中国古代建筑中的人居智慧:以前的房子是如何满足居住需求的?

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导读:

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自古以来,“衣食住行”都是人类社会稳定发展的四大核心基础。

而其中以“住”为代表的房子,更是一个国家,一个地区,甚至是一种文化传承的必须载体。

虽说“岁岁年年人不同”,但是“岁岁年年人相似”,对于住的需求,可以说自古以来,都是没有发生改变的。

随着时代的进步和发展,和住宅密切相关建筑行业也紧密跟随着时代的需求而不断进步,现代住宅的舒适度和便利性,从曾经的传统民居的角度来看,是不可比拟的。

但是住宅作为人的生活载体和重要的生存空间,不论是什么时代,有些必然的需求是不会发生改变和迁移的,在工业化相对落后的古代,中国的传统建筑中,就有很多在细节和设计上的亮点,完美的满足了这些关于住的必然需求,例如,防火,抗震,抗涝,防盗等等。

甚至在电力尚未出现的古代,就通过建筑的巧妙设计和安排,能够实现“冬暖夏凉”的效果。

虽然新型住宅取代传统民居和建筑的趋势是必然的,但是在传统建筑中包含的人居智慧,是伴随建筑可贵的宝贵经验和文化传承。

今天这篇文章,就和各位朋友好好聊一聊,古代建筑,传统民居中的那些人居智慧设计。

传统民居“地坑院”(图片来源:网络)

地坑院也叫天井院,地坑院,当地人称为“天井院”、“地阴坑”、“地窑”,是古代人们穴居方式的遗留,被称为中国北方的“地下四合院”,据说已有约四千年历史了。地坑院在河南三门峡陕县、山西运城、甘肃垅东的庆阳及陕西的部分地区均有分布。

是中国北方内陆城市极具特色的民居代表之一。

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抗震安全:“墙倒屋不倒”的中国传统人居智慧和文化。

中国古代建筑抗震减灾的能力,到今天为止,都是令世界建筑行业叹为观止的。

虽然现代建筑中的房子从结构性和外表的美观来说,是与时俱进的,但是从建筑抗震和安全性能来说,差距可不是一点半点。

“墙倒屋不倒”这句俗语形象地说明了木结构建筑良好的防震抗震特性,充分体现了中国古人的建筑智慧。

在中国,很多古代优质木结构建筑历经百年甚至千年不倒,成为建筑行业和国外相关学术界广泛研究的课题。

这些建筑以宫殿、庙宇、亭台阁楼为主,气势恢宏,布局严谨,是我们祖先留给我们的宝贵财富。

最具有代表性的,有山西应县佛宫寺释迦塔(应县木塔),是中国古代传统建筑中杰出抗震能力的代表建筑。放到今天,已经成为建筑界名副其实的“网红代表+C位王者”的象征。

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应县木塔现状(图片来源:网络)

山西应县佛宫寺释迦塔(应县木塔)是中国古代传统建筑杰出抗震能力的集中代表。

这座木塔是当今世界现存最高的木结构建筑,竣工于一零五六年,处于大同盆地地震带上。

木塔建成二百多年即遭受大震,余震连续七天,木塔附近的房屋全部倒塌,而木塔岿然不动;在此后的近千年中,木塔经历了多次大地震的考验而安然无恙。在战乱之际,木塔还承受过二百余发炮弹的轰击,亦无大损。

地震震不倒,炮弹炸不倒,千年不倒,稳固屹立。

山西应县木塔,目前借助最先进的透视仪器扫描了内部结构,都没有办法复制还原建筑工艺。

堪称世界建筑史上的奇迹。

还有北京故宫:

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北京故宫以三大殿为中心,占地面积72万平方米,建筑面积约15万平方米,有大小宫殿七十多座,房屋九千余间。是世界上现存规模最大、保存最为完整的木质结构古建筑群之一。

中国南方客家土楼:核心以木制结构围筑而成的特色民居

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永定土楼(图片来源:网络)

