一般來說,氣候包括溫度、濕度、太陽輻射、風(fēng)、氣壓和降水量等因素。這些氣候因素對人體健康的關(guān)系極為密切,氣候的變化會直接影響到人們的感覺、心理和 生理活動。風(fēng)水學(xué)中"風(fēng)水"這個詞實際上也包括了氣候諸要素,"風(fēng)水寶地"總是氣候宜人,好的"風(fēng)水",必有好的氣候。
氣候條件是較為復(fù) 雜而多變的。在我國,除了季風(fēng)氣候顯著外,由于地形復(fù)雜,區(qū)域性氣候也多種多樣。而氣候?qū)幼…h(huán)境的影響又是長期存在的,所以,無論從總體概念上還是在局 部地區(qū),在氣候環(huán)境方面均應(yīng)特別重視。在研究用地時,即要留心區(qū)域性范圍的大氣候,又要注意待選用地范圍的小氣候和微氣候。
太陽輻射是自 然氣候形成的主要因素,也是建筑外部熱條件的主要因素。在冬季寒冷地區(qū),太陽輻射是天然熱源,因此建筑基地應(yīng)選在能夠充分吸收陽光且與陽光仰角較小的地 方。而在夏季炎熱地區(qū),過多的太陽輻射往往形成酷暑,因此,建筑基地應(yīng)選在與陽光仰角較大,能相對減少太陽輻射的寺主。干熱氣候區(qū),可選在向北的斜坡上, 這樣光線充足而太陽輻射卻有限。
在干冷或濕冷氣候區(qū),則選在向南的斜坡上為佳。就水平面的太陽輻射情況看,北方高緯度地區(qū)太陽輻射強(qiáng)度較 弱,氣候寒冷,應(yīng)選擇多爭取陽光的地方和朝向;南方低緯度地區(qū)太陽輻射較強(qiáng),氣候炎熱,應(yīng)盡量選擇太陽直射時間長的地方和朝向。而太陽輻射強(qiáng)度在各朝向垂 直面上也是不同的,一般說來,各垂直面的太陽輻射強(qiáng)度以東、西向為最大,南向次之,北向最小,避免東曬、西曬已為人們所注重。
太陽輻射是 建筑外部熱條件的主要直接因素,建筑物周圍或室內(nèi)有陽光照射,就受到太陽輻射能的作用,尤其是太陽射線中的紅外線,含有大量的輻射熱能,在冬季能借此提高 室內(nèi)的溫度。太陽射線不僅有殺菌的能力,而且還具有物理、化學(xué)、生物的作用,它促進(jìn)生物的成長和發(fā)展。因此幼兒園、療養(yǎng)院、醫(yī)院病房、住宅等,都應(yīng)該考慮 室內(nèi)有充沛直射陽光,爭取擴(kuò)大室內(nèi)日照時間和日照面積,以改善室內(nèi)衛(wèi)生條件,益于身體健康。
雖然陽光對生產(chǎn)和生活是不可缺少的,可是直射 陽光對生產(chǎn)和生活,也能引起一些不良影響。如夏季直射陽光能使室內(nèi)溫度過高,人們易于疲勞,尤其是直射陽光中的紫外線,能破壞眼睛的視覺功能。又如在直射 陽光中注視物品,或陽光反射到人的視野范圍內(nèi),引起顯著明暗對比,產(chǎn)生眩耀感覺,時間過長會使人頭昏,降低勞動生產(chǎn)率,也容易造成質(zhì)量和傷亡事故。因此直 射陽光的高度角低于300時,或反射光與工作面之間的夾角在40~600之間的光線,則認(rèn)為是有害的,在博物館、畫廊、圖書館書庫、石窟古建筑壁畫等,直 射陽光對色彩展品、印刷品、布帛、紙張等都有破壞作用。在危險品庫、油庫、化學(xué)藥品庫、工廠礦山的化驗室等,由于直射陽光照射,可使物品及藥品容易變質(zhì)、 老化、分解和燃燒。夏季的直射陽光,使室內(nèi)溫度升高,有增加爆炸的危險性。又如在紡織車間、精密儀器車間和恒溫恒濕室等,都要求光線均勻,溫度濕度穩(wěn)定, 否則就影響質(zhì)量,不利于生產(chǎn)。這就要求采取必要措施,防止車間有直射陽光。可見太陽輻射和日照直接影響生產(chǎn)、工作和生活。因此應(yīng)根據(jù)建筑物使用要求的不 同,充分利用太陽輻射和日照直接影響生產(chǎn)、工作和生活。因此應(yīng)根據(jù)建筑物使用要求的不同,充分利用太陽輻射有利的一面,控制和防止其不利的一面。
