劉聰 嚴(yán)子茜
摘要:冰屋和蒙古包,雖然隔著半個(gè)地球,卻在形態(tài)和構(gòu)造上有很多相似之處?;诖?,文章從歷史和氣候上歸納二者的形成原因,并從空間格局和構(gòu)造體系分析其特點(diǎn)。通過(guò)中外這兩種傳統(tǒng)民居的比較,闡釋其對(duì)低碳時(shí)代建筑設(shè)計(jì)的啟示,對(duì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展有深遠(yuǎn)的影響。
關(guān)鍵詞:冰屋;蒙古包;中外傳統(tǒng)民居
中圖分類號(hào):TU241 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1004-9436(2022)15-0-03
在傳統(tǒng)建筑中,材料和技術(shù)條件有限,建筑的空間和形態(tài)需要對(duì)自然狀況作出適應(yīng)。但隨著科學(xué)技術(shù)的飛躍式發(fā)展,現(xiàn)代建筑依賴各種設(shè)備技術(shù),在建筑空間設(shè)計(jì)層面削弱了對(duì)氣候適應(yīng)性的思考[1]。然而,地域性的氣候條件一直存在,因此,在空間設(shè)計(jì)上需要繼承建筑傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中的智慧,創(chuàng)造性地發(fā)展地域性現(xiàn)代建筑。當(dāng)下,低碳環(huán)保理念對(duì)建筑發(fā)展提出了全新的挑戰(zhàn),建筑設(shè)計(jì)有責(zé)任為這個(gè)時(shí)代的建筑空間形態(tài)設(shè)計(jì)尋找扎實(shí)的基點(diǎn)。
自匈奴時(shí)期(公元前3世紀(jì)至公元91年),蒙古包就已出現(xiàn),一直沿用到現(xiàn)在,并發(fā)展出了新的形式。蒙古包一般由高130~160 cm、長(zhǎng)230 cm左右的數(shù)塊網(wǎng)格組成側(cè)壁。網(wǎng)格由條木編成,圍成圓形,上面的椽子呈傘骨狀與側(cè)壁連接,頂部為圓形天窗。帳頂和側(cè)壁覆蓋毛氈,用繩索固定。而4000多年前,遠(yuǎn)在北極圈內(nèi)的格陵蘭島、加拿大的北冰洋沿岸和美國(guó)的阿拉斯加,因紐特人在沒(méi)有任何工具可以借助的茫茫冰原上,實(shí)踐出了一種可靠的冰屋建造方法。冰屋就地取材,用密度極高的雪磚不斷壓制壘建,形成穹隆狀張掛毛皮的圓頂小屋,半球形的冰屋從外表來(lái)看很像一個(gè)小小的蒙古包。雖然這兩種傳統(tǒng)民居隔著半個(gè)地球,但是在空間布局上有很多相似點(diǎn)。因此,本文從人文和自然角度分別進(jìn)行比較,涉及其結(jié)構(gòu)、材料、形狀等,并挖掘兩種民居形成的歷史及地理原因,從中汲取智慧手段,啟迪低碳時(shí)代的建筑設(shè)計(jì)發(fā)展。
1 歷史、氣候概況