客家土楼,特别是圆寨的坚固性最好。圆筒状结构能极均匀地传递各类荷载,同时外墙底部最厚,往上渐薄并略微内倾,形成极佳的预应力向心状态,在一般的地震作用或地基不均匀下陷还必须况下,土楼整体不会发生破坏性变形。而由于土墙内部埋有竹片木条等水平拉结性筋骨,即便因暂时受力过大而产生裂缝,整体结构并无危险。土楼最大的危险之一是水袭,但绝大多数做法是用大块卵石筑基,其高度设计在最大洪水线以上。土墙在石基以上夯筑,墙顶则设出挑达3米左右的大屋檐,以确保雨水甩出墙外。

客家围屋以木竹为“骨”,土石肥料为“肉”,骨肉匀停,规模宏大,今日成为被美誉为“江南紫禁城”的建筑奇观。兼具御敌,抗震,防洪等多方面的居住安全功能。

这些建筑的抗震性主要通过三个工艺来实现:

1、榫卯连接结构,这种基于木头解封契合的工艺手段,就相当于现代的“柔性连接”,可以消耗和缓冲很多地震产生的破坏力;

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2、以木柱为重力支撑,屋顶的重力大都由直立的木柱承担,木头本身就具有相当的柔韧性,而缺乏柔性的泥土墙体几乎不承担屋顶的重力;

这就造成“墙倒屋不倒”的建筑安全效果。

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3、立柱大都放在高于地表的圆形石制台座上,而不是像现在的房屋支撑结构都埋在地下。在强烈的地震下,木柱会在水平作用力下进行移动,这样就出现“墙倒屋不倒”的奇特现象。

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1996年发生在丽江古城的地震摧毁了很多现代建筑,而很多木结构的房屋框架都没有倒,只有周边的土墙倒了,用事实证明了“墙倒屋不倒”的中国古建筑特点。

大家可以从下面这几张震后照片可以清楚的看到:墙倒屋不倒,主体结构依然矗立完好。

现在到丽江古城仔细观察,很多木制结构的老房子还是明显有一些倾斜的现象。

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(丽江地震摄影记录)图片来源:昆明信息港

卯榫结构,纯木建筑,堪称中国建筑,传统人居文化中智慧与文化的精髓体现!

和欧美以砖石为基础的建筑文化,中国木制结构的建筑思维中,还包含了极具中国传统文化的精髓和思想。

有机会本人计划专题写一写“榫卯工艺”,以飨对中国建筑文化智慧有兴趣的各位读者朋友。

可惜的是,随着时代的前进和发展,木制建筑的榫卯工艺已经逐渐退出了历史舞台,随着老一代工艺匠人的过世,后续传人匮乏,很多核心的技术和规范逐渐流失,慢慢消失在中国建筑的历史长河之中。

这是不可否认的现实:传统建筑“抗震减灾”的智慧和工艺的“断代”和“遗失”

但是做为中国人居建筑的精髓,值得所有现代建筑学相关的人去关注和学习。

避雨排水:传统建筑屋顶防水设计中的现代物理智慧

不知道大家有没有注意到古代房子的屋顶,古代房屋的屋顶并不是成30度的倾斜直线,而是成一定角度的曲线,这个曲线还不是简单的圆弧曲线。

经过和著名瑞士数学家约翰·伯努利在1697年公布的关于“最速曲线”的研究结论进行对比,可以惊人的发现到,中国屋顶的这个曲线,竟然和“最速曲线”高度重合!

也就是大家俗称的飞檐曲角:

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最速曲线由17世纪约翰.伯努利想到并解出,他的问题就是:在同样的高度沿着斜面下滑,这个物体在什么形状的斜面上下滑最快。普通人一般会说 一条45度的倾斜直线(直线最短),伽利略则认为是一个半圆,答案其实都不对。最终的研究发现那个曲线是一条旋轮线。

伯努利解法如下(借用了光的折射原理):

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当然这个推算过程比较复杂,也需要有一定的数学推理逻辑基础,下面这个实物实验就能一目了然:

数学模型演示(图片来源:网络)

最速曲线实验(图片来源:网络)

然后再看最普通的传统建筑:屋顶的弧度和“最速曲线”高度重合一致。

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这个设计的意义核心在于:让雨水以最快速度离开屋面,避免因为雨水的沉积而导致漏水和对屋顶的长期侵蚀。

那么问题就来了:17世纪,“最速曲线”理论才得到论证和公布,那中国几千年历史上的建筑师们,是如何发现这一科学规律,并运用到人居建设当中去的呢?