氣候中第二位的重要因素便是氣溫。地面上的氣溫稱為自然氣溫,建筑環(huán)境的溫度對人體影響是很大的。人體暴露于高水平的熱輻射或熱對流中,其健康受到損害 有兩種方式,一種是高溫灼傷皮膚,特別是皮膚溫度超過450C時。另一種方式是使體內(nèi)溫度升高,人體體溫在普遍的靜止條件下,保持在 36.1~37.20C。在高溫、高濕環(huán)境中,人會常感悶熱難忍,疲倦無力,工作效率低下。在嚴(yán)重高溫、高溫,且氣流小,輻射強(qiáng)度大的氣候環(huán)境中,可導(dǎo)致 體溫失調(diào),體溫大幅度升高,如果升高到420C或更高些,則會發(fā)生中暑,嚴(yán)重者甚至導(dǎo)致死亡。突發(fā)的過熱,常造致虛脫和突然死亡。與體溫過高的情況相類 似,使人體體內(nèi)正常溫度明顯降低,同樣可能嚴(yán)重地?fù)p害健康。氣候中寒冷強(qiáng)度大,又沒有良好的建筑和個人防護(hù),會引起體溫下降,神經(jīng)系統(tǒng)和其它系統(tǒng)的抵抗力 隨之降低,出現(xiàn)無食欲、嗜眠狀態(tài)、血壓下降、呼吸減弱、意識消失。體溫降至350C以下,可因中樞神經(jīng)麻痹而死亡。如降到300C以下,則由于心臟障礙可 導(dǎo)致立即死亡。應(yīng)該注意,體溫只要稍稍偏離正常值2~60C。都可能危及生命。
根據(jù)實驗,氣候溫度環(huán)境應(yīng)低于人體溫度,如保持在 24~260C的范圍內(nèi)最佳,一般不應(yīng)超出17~330C為好,此時人們會對周圍環(huán)境溫度有較舒適的滿意感。當(dāng)然不同季節(jié)、不同地區(qū)尋得這種環(huán)境幾乎是不 可能的,只是在選擇建筑基址時,盡量考慮到溫度的舒適性,避開高溫高寒的地方。另外,還可通過建筑的規(guī)劃和設(shè)計等措施來爭取舒適的、自然的溫度環(huán)境。
一個好的自然環(huán)境,還要有適當(dāng)溫度。在干熱地區(qū)如選擇具有一定濕度的微氣候環(huán)境居住,會大大改善人們的舒適性,在高溫高濕地區(qū),大氣中水量汽使體表汗液 蒸發(fā)困難,妨礙了人體的散熱過程,有不適之感。當(dāng)溫度比較適中時,大氣中相對溫度變化對人體的影響比較小,在高溫或低溫環(huán)境中,人體對氣溫的感覺與濕度保 持在30~70%之間為宜。
在選擇建筑基地時,氣壓也是一個不可忽視的因素。大氣對地球表面與人體有一種壓力,約為每平方厘米1公斤,人體承受的壓力相當(dāng)于15.5~20噸。這個壓力因與體內(nèi)壓力平衡所以平時感覺不到。 一個大氣壓相當(dāng)于高760毫米水銀柱的壓力。
一般來說,人體對氣壓的變化能適應(yīng),但如果在短時間內(nèi),氣壓變化很大,人體便不能適應(yīng)了。隨著海拔高度的增加,氣壓有規(guī)律的下降,海拔越高大氣越稀薄, 氣壓也就降低。大氣主要由氧(占21%)與氮(占78%)組成,因而大氣稀薄,大氣中的氧含量降低,氧分壓也減低,這時人體肺內(nèi)氧氣分壓也隨著降低,這樣 血色素就不能被飽和,就會出現(xiàn)血氧過少現(xiàn)象。在3000米高度時,動脈血內(nèi)氧飽和百分比僅90%,在8000~8500米的高山,只有50%的血色素與氧 結(jié)合,人體內(nèi)氧的儲備降至正常人的45%,這時便可危及生命。故一般將240毫米水銀柱高(相當(dāng)于8500米)的氣壓作為最低生理界限。生活在內(nèi)地的人初 到西藏高原,會感到胸悶不適,頭昏欲眠,就是缺氧的緣故。在高度1500米以上的低氣壓,即能引起人體一毓的生理變化。所以建筑不宜選在海拔高度大的高山 上,也不宜選在寒冷、氣壓低的地區(qū),因為這種環(huán)境很不利于大氣的流動,容易促成大氣污染,危害人體健康。 風(fēng)是構(gòu)成氣候環(huán)境的重要因素,是氣流流動形 成的。在風(fēng)水學(xué)中,因為氣"乘風(fēng)則散"所以風(fēng)之害被認(rèn)為是擇宅大忌。