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1、探析中国建筑和气候环境关系作者个人网站： 作者博客： http:/ 【摘要】：中国古建筑以木材、砖瓦为主要建筑材料，以木构架结构为主要的结构方式 此结构方式，由立柱、横梁、顺檩等主要构件建造而成，各个构件之间的结点以榫卯相吻合，构成富有弹性的框架。中国古代木构架有抬梁、穿斗、井干三种不同的结构方式。抬梁式是在立柱上架梁，梁上又抬梁，所以称为“抬梁式”。宫殿、坛庙、寺院等大型建筑物中常采用这种结构方式。木构架结构有很多优点，首先，承重与围护结构分工明确，屋顶重量由木构架来承担，外墙起遮挡阳光、隔热防寒的作用，内墙起分割室内空间的作用。由于墙壁不承重，这种结构赋予建筑物以极大的灵活性。其次，有利
2、于防震、抗震，木构架结构很类似今天的框架结构，由于木材具有的特性，而构架的结构所用斗拱和榫卯又都有若干伸缩余地，因此在一定限度内可减少由地震对这种构架所引起的危害。“墙倒屋不塌”形象地表达了这种结构的特点。 【关键词】：中国建筑 特点 气候特征 建筑要求 斗拱一、什么是斗拱斗拱是中国特有的建筑结构,一般总是出现在较大型建筑物上,它的产生和发展有着非常悠久的历史,后来逐渐成为等级、身份的一种建筑文化符号,表现了我国建筑民族风格。斗拱的造型体现了建筑受力构件与造型艺术的有机结合,它与屋顶独特的连接方法使其成为世界建筑中的一朵奇葩,对我国现代民族化建筑有重要意义。二、斗拱有什么功能1 承上启下,传递
3、荷载斗拱一方面对屋的承载有一定的承托作用;另一方面加强了柱子与梁、枋、椽的有机结合。斗拱位于柱与梁之间,由屋面和上层构架传下来的荷载,要通过斗拱传给柱子,再由柱传到基础,因此,它起着承上启下,传递荷载的作用,是屋顶和屋身上的过渡。也正因为这样,才能使沉重的屋面更长地伸出屋檐。当建筑受到地震影响时,不管屋顶向何方推移,斗拱都能承受,从而避免建筑物倒塌。历史上北京曾发生过不同程度的地震,故宫太和殿的屋顶达两千多吨重,因为斗拱的作用却没受到损坏。四川平武报恩寺殿堂上的屋顶在平武大地震时因为斗拱的功能而安然无恙。可见作为传力构件的斗拱具有抗震功能。我国谚语“墙倒屋不塌”就生动地说明这种木构架的特点。2
4、 造型优美,装饰性强古代匠师们对斗拱的造型除满足承力和传力的实用功能外,还从审美角度将斗拱制作成了美化建筑物的装饰品。斗拱造型从整体看,重重叠叠,结构有条有理,符合规律。其构造精巧,如盆景,似兰花,象民间量米的斗子,本身就是很好的装饰性构件。从出土的战国至汉代文物上的斗拱造型来看,坐斗上有一左右弯曲起翘的拱,拱的两端有一小斗。两端弯曲向上,端头上放小斗,让小斗至诚额枋,这种处理既达到了增强额枋的受力作用,又使斗拱的整体造型富有变化,起到了装饰美化效果。北京中华民族博物馆牌楼的万象斗拱也非常具有装饰性。牌楼为南方风格,斗拱有云头、凤头、野猪、犀牛,蝙蝠等,最多的是白色的大象。一般古建的斗拱,正面
5、象一只只大牛头在支撑着檐檩,侧面像一排排伸着鼻子的老牛在屋檐下低头负重。而如意斗拱则把牛鼻子改成了一个个云头如意勾,使用“如意斗拱”更突出了牌楼的装饰性。斗拱向外出挑可使建筑物出檐更长,美化整个建筑。房屋越高大,房檐探出就越长,下面的支点都落在额枋上,正是采用了斗拱这一功能使得撑托屋顶的面积大而下面的落点要小。唐代五台山佛光寺东大殿的斗拱结构,是我国木质斗拱之典型代表,其斗拱雄大与出檐长,风格简洁雄伟,表现了在结构和艺术上的高度统一。三、第 1 建筑气候区(中温带与北温带气候区)1一般气候特征(1)气温：该区冬季漫长严寒，夏季短促凉爽，1 月平均气温为 -31-10，7 月平均气温低于 25，
