气候与建筑形式

气候与建筑形式、功能气候因素（日照、降雨、风、温度、湿度等）直接影响建筑的功能、形式、维护结构等。因地理纬度、海陆分布、地形和洋流特征的不同，世界被划分成七大类型气候区。地球上各个地区巨大的气候差异、在现代人工环境技术尚未出现的时代，在现在还未能采用这些技术的地区，造成了建筑的巨大的地区差异。各气候区的建筑受气候条件制约功能各异，因此为满足人们的日常生活需要，建筑形式之间也各有差异。热带地区在热带和赤道地区，终年皆夏，温度较高，空气潮湿，因此，通风降温成为房屋居住的主要要求，房屋窗户要大而多，通透性好，多面向海风或山谷风方向。热带雨林气候区终年高温多雨，各月平均气温在25～28°C之间，年降水量可达2000毫米以上。季节分配均匀，无干旱期。主要出现在南美洲亚马孙平原，非洲刚果盆地和几内亚湾沿岸、亚洲的马来群岛大部和马来半岛南部。热带地区农村民居的另一大类就是干栏式建筑。这种建筑一般先夯木柱，上架横木，然后再在上面造屋。上层住人，因为高处通风凉爽，同时也避免地面潮湿和蛇虫蚊蝇叮咬；下层圈养家畜或放一些杂物。我国云南西双版纳的孔明帽式竹楼，就是干栏式建筑的一种典型代表。过去竹楼都用长竹片条编墙和地板。通过墙壁空隙，晚上可见星星；人踩在地板上弹性很强。但近年来随着傣族人民生活水平的提高，竹楼正慢慢被木楼代替，但房屋的结构和形状都没有变化。干栏式建筑也遍及东南亚和世界各地，但住法略有差异。例如澳大利亚的有些地方，干季中人是睡在楼下的，因为进出方便。而新几内亚人的高脚木屋下层更是作为日常的家庭劳作、接待客人和取暖做饭的地方，上层只是晚上用来睡觉而已。这就要看当地气候的干湿和风俗习惯了。热带雨林建筑最大的特点是他的船型屋顶，坡度陡且屋顶大，在热带雨林地区，易于排水。由于热带地区总体日照时间较长，气温相对较高。为了隔热，采取了一些内庭布置措施，使院内大部分处于变化的日影区，院内气温较低，建筑外部气温较高。这种庭院的合理布局使院内外形成一定温差，产生冷热气压差，导致气流形成，有利于建筑内外的自然通风。庭院内的时间滞后现象保持了庭院的地面层周围空地的温度相对较冷，地窖的庭院一直很冷，因为它没有受到任何太阳直射。庭院的顶部和墙面的温度上升，影响到庭院第二层周围空间的内部空气温度上升。而底层，则因墙壁较厚，受到日照时间相对滞后，并且得到了建筑上部所提供的遮荫保护，保持相对凉爽的状态。另外，庭院内的绿色植被对于保护庭院的地面免遭太阳直射、减少炫目现象、增加湿度具有重要的作用。阿拉伯建筑一贯具有内向型特点，特别是住宅建筑，它们彼此相连、聚在一起，迎风面极少开设外窗，外窗常在建筑背风面设置，有利于自然通风和降温。总体而言，外部门窗少和窗面积小是阿拉伯建筑造型的一个特点。究其原因是多种因素相互作用的结果，气候是其中的一个重要因素。这类建筑门窗之设置有利于夜间或冬季室内热量和废气外排，同理，有利于在白天或夏季的热压而强化由外向内的通风，有助于散热。热带沙漠气候是大陆性气候的极端情况。副热带沙漠分布最广，基本原因就是少雨，植物难以生存，植物种类和数量极其稀少。地表裸露，空气十分干燥，极少水分。白天太阳辐射强，地面加热迅速，气温可高达60～70℃。