蒙古民族的名稱起源于蒙古地區(qū)東北部的一個(gè)室韋部落——蒙兀室韋,其居地在望建河(今額爾古納河)。后來(lái),1206年成吉思汗統(tǒng)一草原,建立了蒙古汗國(guó),蒙古由此成為一個(gè)新興民族的共同稱謂?!懊晒拧逼湟鉃椤坝篮阒稹保瑒e稱為“馬背民族”。蒙古族是一個(gè)傳統(tǒng)游牧民族,是中國(guó)的少數(shù)民族之一,他們以畜牧為生,世代居住在草原上,過(guò)著游牧生活,隨水草遷徙。這種生活方式在當(dāng)代社會(huì)已被弱化,但仍可作為蒙古族的重要標(biāo)志。蒙古族主要分布在內(nèi)蒙古自治區(qū),以及黑龍江、吉林、遼寧、甘肅、青海、新疆等省區(qū)(見(jiàn)圖1)。大部分地區(qū)屬溫帶氣候,部分屬寒溫帶氣候。全區(qū)地處中緯度西風(fēng)帶,且作為內(nèi)陸腹地,有較強(qiáng)的大陸性氣候特征,多數(shù)地區(qū)干旱少雨,溫差較大。春季氣溫驟升,風(fēng)沙時(shí)發(fā);夏季短促溫?zé)?,降水集中;秋季氣溫劇降,霜凍頻現(xiàn);冬季寒冷漫長(zhǎng),寒潮襲來(lái)。在建筑熱工分區(qū),基本處于嚴(yán)寒地區(qū)。
因紐特人屬于黃種人,主要表現(xiàn)出蒙古人的種族特征。據(jù)研究,因紐特人的祖先其實(shí)來(lái)自亞洲。在幾千年前,因紐特人生活在亞洲大陸上,但由于沒(méi)有固定的居住地和穩(wěn)定的食物來(lái)源,再加上人口擴(kuò)張,因此不得不四處遷徙以尋找食物。他們自亞洲出發(fā),跨過(guò)白令海峽向美洲遷徙,卻因受到美洲印第安人的堵截和殺戮而退至北極圈內(nèi),并且在北極生存了下來(lái),世世代代沒(méi)有離開(kāi)。他們的生活區(qū)域地處北寒帶與北溫帶的分界線,北緯66°34',與黃赤交角互余,主要包括北極圈內(nèi)的格陵蘭島、北歐、加拿大北部以及俄羅斯北部,大部分地區(qū)是北冰洋。由于北極圈內(nèi)日照短暫,太陽(yáng)高度角?。ㄍ干錈崃繙p少),以及北極圈地表冰蓋對(duì)陽(yáng)光的反射(反射熱量增多),這些區(qū)域冬季寒冷漫長(zhǎng),夏季短暫涼爽。同時(shí),由于十分嚴(yán)寒,因此北冰洋區(qū)域內(nèi)的生物種類也相對(duì)較少。
2 形態(tài)格局
不同于中國(guó)古代江南的園林建筑和宮殿建筑,作為北方游牧民族的文化樣本,蒙古包體現(xiàn)了當(dāng)時(shí)適應(yīng)氣候和習(xí)俗的建筑形式。蒙古包為東南朝向,因?yàn)楣糯狈讲菰褡宄缟刑?yáng),有朝日的習(xí)俗。但這種建筑朝東南向而設(shè)的習(xí)慣不止是一種信仰,還由于其居住地區(qū)地處高寒地帶,冬季多西北風(fēng),這一朝向能避開(kāi)西伯利亞的強(qiáng)冷空氣,抵御嚴(yán)寒和風(fēng)雪,體現(xiàn)了草原人民適應(yīng)自然環(huán)境的智慧和創(chuàng)造。
蒙古包由圓形天窗(套腦)、椽子(奧尼)、門(烏德)、墻(哈納)四部分組成(見(jiàn)圖2a)。哈納是由細(xì)木桿編制成的菱形網(wǎng)片,椽子為柳木制成,由氈子作為圓形圍壁,木質(zhì)門,還有皮繩和鬃繩。蒙古包冬季和春季用毛氈覆蓋,夏季和秋季用白布作為圍護(hù),以適應(yīng)不同的氣候;在天氣特別炎熱的時(shí)候,則將下面的氈子掀起一角,用繩子固定,里面的哈納露出,可以通風(fēng),使室內(nèi)變得更加涼快(見(jiàn)圖2b)。蒙古包室內(nèi)空氣流通,采光好,冬季溫暖,夏季涼爽。其頂部呈半圓形,風(fēng)雪來(lái)臨時(shí)不容易產(chǎn)生積雪,雨水也難以致使包頂存水,此外,圓弧形的結(jié)構(gòu)在受到風(fēng)暴襲擊時(shí)不易被破壞。蒙古包的形態(tài)雖然造成內(nèi)部空間存在一定的局限性,但從抗寒角度考慮,該體形系數(shù)較小,減少了與外界對(duì)流換熱的接觸面,有減少散熱的效果。再搭配2~3層毛氈作為覆面材料,能夠保證蒙古包內(nèi)的溫度不會(huì)出現(xiàn)大范圍波動(dòng)。