中国古代建筑的屋顶对建筑立面起着特别重要的作用,他那远远伸出的屋檐、富有弹性的屋檐曲线、由举架形成的稍有反曲的屋面、微微起翘的屋角,加上灿烂夺目的琉璃瓦,使建筑物产生独特而强烈的视觉效果和艺术感染力。

就是在这样兼顾美学的同时,还注重了实用,不得不为古代人居建筑的智慧而惊叹。

PS:现在的很多商品房小区的屋顶漏水,渗水的情况,面对古人这样的设计,应该会感到羞愧吧?

这样的设计在古代中国建筑中已经成为了一种惯例和规矩,不得不为中国传统建筑匠人的这种前瞻智慧而喝彩。

冬暖夏凉:没有空调暖气的古代建筑,自然健康的舒适。

不论是什么时代,四季的温度特征变化是一定存在的,而房子作为人类繁衍生息最重要的空间和载体,对于隔断外界恶劣气候,提供舒适的人居环境的需求,永远是存在的。

现代社会有空调,地暖,取暖器,风扇等等现代化工业设施设备可以进行温度调节,那在工业尚未诞生的古代,古人们是如何解决这个温度和气候的问题呢?最重要的,还是从建筑上,要能有一劳永逸且持续有效的办法才行。

今天我们就看看古人们是如何通过建筑,来应对酷热夏天和寒冷冬季的。

最舒服的人居环境,也就是房子,自古至今有一个词“冬暖夏凉”已经成为了追求和标准。

那么古人没有工业化设备和电力的辅助,是如何从建筑上实现“冬暖夏凉”的呢?

富人官绅阶层的“高楼、深宅、大院”:

古代的天气虽然炎热,但是古代的所建筑的房屋都是有区别的,古代富人所建筑的房屋都是比较高,而且墙体都特别厚,这种房屋的通风特别的好,屋内也比较凉爽,另外古人关于房屋的整体构造都是十分讲究的,这种都能够有利于富人们夏天避暑,大家去各处旅游看古建筑的时候就可以领会到古人的智慧了,所以人们在屋里面感觉比较凉爽。

第一个是高楼:特别是中堂(也就是现在住宅所说的客厅)挑高非常之高,人在当中不会因为空间的压抑而增加炎热的感受,同时通风性极佳。

古代民居中堂(图片来源:网络)

第二个是深宅:也就是有院子,在大门和房子中间有一个过渡的开放空间,种植花草树木,挖设鱼塘和堆砌假山,最重要的形成物理距离,打断夏日热空气的流动。这个在很多园林设计中都提到这样的效应。

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第三就是大院:物理空间的大小对温度的敏感体验影响非常之大,越小的空间,对温度越敏感,所以古代富裕阶层,往往就是修大房子。空间大了,自然对温度的影响就会降低。

这个有古宅旅游的朋友都有感受,古代人的房间,特别是大户的,都很大,不是为了摆阔气或是炫耀(卧室没有什么炫耀意义),最主要的,还是大空间对温度的调节。

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乡土情怀,土地泥土不仅养育人民,还是居住空间的重要材料。

古代穷人也有自己避暑的方法,虽然建不起砖墙,但是穷人可以做土房,这种土房就类似于上世纪七八十年代农村里面的土房,只要在农村长大的人,都知道土坯房屋有冬暖夏凉的效果,即便外面烈日炎炎,热浪滔天,但是一旦到了这种土房里面,就像进了空调屋一样,而且这种房屋的造价特别的低,只用土和水混合成泥,然后放入一些麦秸或者杂草就可以将房屋建起来,当然,搭顶支撑的木料和瓦块是必不可少的。

