朝向+选材+结构,紫禁城里的采光“黑科技”-建昌新闻

                                                                        2019年11月15日 7:06 来源:建昌新闻 编辑:5分快3什么软件

                                                                        5分快3什么软件

                                                                        【蔡元培故居再出售】

                                                                        太阳光线在金砖地面产生的反射♂□。图片来源于故宫博物院官网紫禁城是明清帝王执政和生活的场所﹡,其建筑集我国古代优秀文化、艺术及科技于一体π〇。从满足人们在建筑内部的日常活动角度而言∵,建筑内部采光是极其重要的保障♂□┊。古代没有当今社会高科技手段的照明系统﹡,如何最大程度地引进自然界的外部光源□,则成为紫禁城建造者需要解决的重要问题π。

                                                                        这是因为↑,我国地处北半球┊π↑,太阳光从南向北照射∴∟。因地球的南北两极并非垂直〇♀□,而是与太阳有一定的倾斜角度◇,地球在围绕太阳公转时☆♀⌒,太阳光线在南回归线与北回归线之间来回移动∟↑,四季阳光照射的高度角是不一样的△π△。北京地区的太阳高度角夏季约为76度◇♂☆,冬季约为27度⊙□△。屋檐往外挑出一定的尺寸∵△◇,使得建筑外部的阳光照射达到某种特定的效果:在夏天且早上温度较低时♀〇,其照射到建筑内部♂♂,随着室外温度升高↑,太阳照射室内范围逐渐减小△□∴,正午时分□,阳光几乎位于建筑正上方⊙,其只能照射到檐柱外面〇⊿。这样有利于避免室内光线过于强烈□,且有利于避免室内过热;而在冬天早上时♂∵∵,阳光尚未照入室内∟┊∵,随着太阳角度升起△π,建筑内部逐渐接受光照∟,而到正午时分□♂,阳光几乎正好射入了室内最内侧墙位置⊿。这样有利于室内获得最佳的亮度↑?π,且有利于避免室内过冷♂。

                                                                        建筑内部的材料可反射光源⌒♂。建筑材料对光照可产生明显的影响↑﹡,古人利用反射率较高的材料将光线更加有效的引入建筑内部空间?∵☆。如宋代范成大著《桂海虞衡志》载有:“土人以石灰圬壁◇□〇,及未干时以滑石末拂拭之〇∟∵,光莹如玉”⌒,意思是在建筑室内的墙壁上抹上滑石后﹡♂⊿,墙壁会闪闪发光;清代李渔著《笠翁偶集·居室部》载有:“石灰垩壁♀,磨使极光□⌒,上着也;其次则用纸糊∵◇〇,纸糊可使屋柱窗楹共为一色”⊿♂,意思是用白灰粉刷墙面π,再用纸糊↑?,通过反光作用可增加室内的光线∵▽?。紫禁城宫殿建筑的采光离不开光线在建筑内部的反射♂π,而这种反射作用主要通过墙体和地面材料进行∵☆。

                                                                        养心殿成为紫禁城中第一个装上玻璃的宫殿⌒。与高丽纸相比□⌒▽,平板玻璃不论在耐久性、透光率?﹡,还是美观上∴△,都具有更好的效果□▽〇。自此??▽,紫禁城宫殿建筑中开始使用玻璃作为窗户的透光材料┊∵。玻璃的应用∴♂π,大大地改善了紫禁城内的采光条件〇,更加有利于宫廷人员在建筑内部的活动⊿。

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                                                                        相比而言﹡∴,紫禁城古建筑的大挑檐阻挡了大量直射光经由门窗直接直射入殿内﹡∵,少部分直射光射入建筑地面▽∵,经由地面漫反射到殿内其他地方﹡◇。外部直射光经过挑檐的过滤和遮挡变得柔和☆♂。不仅如此△▽,紫禁城古建筑挑檐做法在夏天有利于避免阳光在正午时间照入室内﹡,而在冬天正午时分阳光则恰能照入建筑最深处□?∴,以获得建筑内部最佳的采光效果π﹡。

                                                                        (作者系故宫博物院研究馆员)

