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古代没空调,故宫靠这3招避暑:通风防晒隔热

穿越回紫禁城

2026年7月16日的清晨时候, 北京之处的气温已然突破了35摄氏度, 然而, 对于六百年之前的同一时刻来讲, 紫禁城内当时却是非常少见有着酷暑难耐那般情况有着详细记载所存在着的。但是呢, 这种明显的反差并不是来自于现代那种制冷设备的, 不过是源于古代时候工匠对于物理环境所进行的极致性质的充分地利用罢了。

笔者去查阅了, 清代那本《国朝宫史》里涵盖的起居注, 这里面有好多处提到, 皇帝在盛夏时节, 依旧得穿着那薄袍, 然而呢, 却并没有出现因为高热致使的昏厥记载。这么个情况, 从侧面证实了, 宫殿建筑在温度控制方面, 有着那种绝佳的表现, 远远超过了普通的民居。

穿堂风的设计

十一楹隔扇门被开到全部开启时, 如此一来, 在太和殿南立面那儿, 便出现了一条蛮宽阔的风道。工程师周乾是故宫博物院建筑部之人, 依据他在建筑部的身份资质, 他发布的实测数据为大家所知。发布时间是公元2024年。在夏季的时候瞅午后的情况, 殿里面那风速, 虽然只是零点五米每秒的缓慢流量, 但人感受下来的温度数值, 比室外的温度要低三至五摄氏度。

这种设计借助了北京夏季时常盛刮的东南风, 当风刮过宽敞的庭院, 进入高大的殿门之后, 鉴于空间猛地扩大, 气流速度减慢, 进而形成稳固的负压区, 加快室内空气流通, 带走积攒的热量。

厚墙体的隔热

古代没空调,故宫靠这3招避暑:通风防晒隔热(图1)

有一墙体厚度达惊人的1.45米的建筑, 它是太和殿, 这墙体不只是因承重需求而设, 更是起到天然隔热屏障作用。曾有指出这墙体情况的, 是清华大学建筑学院教授陈志华, 此墙体乃“夹心”墙体, 其中填充着碎砖石, 这些碎砖石构成无数微小空气囊, 极大阻碍热传导。

室外的热量传至室内, 得经过长达一米多的路径才行。测试显示, 在室外处于40摄氏度的那种极端环境时, 墙体内部热波传递的滞后时间超过12小时, 这表明在白天最热之际, 热量还没有到达内墙表面。

梁架结构的妙用

抬梁式木构架于屋顶跟室内顶棚之间营造出一个巨大的空气隔断层, 这一层空间高度常常超过2米, 进而构成一个巨大的“热缓冲带”, 空气属于热的不良导体, 此设计有效地阻断了屋顶吸收的太阳辐射热朝室内的直接传递。

当阳光对屋顶进行炙烤之际, 热量最先使瓦片以及泥背得到加热, 紧接着借助辐射与对流的方式, 将梁架间的空气予以加热。鉴于空气流动速度迟缓, 这部分热量极难穿过下方的顶棚进而进入人们的生活空间, 达成了有效的物理隔离。

屋檐遮阳的智慧

古代没空调,故宫靠这3招避暑:通风防晒隔热(图2)

故宫的屋檐挑出的长度, 大约是立柱高度的三分之一, 这个比例是经过精密计算得出的。夏至日正午的时候, 北京的太阳高度角约为73度, 这个时候, 加长了的屋檐能够把直射的阳光完全阻挡在殿门之外, 从而避免阳光直接照射到地面以及墙壁上。

清晨时分, 太阳刚刚升起, 高度角处于较低状态, 太阳光能够以倾斜的角度射进殿内, 从而提供了必不可少的自然照明。另外, 傍晚的时候, 太阳即将落下, 此时的高度角同样较低, 太阳光也可以斜着射进殿内。像这样随着季节不断变化的光影控制方式, 不仅解决了高温带来的问题, 而且兼顾了采光方面的需求, 充分体现出古人顺应天时的高超智慧。

泥背层的防护

泥背层在屋顶下方, 由五层混合材料构成, 总厚度超过25厘米, 这层材料导热系数极低, 就像给宫殿穿上了一件厚重的棉袄, 在2023年一次屋顶修缮时, 技术人员发现泥背层内部温度常年维持在20摄氏度左右, 即使外部瓦片暴晒下温度高达60摄氏度。

这样的一种结构, 不但具备隔热的作用, 而且还能够对湿度予以调节。在夏季呈现出潮湿且闷热状态的时候, 泥背层能够吸收一部分水汽, 进而减轻室内那种黏腻的感觉;当冬季处于寒冷之际, 它又可以防止热量迅速地散失掉。这样的一种双向调节功能, 堪称是古代建筑具备可持续性的典范。

当下节能建筑里依旧有着广泛运用的这项古老智慧, 你觉得在现代城市里面高楼林立的情形下, 我们有没有过度去依赖机械的制冷, 从而忽视了自然通风所具备的价值呢?

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