選擇必求"藏風(fēng)得水",避免強(qiáng)風(fēng)的危害。對風(fēng)的處理不當(dāng),的確不利于人體健康,傳統(tǒng)醫(yī) 學(xué)就很重視風(fēng)對人體危害的研究,風(fēng)被列為"風(fēng)、寒、暑、濕、燥、火"六淫(六氣)之首,"六氣"太過,不及或不應(yīng)時則形成致病邪氣。不僅對人體,風(fēng)對農(nóng)業(yè) 生產(chǎn)、航海業(yè)等均有重大影響,強(qiáng)大的風(fēng)暴還會給人們的生命財產(chǎn)造成巨大損失。為利用風(fēng)能和防止風(fēng)害,古代中國人勤于觀察,將風(fēng)的性質(zhì)和風(fēng)向依方位時序繪作 八風(fēng)圖,試圖把握風(fēng)的規(guī)律(圖3-35)。公元前古羅馬建筑師維特魯威在《建筑十書》也明確講到這一點:"……如果審慎地由小巷擋風(fēng),那就會是正確的設(shè) 計。風(fēng)如果冷便有害,熱會感到懶惰,含有濕氣則要致傷。因此,這些弊害必須避免。"
人們對風(fēng)的態(tài)度具有兩重性。在干熱氣候區(qū),涼爽的、帶 有一定濕度的風(fēng)是大受歡迎的;太熱、太冷、太強(qiáng)或灰塵太多的風(fēng)是不受歡迎的。通常人們也樂意接受夏季的風(fēng)習(xí)習(xí)吹來,加強(qiáng)熱傳導(dǎo)和對流,使人體散熱增快;潮 濕的地區(qū)則希望風(fēng)能帶走討厭的濕氣。所以在選擇建筑基地時,既要避免過冷、過熱、過強(qiáng)的風(fēng),又要有一定風(fēng)速的風(fēng)吹過。
一般來說,基址不宜 選在山頂、山脊,這些地方風(fēng)速往往很大;更要避開隘口地形,在這種地形條件下,氣流向隘口集中,形成急流,流線密集,風(fēng)速成倍增加,成為風(fēng)口。同時,也不 宜選在靜風(fēng)和微風(fēng)頻率較大的山谷深盆地、河谷低洼等地方,這些地形風(fēng)速過小,易造成不流動的沉悶的覆蓋氣層,空氣污染嚴(yán)重,招致疾病。總之,應(yīng)選擇在受冬 季主導(dǎo)風(fēng)的影響較小,夏季主導(dǎo)風(fēng)常常吹來,以及近距離內(nèi)常年主導(dǎo)風(fēng)向上無大氣污染源的地方。
降水量也是影響氣候的因素之一。在平原上,降 水量的分布是均勻漸變的,但在山區(qū),由于山脈的起伏,使降水量分布發(fā)生了復(fù)雜的變化。這種變化的最顯著的規(guī)律有兩個,一是隨著海拔的升高,氣溫降低而降水 增加,因而氣候濕潤程度隨高度增大而迅速增加,使山區(qū)自然景觀和土壤等隨高度而迅速變化;二是降水量山南坡的降水量大于山北坡的降水量,因此山南坡的空 氣、土壤、植被均較好,是山區(qū)選址的好地點。
在古代中國,限于當(dāng)時的科學(xué)認(rèn)識水平,古人把建筑環(huán)境氣候的太陽輻射、氣溫、濕度、氣流、日照等諸要素以直觀的感受和體驗,用古代哲學(xué)的陰陽學(xué)說來闡釋的。 陰陽學(xué)說是古代中國人的一種宇宙觀和方法論,用以認(rèn)識自然和闡釋自然現(xiàn)象。
古代,人們對自然現(xiàn)象的長期觀察中,看到日來月住、晝夜更替、寒暖睛雨、男女老幼等種種兩極現(xiàn)象及其變化,便很自然地產(chǎn)生了陰和陽這兩個觀念。他們認(rèn)為 天地、日月、晝夜、晴雨、溫涼、水火等運(yùn)動彎化,都是由構(gòu)成世界萬物的氣在運(yùn)動過程中一分為二的結(jié)果,自然界的一切事物都存在著陰陽兩個方面,并由于陰陽 的運(yùn)動變化,推動著事物的發(fā)展變化。由此可見,陰陽論成了自然界的根本規(guī)律之一,所以《素問·應(yīng)象大論》說:"陰陽者,天地之道也,萬物之綱紀(jì),變化之父 母,生殺之本始,神明之府也。"