北極圈內(nèi),因紐特人的冰屋可以吃飯睡覺(jué),甚至可以生火取暖。冰屋基本只有門口掛著獸皮門簾,其他位置沒(méi)有窗子,是凍結(jié)成一體的。冰是熱的不良導(dǎo)體,冰雪中的空氣導(dǎo)熱性很差,這樣能夠減少室內(nèi)外空氣換熱。與此同時(shí),因紐特人在修建冰屋的時(shí)候十分巧妙地利用了氣流,冰屋內(nèi)的熱空氣上升,使暖氣都能夠在屋內(nèi)聚集,不會(huì)流散,而在室外冷氣的作用下,屋內(nèi)的熱氣也不會(huì)融化冰塊。所以冰屋看著冰冷,實(shí)則內(nèi)部暖和,可以達(dá)到2~5℃,甚至更高。冰屋呈圓拱形,外壁為圓弧形,狂風(fēng)吹過(guò)時(shí)會(huì)有部分從上部外壁刮過(guò)(見(jiàn)圖3),將狂風(fēng)分流,且球狀結(jié)構(gòu)更經(jīng)得起暴風(fēng)雪的襲擊。
3 構(gòu)造體系
建造蒙古包,一般選在水草適宜的地方。根據(jù)蒙古包的大小圈定一個(gè)圓,然后沿著畫好的圓架設(shè)編制好的菱形網(wǎng)片(哈納),頂部架上固定天窗(套腦)支架,以天窗為中心綁扎細(xì)椽子(奧尼),呈活動(dòng)傘蓋式,頂高4 m,周邊高2 m,全由輕質(zhì)沙柳做成骨架,用駝繩綁扎固定,門朝著東向或東南向開(kāi)設(shè)。圓頂套腦上裝飾有美麗的花紋,直徑約為1.5 m(見(jiàn)圖2a)。包頂呈圓錐體,將哈納和奧尼按圓形銜接在一起綁好,然后搭上毛氈,用一塊矩形毛氈覆蓋套腦用以過(guò)夜或防雨雪,最后用毛繩系牢。蒙古包巧妙的組合結(jié)構(gòu)使其搭建迅速、拆卸容易,且方便運(yùn)輸[3],兩三個(gè)人在一兩個(gè)小時(shí)內(nèi)就可以搭建或拆除一個(gè)蒙古包。另外,與現(xiàn)代建筑比,其資源能耗明顯降低。整個(gè)蒙古包在選材上全部使用可再生能源,對(duì)草原環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生較大影響。
冰屋的建造首先會(huì)將冰切成冰塊交錯(cuò)堆積起來(lái)(見(jiàn)圖4a),然后再往上面澆水,水的作用就好比混凝土的作用,能夠讓冰塊之間迅速相連,最后再蓋上雪,并在下面留一個(gè)小門。冰屋在建造過(guò)程中使用的是螺旋形傾斜上升的冰墻(見(jiàn)圖4b)。因紐特人在建造冰屋的時(shí)候,故意把冰磚帶一點(diǎn)傾斜往上堆放,并呈螺旋上升的走勢(shì)[4],這樣做的好處是能夠保證氣流螺旋上升,有效地把屋內(nèi)多余的熱氣揮散出去,防止熱氣淤積在冰墻表面導(dǎo)致冰墻融化。雪磚逐漸合攏,最后僅留下正上方的洞口。從內(nèi)部向上塞出去一塊雪磚,然后用雪刀切割,讓這塊雪磚剛好契合這個(gè)洞口,就像拱結(jié)構(gòu)的拱頂石一樣。不過(guò),這時(shí)的冰屋并未建成,只算完成了一半工作,需要在半球形屋頂對(duì)應(yīng)地面深挖一個(gè)坑,作為雪屋的重要組成部分。冰屋以地平線為基點(diǎn),一半壘成,一半鑿成,既向天空發(fā)展,又向地下挖掘。向上壘一屋頂,但不用太高,向下鑿一個(gè)深坑,作為屋子的主體空間,簡(jiǎn)便可靠。這種深挖洞、淺筑頂?shù)淖龇ú粌H安全,且冬日居于地下也要比居于地上要更加溫暖。最后,在拱頂用雪刀切一個(gè)門出來(lái),在雪磚縫隙撒上雪,既可以增加接縫強(qiáng)度,又可以阻隔冷空氣,這時(shí)冰屋建造才算完成。