6、气温年较差为 3050，年平均气温日较差为 10 一16，极端最低气温普遍低于-35，漠河曾有-523 的全国最低记录，年日平均气温5的日数大于 145d。(2)降水：西部偏于干燥，东部偏于湿润，年降水量为 200800mm，雨量多集中在 68 月，年雨日数为 60160d，年相对湿度为 50一 70。(3)太阳辐射与日照：太阳辐射量大，日照丰富，年太阳总辐射照度为140200wm2，年日照时数为 21003100h，年日照百分率为 50一70，12 月至翌年 2 月偏高，可达 60一 70。(4)风：冬半年多大风，12 月至翌年 2 月西部地区多偏北风，北、东部多偏北风和偏西风，中南部多偏南
7、风；68 月东部多偏东风和东北风，其余地区多为偏南风；年平均风速为 25m/s，12 月至翌年 2 月平均风速为 l 一5m/s，35 月平均风速最大，为 36m/s(5)降雪：年阵雪日数一般为 560d，长白山个别地区可达 150d，年积雪日数为 40160d，最大积雪深度为 1050cm，长白山个别地区超过 60gn。年雾况日数为 240d。(6)冻土：冰冻期长，冻土深，最大冻土深度为 4m 左右。2特殊气候特征 (1)区冬季长达 9 个月以上，1 月平均气温低于28；多积雪 07kPa3该区为永冻土地区，最大冻土深度为 4m 左右。基本雪压为 05。(2)区冬季长达 89 个月，1 月平
8、均气温为28 一22；年冰雹日数为14d；年沙暴日数为 15d3 基本雪压为 0307kPa 3 该地区为岛状冻土地区，最大冻土深度为 24mo(3)区冬季长达 78 个月，1 月平均气温为22 一16；夏季长 1 个月左右；年冰雹日数为 35d；年沙暴日数为 5d 左右；东部基本雪压值偏高，为0307kPa3 最大冻土深度为 1525m。(4)区冬季长 67 个月，1 月平均气温高于16；夏季长 2 个月；年冰雹日数为 5d 左右；西部年沙暴日数为 5 一 10d；最大冻土深度为 12m。(二)I 区气候对建筑的基本要求(1)必须充分满足冬季防寒、保温、防冻等要求，可不考虑夏季的防热。本区冬
9、季气候严寒且持续时间长，按候平均气温10为冬季计算，则冬季长达6 个月以上，为保证建筑室内基本的热环境质量和节约采暖能耗，建筑设计和施工必须充分满足冬季防寒、保温、防冻等要求。夏季短促爽，按候平均气温高于或等于 22为夏季，在松辽平原只有 2 个月的夏天，但 7 月平均气温也低于 25，故可不考虑夏季的防热。(2)总体规划、单体设计和构造设计应使建筑满足冬季日照和防御寒风的要求。(3)为了减少建筑物的采暖能耗，确保室内热环境质量，建筑物应尽量减少外露面积，并应加强房屋的密闭性，防止冷风渗透耗热。(4)合理利用太阳能等节能措施。本区太阳能资源丰富，冬季日照率偏高，但本区大多处在北纬 40。以北，
10、太阳高度角较小，日照间距要比纬度低的南方地区大，因此，在居住区及城市道路规划时要充分分析各种因素，做到合理利于太阳能。(5)建筑结构设计应考虑气温年较差大及大风的不利影响。(6)屋面构造应考虑积雪及冻融危害。(7)建筑施工应考虑冬季漫长严寒的特点，采取相应的防寒措施。(8)I h 区和 I s 区还应着重考虑冻土对建筑物地基基础和地下管道的影响土融化塌陷及冻胀的危害。防止冻(9)l s 区、I c 区和 I o 区的西部，建筑物还应注意防冰雹和风沙的破坏作用。四、第 H 建筑气候区(南温带气候区) 1一般气候特征气温：该区冬季较长且寒冷干燥，平原地区夏季较炎热湿润，高原地区夏季较凉爽，1 月平
11、均气温为100，极端最低气温在 20 一30之间，7 月平均气温为 1828，极端最高气温为 3544，平原地区的极端最高气温大多可超过 40，气温年较差可达 2634，年平均气温日较差为 714，年日平均气温5的日数为 145 一如 d3 年日平均气温 25的日数少于 80d，年最高气温35的日数可达 1020d。2特殊气候特征m h 区 68 月常有热带风暴和台风袭击，30 年一遇最大风速大于 25 心 s；暴雨强度大，局部地区可有 24 小时降雨量大于 400M 的特大暴雨，有海防风袭击，不太闷热。m n 区夏季高温高湿，多闷热天气；冬季积雪深度最大可达 51cm 3 四川盆地部分地区的