在古人眼里,陰陽兩者的關(guān)系是對立統(tǒng)一的辯證關(guān)系。"譬如陰陽,陰中有陽,陽中有陰,陽極生陰,陰極生 陽,所以神化無窮。"(《朱子語類·卷九十八》)陰陽互含,說明陰陽是互相的,陰陽作為事物對立面的關(guān)系不是絕對的,陰極陽生,陽盡陰至,在對立中達(dá)到平 衡,且兩者是可以轉(zhuǎn)化的,所謂"中日則昃,月盈則食"就是這個意思。(左圖)陽代表著積極、進(jìn)取、剛強(qiáng)等特性的事物和現(xiàn)象。一般說來,凡是活動的、外在 的、上升的、溫?zé)帷⒖哼M(jìn)的等,統(tǒng)屬于陽的范疇;凡是沉靜的、內(nèi)在的、下降的、寒冷的、晦暗的、衰減的等,統(tǒng)屬于陰的范疇(如下表)。
事物或現(xiàn)象的陰陽屬性
陽 天 光 熱 干 剛 南 上 左 圓 男 太陽 奇 主動
陰 地 暗 冷 濕 柔 北 下 右 方 女 月亮 偶 被動
風(fēng)水家深諳陰陽論,將其用之于風(fēng)水學(xué),把山稱為陽,水稱為陰,山南稱為陽,把山北稱陰,水北稱陽,水南稱陰。于是地形要"負(fù)陰而抱陽",背山而面水(參 見圖2-13);把溫度高、日照多、地?zé)岣叩冉y(tǒng)稱為陽,而溫度低,日照少、地勢低等統(tǒng)稱為陰。從生活的經(jīng)驗中人們體會到"陰盛則陽病,陽盛則陰病"(《素 問·陰陽應(yīng)象大論》),因而風(fēng)水師選擇必"相其陰陽",尋找"陰陽合和,風(fēng)雨所?quot;,陰陽平衡的風(fēng)水寶地,只有這些地方才能"陰陽序次,風(fēng)雨時 至,春生繁祉,人民和利,物備而樂成"(《國語·周語》),才具備人們繁衍生息,安居樂業(yè)的環(huán)境物質(zhì)條件。可見,風(fēng)水學(xué)中的陰陽相地,是一種直觀體驗的總 結(jié)和一整體思辨的結(jié)果,它包含了選擇的地形、地質(zhì)水文、氣候、植被、生態(tài)、景觀等諸要素,并以傳統(tǒng)哲學(xué)的"氣"、"生氣"、"陰陽"等概念來闡釋其好壞吉 兇,確定是否適合人類居住生息,如此而已。如下圖
時至現(xiàn)代,人類的認(rèn)識和科學(xué)技術(shù)水平極大提高,人們即可以詳盡的分析建筑基址的諸要素,又可進(jìn)行宏觀的綜合研究;既可以定性去描述環(huán)境的狀況,也可以定量來確定環(huán)境的質(zhì)量。更好的利用環(huán)境和適應(yīng)改造環(huán)境已成為現(xiàn)實可行的事。
由于我國各地氣候冷暖、干濕、雨旱、大風(fēng)、暴雨、積雨、沙暴等都有很大差異。因此,房屋建筑就要適應(yīng)在當(dāng)?shù)貧夂虿⒈M可能地改善不利氣候條件,創(chuàng)造舒適的 室內(nèi)工作和生活環(huán)境。例如,炎熱地區(qū)需要考慮通風(fēng)、遮陽、隔熱、降溫……;寒冷地區(qū)需要采暖、防寒、保溫……;沿海地區(qū)要防臺風(fēng)、潮濕、積水……;西北地 區(qū)要防風(fēng)沙;高原地區(qū)則要盡量避免強(qiáng)烈的日照和改善干燥的氣候(小范圍內(nèi))等,這些是宏觀選址要考慮的,但還要注重具體地點的小氣候和微氣候情況,具體情 況具體分析,具體處理。
綜上,建筑環(huán)境的選擇應(yīng)考慮如下內(nèi)容:
(1)場地位置、地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、不良地理現(xiàn)象和地震基本烈度;
(2)場地的場層分布、巖石和土的均勻性、物理力學(xué)性質(zhì)、地基承載力和其它設(shè)計計算指標(biāo);
(3)地下水的埋藏條件、侵蝕性和土層的凍結(jié)深度;
(4)場地的穩(wěn)定性和適宜性;
(5)常年和最大洪水水位,地面排水、積水和沼澤地情況,以及飲用水源情況;
(6)場地的合理建筑范圍,合理的交通出入口;
(7)區(qū)域內(nèi)氣候的場地微氣候;
(8)景觀和綠化植被,生態(tài)狀態(tài)。