筑的避暑措施表现在建筑布置上，具体包括“坐北朝南”和“背山面水”两个方面。▲太和殿南立面“坐北朝南”是相对于建筑单体而言，指建筑为南北向布置，且南面开设较多的门窗。这种朝向及门窗布置是有利于建筑内部在夏季保持凉爽的，其地理学的原因为：我国的黄河流域处于北半球亚热带季风气候最为显著的地区，在这种地理条件下，建筑朝正南方向最为适宜，北侧封闭以利于御寒，而南侧开设窗户则有利于夏季通风。▲太和门区段内金水河“背山面水”是指相对于古建筑整体而言，夏天能通过水汽蒸发来降低各个建筑的温度，以调节局部的小气候，有利于产生良好的避暑效果。另外从气流组织角度来看，由于北部有山体遮挡的原因，因而与山垂直的气流必然不会很顺畅，而与山平行的气流则畅通无阻。而且古建筑一般是正面宽、侧面窄，呈正面为长边的长方形，由于侧面的挡风面积较小，即整个建筑群的挡风面积也较小，因而气流组织较为顺畅，其在夏季也非常凉爽。2.墙体古建筑的墙体很厚，如太和殿的墙体厚达1.45m，不仅具有能够限制木构架在地震作用下的过大位移，而且具有良好的保温隔热性能。墙体厚，增加了外部热量传递到建筑内部的距离，使得建筑传热进入内部较少。另墙体的构造做法亦有利于隔热。上图为紫禁城某古建墙体施工时的断面照片，可看出墙体的断面构造做法：两侧为整砖砌筑，中间则为碎砖、碎石填充，古建工程称“填馅”做法。不仅具有绿色环保、节约施工材料的优点，而且有利于阻隔热量传递。
3.屋顶屋顶瓦片间的缝隙可用于通风，自然风从瓦缝中进入屋里，屋内的热气也会从缝隙中窜走。其次，建筑材料的选择也是暗藏玄机。利用青灰、麻刀泥等材料制成30厘米厚的泥背，铺设在木板基层上，这些材料具有良好的隔热、保温性能。▲紫禁城屋顶琉璃瓦及灰背
紫禁城古建筑的琉璃瓦表面涂有光亮的釉层，具有较好的光泽度，不仅有防渗水的功能，而且可以反射太阳光线，避免阳光直射瓦面造成的剧烈升温。
▲佛光寺东大殿梁架结构示意图古建筑的梁架空间亦有利于建筑本身的隔热。所谓梁架即古建筑室内天花到屋顶木基层之间的木构架。架空层使屋顶变成两次传热：太阳光的热量经过屋顶泥背层进入屋顶内，再通过天花板之上的架空层继续往下，传向地面，此时热量已大大减少。除此之外，一些大殿还会采用重檐式屋顶。这种屋顶极大地提高了空间高度，使热空气得以上升远离室内地面，并能从重檐之间的空隙中散出去。▲山西长治玉皇观五凤楼，始建于宋末元初，楼广深三间，五重檐外加围廊（第六批国保）有风时，积聚在屋顶的热气就会被风带走；无风时，也会通过缝隙慢慢散掉。良好的透风性能，在促进室内空气循环的同时，也达到了降温的目的。明朝以后的政府出台了建筑规制，“檐步五举，飞椽三五举；柱高一丈，平出檐三尺，再加拽架”。这表面看似简单的建筑方法，却隐藏着无比奥妙的建筑理论。▲夏天正午太阳的照射范围
那时人们已经善于运用冬夏季日影的角度(就是今天所说的太阳高度角，北京地区冬至正午太阳高度角为27°，夏至正午太阳高度角为76°)，来设计出檐的角度。有了这个角度的屋檐，就能够在夏至前后，屋檐遮阳；到了冬至前后，阳光满室，使得房间内有冬暖夏凉之感。4.阁楼▲山西霍州观音庙过街阁楼，建于元明时期（第六批国保）
重檐式屋顶虽然益处多多，但多用于官方建筑，民间建筑则不能使用。为了提高房内的空间高度，机智的百姓们设计了阁楼的形式，前后开窗，形成流动空气，不仅可以降低室温，还可以驱除空气中的湿气。5.凉棚▲故宫长春宫凉棚烫样凉棚是古建筑避暑的重要方法之一。所谓凉棚，即在夏天搭设用于遮阳乘凉用的临时性棚子，早在唐代已经出现。凉亭的制作方式是用竹子做骨架，用席子做棚顶，在房檐上或者院子里搭盖出一个高高的遮阳罩，把屋顶和院子罩起来，不让盛夏的阳光直射到墙壁上，这样外墙不容易晒透，院子里的地面也不会很快升温。
为了不影响采光，古人又发明了活动的棚顶，即把整张席子切割成很多矩形的小块，每块席子的边缘都拴上长长的绳子，阳光照射最厉害的时候，席子是完全遮盖的，等到早上或者黄昏，轻轻一拉绳子，席子就自动掀开了，光线和凉风都可以进来。6.冰窖▲紫禁城冰窖北立面照片《诗经》中的“二之日凿冰冲冲，三之日纳于凌阴，四之其蚤（早）献羔祭韭”，说的是周人于腊月采冰，正月往冰窖里存冰，二月用冰镇的羊羔肉和菲菜上供祭神。
《周礼》记载，周朝开始就设有“凌人”官职，专门掌管采冰、储冰和用冰，一般从每年冬天的十二月起，便带领工人采集天然冰块，运至冰窖储存。皇家这种采冰制度，一直持续到了晚清。

