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没有空调的古人住宅,在夏天是如何避暑的?

生活
2021
07/21
09:46

大家都知道,中东和印度的夏天是很热的,那里的古人是如何避暑的呢?

隔绝热空气

大多数中东和南亚建筑的墙壁都很厚(甚至可厚达几米),窗户却很小,数量也不多。厚厚的墙壁可以有效隔热,小小的窗户则阻止了阳光射入。比如上图中德里红堡的内院,除了中间的会客厅和右侧的彩宫(后宫的一部分),大多数建筑都是墙厚窗小的画风。

蒸发制冷

彩宫(Rang Mahal)内有乾坤。一条水渠从宫中穿过,汇入中心水池。炎炎夏日,水分蒸发吸收热量,能够起到一定的降温的作用。彩宫另设有地下室,天气太热的时候,可以跑到地下室去避暑(由于土壤的隔热作用,夏天的地下室一般都比地面阴凉很多)。

红堡里的 Salsabil

而在红堡的其他一些建筑中,则有叫 Salsabil 的斜面喷泉。水流通过喷泉的小喷水口缓缓流出,在斜面上形成细小的水流,通过水流和建筑的温差以及蒸发制冷,提供一定的降温作用。类似的斜面喷泉,广泛存在于从北印度到西班牙的各种建筑中,甚至在庞贝遗址中也有。

中国古代的凉屋

类似的建筑,中国也有。长安十二时辰里提到过一种叫自雨亭的建筑,原理是用机械装置将水运送到屋顶,通过水流和水的蒸发来降低温度。当时,许多富人家里都建有凉屋,通过水车将水运送到屋顶,以水流降低室温。

平民家庭可能造不起喷泉,他们又是如何利用蒸发制冷的呢?

突尼斯建筑中的 Mashrabiya

中东伊斯兰世界的许多建筑中,都有叫 Mashrabiya 的结构。Mashrabiya 突出于墙面,上面有许多开孔,用来捕捉气流,使空气通过。里面则放置一些水盆或水罐,用来蒸发制冷。Mashrabiya 代替了我们这边建筑中的窗户和阳台,除了制冷以外,也可起到保护隐私的作用。

加强对流

古人在建筑结构上动足了脑筋,通过强化对流来增强蒸发制冷。

伊朗亚兹德 ab anbar 水库的附属风塔

风塔原理示意图

中东的很多建筑都有一个高高的风塔,尤其是在伊朗建筑中,风塔更是其中的重要组成部分。利用地面和高处空气的温差,风塔能够加强空气对流,造得越高,产生的对流就越强。结合附带的水池,风塔还能加速水分蒸发,强化蒸发制冷。为了调节空气流向并阻隔被污染的空气,风塔另设有过滤装置,可以随需求开关。

佛罗伦萨古建筑中的挑高天井

类似风塔的建筑结构,在 3000 多年前的古埃及和伊朗就已经出现,地中海沿岸的欧洲建筑中,也有类似的结构。意大利的很多古代建筑都是在中间开一个天井,下设水池或喷泉。天井的作用类似风塔,能够加强空气对流,水池则能够提供一定的蒸发制冷效果。

风塔是种被动式通风装置,而在中国,人们发明了最早的离心式风扇,通过机械动力进行主动通风。

《天工开物》中的风扇车

大约 2100 年前,中国人发明了风扇车,只要把粮食放入漏斗,以手摇或脚踏的方式转动风扇,就可以吹开谷壳,留下谷粒。风扇车里的风扇结构,是近代离心式风扇的祖先。利用类似的原理,西汉的工匠丁缓发明了一种带有 7 片叶片的风扇,以人力推动叶片旋转。

地热耦合

坎儿井

在中亚和中东,有许多以地下暗渠连通竖井,通过蓄水池储存水分的沟渠系统。这种沟渠叫做坎儿井,一般认为,坎儿井是 2000 多年前由伊朗人发明的(不过也有观点认为坎儿井来自新疆)。

坎儿井和风塔的梦幻联动

前面说过,因为土壤的隔热作用,在夏天,地下温度往往低于地面。因此在夏天,坎儿井中的水温要比地表的气温低得多。利用两者的温差,就可以用坎儿井中的水来冷却地面的建筑。

北魏洛阳城凌云台的凉风观,也利用了类似的原理,通过水井中的地下水以及空气的对流,达到降低温度的效果。

伊朗的天然冰室 Yakhchāl,可以说是上述制冷手段之集大成者。

Yakhchāl 的外墙由耐水隔热材料砌成,底部墙体通常厚达 2 米,下面则连通坎儿井。整个建筑如同一个拉长版的窝窝头,仅在底部和顶部设有开孔。Yakhchāl 的结构和前面所说的风塔有异曲同工之处,同样能加强空气的对流,下方连通的坎儿井,除了提供地热交换以外,井里的水分蒸发后能够进一步制冷。

大约 2400 年前,伊朗人就开始建造 Yakhchāl 了,现存的许多 Yakhchāl 已有数百年历史,至今依然能够使用。伊朗内陆的沙漠地带昼夜温差非常大,利用 Yakhchāl 的制冷功能,伊朗人在 Yakhchāl 里储存了大量冰块,可以用它来生产冷饮。(根据某些学者的观点,最早的冷饮就出现在古代伊朗,应该是类似刨冰的某种冷饮)

THE END

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