                                                                        门窗是建筑内部采光的重要通道﹡﹡⊙。紫禁城建筑的早期∴♂♀,门窗都是用纸裱糊的∴。宫廷里所用窗户纸质量上乘、采光及防风御寒效果好☆〇☆,糊饰门窗必须使用最好的高丽纸♂△,因为这种纸张是一种用绵茧或桑皮制造的白色绵纸﹡,这种韧皮纸制作出来之后◇⊿∟,还会放到油里进行浸泡☆∴,一来是增加纸张的透光度?,二来是能够进一步增加纸张的韧性?♂〇。从清代康熙朝开始┊♀♀,随着社会的稳定♂∟⊿,经济的发展▽,海关的开放▽,海上贸易得到发展□∵┊,平板玻璃也随之输入我国♀∟π,并开始使用于紫禁城建筑门窗上☆。

                                                                        紫禁城建筑内部有光润如玉的金砖地面、朱红的立柱和浅黄色的墙壁∟┊?,其表面均有光泽♂,反射率较高;而建筑内部的青绿色的顶棚表面没有光泽┊∴,反射率低▽♀⊙。前者经光斜向照射时〇∴♂,给人们以质感强烈的感觉⊙⊿∟,增加了建筑内部的亮度↑π,且由于光影效果?,构件表面会出现明暗变化♂♀☆,显出轮廓;后者当阳光照射到其表面上时〇∟,则给人们以质感平淡的感觉⌒♀⌒,表面会反射出较浅的漫射光〇。另外⌒♀,光线射入建筑内部后∴♀,由于顶棚的反射率低于地面和墙面的反射率〇,所以投入建筑内部的光线方向是由下向上的□♂,因而建筑内部的下方有着清晰的光影π,便于帝后在其中的活动♂,而建筑内部的上方给人以柔和之感π。这些来自地面的自下而上的光与来自其表面的漫射光∵☆,使得紫禁城建筑内部光线亮度适宜⊿,达到视觉与感觉的完美相融♂。

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                                                                        我国古代工匠具有丰富的智慧∵π┊,他们采取了多个科学的采光方法∵▽,满足了建筑内部的采光需求∟↑∵。“坐北朝南”的布局有利于建筑采光♂☆。当建筑的门窗朝南开时⊿,称为建筑的布局为“坐北朝南”﹡⊙∴。我国古建筑多为坐北朝南的布局⌒,如先秦文献《诗经·小雅·斯干》记载▽♀,“哙哙其正☆∴,哕哕其冥∴?。君子攸宁”∟┊,意思就是指只见正殿(北房)宽敞明亮◇,偏殿富丽堂皇∴,利于君王休息♀◇。紫禁城古建筑群中重要的宫殿均为坐北朝南♂♂,在建筑南侧通开门窗〇◇↑,北部则大部门为墙体⊿┊⊿,这种布局方式有利于建筑采光△⊿?。太和殿南立面共有11个开间(开间即在长度方向上的柱距)♂﹡┊,每个开间均设有隔扇门或窗♀↑?。当隔扇门及窗开启时△,殿外的光线很容易照射进来☆。其地理学的主要原因在于:我国位于北半球∟┊♂,在亚洲的东部∵♀,太平洋的西岸〇△,北回归线穿过我国南部♂。我国绝大部分领土在北温带┊☆┊,在这一广大地区⊙☆∴,太阳多从东偏南升起♂,从西边落下△。太和殿门窗朝南↑∟∟,可使更多的太阳光线斜射到殿内┊,以获得最多的采光量♀⌒▽,且在夏季可避免太阳直晒♂↑,在冬季有利于避免西北寒风侵袭☆∟。

                                                                        屋檐起翘有利于光源的引入♂∵。紫禁城古建筑屋顶檐部向外挑出(一般为柱高的1/3左右)▽,并略带上翘的弧度♂◇,形成优美的曲线□⊙,称为挑檐∴π。这种曲线形屋面檐口上翘的做法♂↑◇,遮蔽阳光少⊿,有利于建筑内部的采光⊿♂。紫禁城古建筑挑檐做法与现代建筑挑檐有明显区别⊙π┊。现代建筑一般没有大的挑檐∴♂,太阳光透过窗玻璃直接进入室内┊□∟,使室内明亮?,但在夏季过量光线射入室内同时会带进大量热量◇,导致空调能耗的上升⊿,且因为窗口亮度较高☆☆,给室内的人们带来直接眩光和反射眩光的干扰♂。

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