▲陕西姚家岗凌阴遗址在春秋时期是供给秦宫殿内享用的大型地下冰窖，是我国迄今为止发现最早的古代藏冰库

当时藏冰的冰室称为“凌阴”，建筑构造已经比较科学，可以把冰保存到夏天。冰窖的建造有一定的方式和严格的要求，贮藏量也十分可观。1976年，考古工作者在秦雍城遗址上发现了春秋时期秦国的一处凌阴，据估算，能藏冰190立方米之多。
7.天井▲进入山西襄汾丁村门内，有块较小的天井，作为通向庭院的过渡空间，光线幽暗
天井的致凉原理与阁楼类似，不仅可以直接将热空气排出，同时还起到排雨和遮阳的作用。这是由于天井由高大的马头墙隔成，能够完全遮挡阳光。从早到晚，阳光几乎透不进来，是古人夏季纳凉的好去处。
8.窟室▲山西张壁古堡将军窑窟窟室，就是古代的地下室，可供藏酒纳凉娱乐之用。“窟”，古称“孔穴”，字面意思就是洞穴。热的空气密度小，向上漂，冷空气密度大，就被挤下来。而且地下室在地下，不会受到太阳的照射。因此，这种窟室，不用制冷，不需冰块，就能达到降温作用。
9.深井在古代，有条件的人可以在厅内或是需要的房间挖一深井，上面用盖子盖妥，盖子上凿孔，夏天便有冷气从下面出来。由于水是恒温的，夏季，水温低于室温，掀开便可送凉风；冬季水温高于室温，出的风及成了暖风。不得不赞叹，古人的设计真的是精妙绝伦。
10.长廊古代园林或庭院内常常可以看到长廊，连接庭院或各建筑，其初衷是作为遮阳避雨的通道，为居住者提供便利。但这种连廊一般不会做成笔直的，而是九曲十八弯的回廊，这种曲径通幽不仅是为了好看，更是由于回廊里可以生成穿堂风，在夏季可通风降温。11.冷巷▲山西襄汾丁村冷巷，也称青云巷，在岭南长期湿热的气候下，通风致凉比直接遮阳、隔热更为重要，而冷巷，正是加强自然通风的核心构件，是两墙之间狭窄的露天通道。
冷巷高而窄，极大减小了日晒时间与面积，经过这里的空气流速会变大，风压会降低，与冷巷接通的各房间较热的空气就会被带出，较冷空气就会进入补充，从而达到通风致凉的效果。两侧较封闭的高大实墙有优秀的遮阳、蓄冷效果，因此巷内温度波动较小。

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