12、日照百分率极低，光照度偏低。皿 c 区夏季不很闷热，日照百分率普遍较低；川南黔北日照百分率极低，光照度偏低 t 视 c 害。(二)m 区气候对建筑的基本要求 (1)建筑物必须满足夏季防热、通风降温要求，冬季应适当兼顾防寒。(2)总体规划、单体设计和构造设计时应有利于良好的自然通风。(4)本区西向为最不利朝向，容易造成西向室内过热，建筑设计时应避免西晒。(5)本区高温多雨，沿江、湖、河地区，建筑物易被洪水淤渍，在城市规划时应予重(6)夏季施工应有防高温和防雨的措施。 (7)m h 区地处沿海一带，建筑物应注意防热带风暴和台风、暴雨袭击及盐雾侵蚀。(8)m s 区北部包括安徽、湖北，冬季积雷较深，
13、建筑物屋面还应预防冬季积雪危四、第 1V 建筑气候区(南亚热带与热带气候区)(一)气候特征 1区域范围如图 316，IV 区位于南岭线以南，地处我国南部，包括海南、台湾全境，福建南部，广东、广西大部以及云南西部和元江河谷地区，北回归线横穿其北部，属地理学中南亚热带至热带气候区。 1特殊气候特征30 年一遇的最大风速大于 25nJs；年平均气温高，气温年较差小，终年皆夏。部分地区(二)IY 区气候对建筑的基本要求(1)该区建筑物必须充分满足防热、通风、防雨要求，冬季可不考虑防寒、保温。(2)总体规划、单体设计、构造设计时应开敞通透，充分利用自然通风，以利于建筑被动降温 o(3)建筑物应避免西晒，
14、宜设遮阳，或采取水平和垂直绿化等遮阳措施。(4)应注意防暴雨、防洪、防潮、防雷击，在建筑小区和城市道路两侧设置骑楼或形成中庭等传统作法对此十分有益。(5)夏季施工应有防高温和暴雨的措施。(6)IV h 区包括台湾、海南、福建、两广沿海地区，建筑物还应注意防热带风暴和台风、暴雨袭击及盐雾侵蚀。(7)区内云南的河谷地区，气温日较差较大，有时可达 2030，建筑物还应注意屋面及墙身的抗裂。五、第 V 建筑气候区中亚热带和南亚热带气候区)(一)气候特征1区域范围W 区在云南元江河谷的分界线；第三段是与 w 区在横断山脉的分界线。V 区位于我国云贵高原及青藏高原南部，海拔高度 11003000m，地形错
15、综复杂，立体气候明显，属地理学中的中亚热带和南亚热带气候。2一般气候特征(1)气温：该区大部分地区冬温夏凉，于湿季分明，1 月平均气温为 013，冬季强寒潮可造成气温大幅度下降，昆明最低气温曾降至7837 月平均气温为 1825，极端最高气温一般低于 40，个别地方可达 42；气温年较差为 12203 由于干湿季节的不同影响，部分地区的最热月在 5、6 月份 3 年日平均气温低于或等于 5的日数为 090d。(2)降水与湿度：年平均相对湿度为 60一 80；年雨日数为 100200d，年降水量在 6002000mm；该区有干季(风季)与湿季(雨季)之分，湿季在 57 月，雨量集中，湿度偏高；于
16、季在 11 月至翌年 4 月，湿度偏低，风速偏大。(3)风：68 月多南到西南风；12 月至翌年 2 月东部多东南风，西部多西南风 3 年平均风速为 13ms。常年有雷暴、多雾，气温的年较差偏小，日较差偏大。(4)太阳辐射与日照：日照较少，太阳辐射强烈，年太阳总辐射照度为140200Wm2，年日照时数为 120()一 2600h，年日照百分率为 30一 60。部分地区冬季气温偏低。3特殊气候特征V h 区常年温和，亏温较低；气温年较差为 1420，气温日较差为 7 一ll，日照较少。V s 区除攀枝花和东川一带常年气温偏高以外，其余地方常年温和，但雨天易造成低温；气温年较差和气温日较差均为 1014