上升气流强，但因空气干燥，极少成云致雨，只有狂风沙尘。夜间地面，冷却极强，甚至可以降到0℃以下。由此，气温日变化非常大。可以高达50℃以上。因此，这一地区建筑多采用厚墙、小窗。厚厚的墙壁具有很高的隔热性能，因此，外墙门窗面积小，有利于减少室外炎热空气的热量向内渗透，当地建筑的纳风口相应和出风口的位置和窗面积的大小都极为讲究，一切都是为了建筑的隔热和通风。厚墙可以减少白天室外太阳热量的传人，尽量保持夜间获得凉爽气温。小窗可以减少白天的通风量以减少室内外的热量交换。有些热带沙漠地区每十年的降雨量，只能用毫米来度量，而在沙漠的某些部分，已经数百年都没有出现过丝毫的降水迹象。居民不知雨伞是啥收集雾气充当饮水，有些城市全年仅有20个有云彩的日子，其余全是晴空，平均年降水量3毫米，而周围大部分地方更是40年至100年没有下过雨，全城没有排水设施，由于几乎没有雨水，房屋都没有挡雨的房檐，屋顶大都建成平的，不必考虑排水的斜度。有的人家还在屋顶上砌一圈矮墙，用来堆放家庭杂物。城市里尽管街道纵横交错，但马路上却没有排水道。大部分人不知雨伞、雨衣是何物，大大小小的商店里也没有防雨商品可卖。由于缺乏防雨设施，即使一点降雨也会引起全城骚动，把人们弄得手忙脚乱。二、亚热带地区亚热带又称副热带，是地球上的一种气候地带。一般亚热带位于温带靠近热带的地区（大致23.5°N-40°N、23.5°S-40°S附近）。亚热带的气候特点是其夏季与热带相似，但冬季明显比热带冷。最冷月均温在0摄氏度以上。主要特点：夏季炎热干燥，高温少雨，冬季温和湿润。冬季气温5～10℃，夏季21～27℃。年降水量约350～900毫米，集中于冬季，夏半年降水量只占全年降水的20～40%，最大月降水量是最小月降水量的3倍以上。合掌屋的特征是不用任何钉子，只用绳子绑扎或采用较有黏性的木头来接合房屋架构。歧阜县是日本有名的豪雪地带，屋顶特别建成倾斜的60度，既防止雨水浸透，又可让雪滑落避免积雪。屋顶所铺的茅草，厚度达七八十厘米，阳光的热力及寒风的冷气都不容易透进来，整栋屋子冬暖夏凉，住起来相当舒适。在季节性泛滥的地区，例如柬埔寨金边湖周围，及湄公河三角洲同塔梅平原和前、后江平原地区，都是旱季可种田、雨季好捕鱼的鱼米之乡。这些地区农民都住在高脚房屋中，旱季中可上楼下楼，雨季中跨出门槛便是水，坐着小船出入，有着独特的居住方式。冈维埃的水上房屋，建筑在插入水底的木桩上，屋顶多覆有很厚的茅草，隔热很好。墙和地板都用柳树枝编成，易于透风散热。每座房屋都有楼梯通到水面，独木舟是当地居民的主要交通工具。村中还有水上集市。贝宁的水上村庄大约形成在17世纪初，据记载是因为北方邻国入侵，居民被迫迁到湖内居住，从此世世代代延续下来。目前贝宁共有30个水上村庄，冈维埃是其中最大的一个，约有居民2万人。东南亚加里曼丹岛北部的文莱国首都文莱市附近的文莱河上，也有6个水上村庄，有东方威尼斯之称。居民总数约28000人。他们也是居住在立在水中的高脚木屋里。屋子地板高出水面约2米，涨潮时伸手可及水面。为了便于同村人来往，屋与屋之间都有木板桥连接，或用木舟、般板、汽艇作交通工具三、温带气候区冬冷夏热，四季分明，是温带气候区的显著特点从全球分布来看，温带气候的情况比较复杂多样。