气象与建筑风格
建筑风格在某种程度上也与气象有关。建筑风格南半球与北半球不同;欧洲与亚洲有异;南方与北方差别显著;东部与西部格调不同;大陆性气候与海洋性气候的建筑风格各有特色;热带与温带、寒带建筑风格也各自成一家。
云南西双版纳的建筑
到过云南西双版纳的人常被下面架空、上面住人的平栏建筑所吸引。这种房屋设计除了与少数民族的生活方式有关外,一更重要的还是为了适应当地气候。那里有“夏天不热,冬天不冷”的独特气候。室内与室外的温差不像西北沙漠或内陆地面那么悬殊,这种建筑的优点是明显的可以避免瘴及毒气入侵卧室,可防止蛇、虫之类向居民偷袭;由于气候温和,栏杆建筑底下层可饲养牛、羊、猪等。这种建筑其主要特点是内外空气流通,室内地板多用竹子敲扁后制成,甚至墙壁也是用竹编组成。竹与竹之间空隙较大,空气流通,住在屋内的人们不感到闷,且结构轻,造价低。
世世代代住在西南边陲的人熟知,那里没有冬天,寒流从不光临,因此在温和的西双版纳无需隔热防冷的设备就可达通风。广大农村住房还有一个特点,为防止倾盆大雨,住房常筑成光顶陡缘,使雨水能顺势泻下。有些地方住房有顶无椽,用一根根树干围成圆形,顶上盖些椰子叶或棕栏叶,使整个房屋能避阳光直射,通风凉快,当地居民称这种房屋为“竹楼”。这种“竹楼”若搬到北方,则要大出洋相。为了抵御寒潮的不断干扰,北方的房屋建筑的特点是墙厚(通常厚半米)房子低矮,面积小,屋内的热量不易散失。
日本传统木造结构住宅的墙壁乍一看似乎与外界隔绝,其实全是空隙,外界空气能直接进入屋;在热带湿润气候地区的建筑以不漏雨、不闷热、不潮湿和通气通风为基本原则;而在欧洲和近东为了克服冷和炎热的自然环境,建房首先考虑的是如何使房内与外界气象环境隔绝,实现温暖的、使人舒适的室内天气气候环境。随着20世纪80年代人类生活水准的普遍提高,钢筋水泥建筑和铝框架的建筑及发展,上述几种房屋建筑结构风格也在相互结合,房子墙壁空隙渐少,趋于密封化,采用冷暖空调设施,创造与外界完全独立的室内气候,向更舒适愉快的方向变化。
光照与建筑
南方与北方的光照强度不同,因此房子的间隔距离、采光条件也要因地而异。例如,我国广东省有些地方房屋与房屋之间距离小,甚至有的房屋的屋檐与屋檐几乎相碰,间距仅1~2米。
为什么要这么建造呢?有人认为它有明显的优点。首先在屋顶覆盖下面,夏季太阳光晒不着,居民有一种阴凉的感觉。屋与屋之间的空隙小,就像一口“天井”,它起烟囱的作用,再加上房屋的门窗多,几乎敞开,广东住家几乎都有一个“敞厅”,当室外风经过客厅,吹到了“天井”后,就沿“烟囱”向上升,形成较好的对流。因此,这种建筑同样达到通风的目的。而在北方则相反,无论冬夏,为了采光,院子一定要大,房子与房子之间间隔也要大,才能采到光,若间隔一小,太阳光就遮住了。尤其是冬季,太阳高度低,阳光斜射,所以老北京城里的四合院设计就宽大许多,住家能采到充足的阳光,这是极其科学的。我国东三省冬天长达半年以上,0℃以下低温也长达180天左右。这地方夏天短,几乎无酷暑,因此住房的外墙很厚,朝南窗户高大,设夹层玻璃,房间间隔也大,即使在冬天太阳高度低的条件下,室内也能采到充足的阳光。
西北地区的建筑又不同。新疆的吐鲁番,人们多建土拱形的屋子,泥的隔热性能很好,泥墙又厚,夏天,人们在土拱中乘凉,无炎热之感。酷暑时,人们习惯住在室外的葡萄架下面,或住在生土窑洞里,到10月后才搬进屋子里住。河南、陕西、山西等地老百姓喜欢住窑洞,这倒不是他们不会享受,而是这种窑洞最大的优点是冬暖夏凉。为了适应当地冬季天冷的气候,用土质好的黄土盖窑洞,里面别有洞天——冬暖夏凉。因为用土盖窑洞施工容易,价廉物美,很受老百姓的欢迎。但缺点是遇到高温多雨天,窑洞内不通风,易发潮。当地的居民有经验,这种高温高湿的天气极少出现,更不会出现长江中下游的黄梅雨。采光好的建筑可以升高室内气温,从而节约能源。例如在瑞士有人估算过,若建筑物在冬天都能得到最佳的太阳光热,使室内升高1℃,则每年取暖便可节省2500万瑞士法郎。
雪与建筑
多雪的北欧屋顶坡度陡
多雪的北欧,屋顶坡度陡,下雪天,雪就不易在屋顶积留。天长日久这种尖顶陡坡式的建筑就变成了一种美的形式流传开来,以致在炎热的南方也会出现陡坡的建筑。但经过追根就底,这种设计目的还是为了避免大雪对房屋产生危害而设计出来的。
风与建筑
在沿海设计房子,首先要考虑风的因素。以靠近沿海的上海为例,一般建筑是殿顶,这种屋顶的抗风性能好,能减少风压,四方有坡面的屋顶相比,迎风面比较小,风会沿坡上滑而减小压力。风压,又称风荷载,是建筑物所承受的主要自然荷载之一,对一般1~6层楼的居民的房屋影响不大,用1~2块砖砌墙即可抗风。然而,风压问题密切关系着工程设计的安全和经济效益。
设计高大烟囱一定要考虑风的影响。一个高大烟囱受两个力的作用。一是垂直向下的重力,这可用砖头数目和砖的重量计算出来。根据这个道理要计算风的推力对烟囱的影响,首先要根据影响当地最大风力来设计烟囱是用砖砌还是用钢筋水泥,因为两者造价差别很大。
有人曾统计过因气象条件造成建筑物破坏的事故,其中台风的破坏力最强,约占%,强风占%,大雨占%,雷暴占%,降雪占%。见一斑可窥全豹,看来风的影响是建筑业中不容忽视的重要因素。