这样的房子,核心就是土坯,也就是泥土作为基础墙体和主要结构。

很多有特殊地貌的地区的人民更是把“因地制宜”的条件发挥到了极致,这也是一些地区会有“窑洞”,“地坑院”这样类型民居出现的原因。

实现“冬暖夏凉”的效果,就是凭借夯实的泥土结构自身具有的保温隔热效果实现的。

土坯民居,特点窗子和门都小(图片来源:网络)

窑洞民居(图片来源:网络)

地坑院民居(图片来源:网络)

当然古人的智慧还不仅限于建筑,还有一些特别的设施设备来适应不同地区各个季节的办法:

例如东北火炕(到今天在东北农村还很常见):在没有暖气的时代,天寒地冻的东北,火炕就是保障生存环境的必备品。

火炕结构(图片来源:网络)

炕头床(图片来源:网络)

古代虽然没有空调风扇暖气,但是从居住环境上,古人通过建筑智慧创造了很多舒适的人居空间。

这也是人居智慧在古代建筑中的亮点。

防火防盗:传统民居建筑,做的比一般想象更出色。

我们先说人居环境中伤害最大的“防火”问题。

不论现代还是古代,因为生活中的失误导致的火灾,对于建筑和家庭来说,都是不可承担之重。

所以“防火”,是作为居住空间,必然要考虑和预防的头号细节,和时代无关。

中式传统建筑有一大特点就是木质结构,与西式的石质相比,中式建筑在造型上更加多样。木质建筑的优越性很多,但最大的隐患就是容易起火。所以,古人在建筑防火上是虚实结合,经验丰富。

在形而上的“虚”方面来看:古人的防火文章也做到了家。与“水”有关的元素在中式建筑中比比皆是,那都是古人防火意识的折射。

比如,带“水”的名字。文渊阁、文澜阁、文溯阁、文津阁,多用有水的名称来压火。

当然还有一些构件,雕塑,花纹也和水有关联。

而从“实”的角度来看:木质建筑群在我国古代是最常见的城市建筑特点,一旦发生火灾,会在很短的时间内蔓延到其他建筑,为了避免“火烧连营”的巨大风险,聪明的古人想出了分隔技术,在可燃物之间做技术处理,涂上湿润的泥土,形成一个不可燃的保护层。

衍变到今天,就称为“防火墙”。

像南方建筑中最常见的“马头墙”,现代的意义往往美观大于实用,但其实在古代民居中,马头墙的存在,就是出于隔断防火的!

南方常见的马头墙(图片来源:网络)

当然现代社会有防火器材,古代民居中也会必备水槽水缸等物件来预防临时遭遇的火情。

水缸是传统民居的必备(图片来源:网络)

身兼鱼塘,水槽功能于一体的功能(图片来源:网络)

然后我们再看看古代建筑关于“防盗”的智慧:

1、门栓,门锁:

锁,已经成为了一门艺术(图片来源:网络)

字母连环门栓(图片来源:网络)

这种门闩结构复杂,甚至还在大门之上装了小门,有点像如今流行的子母防盗门结构。古人的智慧的确令人叹为观止。

最常见的门栓(图片来源:网络)

古代的建筑基本都是木质,最常见的防盗手段就是门栓,上下两个门栓利用门杠可以直接卡住两扇门,从门外很难推开,增加了安全系数。

2、围合式住宅设计,山墙防火还防贼

传统民居的高墙和建筑山墙,不仅防火,一般还高于房间墙体,古代小偷进去了很容易被“瓮中捉鳖”。

大家看看这个山墙(图片来源:网络)

3、弧形围墙有门道:既美观,又防贼

弧形围墙(图片来源:网络)

弧形围墙(图片来源:网络)

这样的设计还有门道,往往上面的瓦不是实心堆砌的,会有空心瓦和虚设瓦片的情况(但是从外表根本看不出来),就设置在可能有不测之心的人试图攀爬借力的地方,而这样的墙两侧一般都是不种绿植的硬石路面,如果“梁上君子”遇到空心瓦,结果可想而知。(哈哈哈哈,比现在装铁丝和砌玻璃渣子的办法美观多了。)

弘扬中国历史文化精髓,再现历史悠久的中国传统人居营建智慧。

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