根据地区和降水特点的不同，可分为温带海洋性气候、温带大陆性气候、温带季风气候几种类型。温带海洋性气候区主要分布在欧洲西海岸、南美洲智利南部沿海以及新西兰、北美阿拉斯加南部等地区。这些地方由于受海洋西风的影响，冬季温暖，夏无酷暑，全年湿润多雨，降水分配比较均匀。温带大陆性气候区主要分布在亚欧大陆和北美洲的内陆地区。这些地方受大陆性气团的控制和影响，冬季寒冷，夏季炎热，空气干燥，降水量较少。远离海洋，降水少、温差大，气候严寒，大陆性气候特征明显，冬春干旱多风沙，盛行偏北风，故住宅一般不开北窗。早期爱尔兰建筑都是木结构的，因此没有保存下来。10～12世纪才普遍出现石头建筑。教堂数量虽多，但都很小。最好的例子是加勒鲁斯带翅托结构的石头小礼拜堂，形状像倒置的船，不用灰浆。值得注意的是修建在大西洋中的斯凯林·米凯尔岩石山上的修道院。早期石头教堂最好的例子是圣凯文教堂。修道院建筑的特点是圆塔──是钟楼，也是修道士避难所,时限是9世纪晚期到12世纪晚期。都铎建筑形体复杂起伏，保留了歌特式建筑的塔楼，但构图中间突出，两旁对称，是文艺复兴建筑的特点。此外，都铎时期出现了许多露木结构的民间住宅，这种建筑深色的外露木构架和白色的墙壁形成鲜明的对比，极具民族特色。一般来说，都铎式特点为有突出的交叉骨架山墙，也有两个或者三个砖石砌的大烟囱，并有装饰线脚；墙体采用砖石及抹灰等材料组合而成，这类建筑喜用凸窗，用狭长的窗扇组成，双悬式或棱形窗也较普遍，入口用石料砌成拱形边框，非常特别。地中海式气候区气候特点：临近大洋的地中海气候区域，因为沿岸有寒流经过，受到海陆风的影响，夏季凉爽，少日照而多雾，最热月在22摄氏度以下。离大洋稍远的地中海气候区，夏季受不到寒流的调节，在副高的控制，夏温很高，最热月在22摄氏度以上。日照较多，年较差比凉夏型的要大。地中海天气晴朗，环境优美，建筑设计多是不对称，不规整的，高高低低，饶有趣味，是很民间的做法。特别是西班牙、葡萄牙、法国、意大利、希腊这些国家的住宅，红瓦白墙，干打垒的厚墙以及遮蔽夏天的炎热和直接光照，众多的回廊，穿堂，过道，一方面可以欣赏海景的长度，另一方面利用风道增加空气的对流，形成穿堂风这样被动式的降温效果：铁铸的把手和窗栏，厚木的窗门，简朴的方形吸潮地砖，四水归堂的天井院子里面大多有个阿拉伯式的小水池。四、冷温带气候区冷温带气候带一般指中高纬度的地方，大体在纬度45与极圈之间，终年在西风带控制之下。冬季寒冷而漫长，夏季温和且短促。冷温带因为锋面气旋活动频繁，降水量较多，是地球上的第二个多雨带。大陆西部年降水量500～1000毫米，全年分配均匀，但冬季雨量稍多于夏季，冬季以降雪为主。大陆东部年降水量也在500～1000毫米之间，主要分配在夏季，多为对流雨，并未减少日照，所以大陆东部夏季高温，多雨，多日照，成为农业的理想气候。不过在冷温带内陆，气候干燥寒冷，日光充足，降水稀少，与大陆西部和东部都不相同。冷温带地区建筑的主要特点是保温防冻，为防寒保暖，采取围院形式建筑，且房屋紧凑，屋顶形式为一面坡和两面坡并存。为便于排水，屋顶坡度较陡。房屋保温性能非常好，墙壁使用多层保温，玻璃一般都是双层的。新的房子里每家住房都有自己的桑拿室，能容纳2-3个人。