冰屋建造起來(lái)十分方便,當(dāng)?shù)赜薪?jīng)驗(yàn)的匠人只需兩人搭配就能用一天的時(shí)間建好一座冰屋。建筑材料就地取材,只使用冰雪,十分環(huán)保。但在這種房屋使用明火的話,不可避免地會(huì)對(duì)其造成一定的影響,盡管外面零下幾十度的低溫可以迅速把水凍成冰,但長(zhǎng)此以往,冰屋還是會(huì)發(fā)生變形,所以一間冰屋的使用壽命大致在50天左右。因紐特人需要不斷地建造新的冰屋,而廢棄的冰屋本身就是環(huán)境的一部分,不存在環(huán)境污染。
4 兩種民居的新發(fā)展
傳統(tǒng)蒙古包采暖能耗較高,溫度波動(dòng)過(guò)大,并且圓形的建筑形態(tài)有其空間局限性。因此,圍護(hù)體系選用保溫蓄熱更優(yōu)的柔性材料替代毛氈,在平面上參考現(xiàn)代戶型,利用模塊拼接豐富平面功能,構(gòu)成新生蒙古包(見(jiàn)圖5)。
冰屋的體型有利于保溫隔熱,但其建筑功能和美學(xué)難以迎合當(dāng)下需求??諝怆m然是熱的不良導(dǎo)體,但保溫隔熱效果存在較大的局限性。具體可以選擇復(fù)合冰殼結(jié)構(gòu)增強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱惰性。不過(guò),隨著現(xiàn)代文明的推演,因紐特人的生活方式逐漸西化,傳統(tǒng)冰屋更多成為一種文化符號(hào)[5]。
5 結(jié)語(yǔ)
從歷史背景來(lái)看,因紐特人可能來(lái)源于蒙古族的遷徙,因此小冰屋與蒙古包在空間格局和構(gòu)造體系都有一定的相似性,而且巧妙地運(yùn)用自身掌握的技術(shù)適應(yīng)了生活區(qū)域的氣候變化,這一點(diǎn)在朝向、選址以及原材料的循環(huán)利用上都得到了充分體現(xiàn)。不論在原始社會(huì)還是在現(xiàn)代城市,建筑節(jié)能原理一直被提倡、運(yùn)用與發(fā)展,它們之間是有規(guī)律可循的。節(jié)能建筑通過(guò)對(duì)環(huán)境條件進(jìn)行深入調(diào)研,為使用者營(yíng)造環(huán)保、高效、舒適的工作生活環(huán)境,使用者在居住過(guò)程中也能持續(xù)節(jié)能降耗,而這些能源節(jié)約成本將在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中得以體現(xiàn),對(duì)我國(guó)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展有深遠(yuǎn)的影響。作為設(shè)計(jì)師,必須學(xué)習(xí)中外民居設(shè)計(jì)中的一些巧思,使建筑設(shè)計(jì)在滿足自由、舒適、和諧等條件的同時(shí),做到綠色、生態(tài)、環(huán)保。
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作者簡(jiǎn)介:劉聰(1986—),女,江蘇宿遷人,博士,講師,研究方向:綠色建筑。
嚴(yán)子茜(2003—),女,江蘇蘇州人,本科在讀,研究方向:傳統(tǒng)民居。