老的公寓里，通常是整个楼有公用的桑拿室，经常还有共用的储藏间和冷库开放式厨房，厨房必备烤箱，水是有冷水和热水，冷水可以直接饮用。另外厨房里碗柜是直接建在水池上的，洗完碗之后，不用把水搽干就可以直接放入碗柜里晾干。在我国东北，农村房屋普遍采用做饭余热烧炕的办法来取暖。一般两间为一套，内间是卧室，以炕代床。炕是用砖和泥砌成的，上铺炕席，横贯内屋南侧，炕中部有火道，一头通外间的灶，一头通烟囱。每天三餐饭，再加上烧水、熬猪食，就把炕烧暖了。白天，南窗又充分接受了丰富的太阳热量，所以即使天天都是零下二三十摄氏度的严寒，也不再需要专门的取暖设备了。除了火炕以外，我国北方各地农村冬季还有地炉、火墙等其他多种取暖方式。地炉的炉子是落地的，既用来取暖，也可烧水、做饭。火墙大多在招待所和旅店采用，在室外生火，房间的侧墙或房内的火墙就是巨型的“暖气片”。北方城市居民则一般采取暖气或火炉取暖。我国新疆最北部的阿勒太地区，冬季比欧洲更冷，富蕴曾出现过我国低温的亚军——零下51.8℃。有机会到当地农村老乡家里作客，都会感到房子外观很大，可是一进屋又觉得挺紧凑，原来这种房子的墙壁厚达2尺半（1米=3尺）左右。少数地方还有在厚墙中填满干的畜粪，长期慢燃，以代替火墙取暖的。多雨潮湿地区的房顶，除了用瓦以外，也还有其他许多因地制宜的材料。例如，贵州山区用层理平整的天然薄石片为瓦（约一尺左右见方），也美观实用；有些山区劈粗竹、通竹节为长瓦，屋内也可不漏雨；西双版纳、德宏自治州的香茅盾草、东帝汶的棕榈叶、西萨摩亚的椰树叶等也都是取之不尽的房顶材料。相反，我国内陆西北干旱地区虽也有以瓦为顶的（例如宁夏），但却只有仰瓦而无复瓦，因为这里下雨少，雨量也不多，无复瓦不足为患。在特别潮湿多雨的地区，还常把屋檐伸出较长，或者把屋面形状从直线变为典线，即从顶到檐先陡后缓最后略略翘起，可使屋面雨水射出更远，即所谓“吐水疾（快速）而溜远”。在更多阴雨的地区，还在屋檐下装雨槽集中导水，以及加高房基，这些都能防止屋檐水侵蚀墙基。日本暴雨多、历时长的地区，为了防止瓦棱渗水，都用灰泥涂抹瓦接缝处，并加大屋顶的坡度以减少雨水在屋顶上的停留时间。五、极低气候区极地气候又称寒带气候，包括冰原气候和苔原气候两种类型。冰原气候分布在南极大陆和北冰洋的一些岛屿上，终年严寒，地面覆盖着很厚的冰雪。苔原气候分布在亚欧大陆和北美大陆的北部边缘地带，常冬无夏，地面生长着苔藓、地衣等等植物。全年皆冬、降水稀少、烈风。包括苔原气候和冰原气候。苔原气候出现在亚欧大陆和北美大陆北部沿岸，最热月平均气温在10°c以下，0°c以上，年降水量200～300毫米，降水大都为雪。冰原气候出现在南极洲、格陵兰岛以及北冰洋的一些岛屿上，全年严寒，各月平均气温都在0°c以下，年降水量在250毫米以下，降水全部为雪，积雪终年不化。有些极地地区地下有60米~500米厚的永冻土层存在。由于这些地区表层土壤冬冻夏融，使许多房屋东倒西歪，当地人称之为“在融浆层游泳”。所以，这些地区的大楼都造得像“高跷”一样，这些“高跷”深深地插进永冻土层内，大楼的楼底高出地面约1米，以防冬季楼里逸出的暖气使融冻层融角。自来水管也干脆加上绝热层后安放在地面上，因为安装在