【能源与环境】 | Energy & Environment
JM特约撰稿人 陈娅，武汉， 2025-06-24
在古希腊神话中，相传音乐之神俄耳甫斯拥有一把七弦琴，其琴声能够感动鸟兽，甚至能让木石随着音乐的节奏与旋律在广场上组合成各种建筑物。乐曲终了，那节奏与旋律便凝固于这些建筑物之上，化作比例与韵律。受此启发，18世纪的德国哲学家谢林提出了那句描述音乐与建筑关系的至理名言：“建筑是凝固的音乐。”的确，那些伟大的建筑，物质材料合乎规律的组合，能给人类以音乐的节奏和韵律的美感。
青砖灰瓦的院落里，
一株老槐树下斑驳日光，穿堂风掠过石阶水缸；
千公里外的数据中心，
算法正模拟这片荫凉，
将风的路径刻进下一座巨厦的基因图谱。
时值盛夏，钢筋混凝土的城市里，没有安装空调的建筑可谓寥寥。第一部空调系统问世于1902年。一百多年后的今天，全球建筑能耗已占终端总能耗的三成以上，玻璃幕墙森林加剧了城市热岛效应。 在没有空调的年代，古人顺应自然、利用物理规律之道，在保温、隔热、通风、采光等方面创造了众多精妙手法，体现了“天人合一”的生态观。这些设计即使在今天看来，其原理依然先进有效，为现代绿色建筑和可持续发展提供了经验和灵感源泉。
徽派建筑的天井堪称“天然空调”。热空气通过烟囱效应上升排出，冷空气从地面补充；若加入水体（如水池、水缸），蒸发冷却效应可使温度比室外低2.6-4.3℃。
岭南“冷巷”利用狭窄通道形成文丘里效应，加速气流带走热量；苏州园林的九曲回廊则引导穿堂风，兼具遮阳与通风。宫殿的重檐屋顶形成隔热空气层，民间阁楼则前后开窗促进对流，皆使热空气远离生活空间。
福建土楼以圆形布局与巨型夯土墙应对湿热气候与地震威胁。其土墙原料为当地红土掺石子、石灰，关键部位甚至加入红糖与糯米饭增强黏性，厚度可达1.5米。这种结构使土楼“夏隔热、冬抵冷、湿吸潮、干补湿”，如同天然调湿器，且拆除后材料可完全回归自然。
在山西，乔家大院采用单坡屋面内倾设计，高大外墙抵御风沙，内倾屋顶则收集雨水至院内水窖，在干旱环境中实现水资源循环。 北方窑洞直接利用黄土层隔热保温，岭南竹楼选用速生竹子搭建轻盈骨架。这些材料“取之于自然，复归于尘土”，形成闭环。土楼杉木支架可循环再用，秦砖汉瓦历经千年仍可拆卸重组，大幅降低重建的资源消耗。
从土楼夯土墙的调湿能力到天井的蒸发冷却效应，中华营造智慧的本质是向自然借力而非对抗。梁思成曾言：“建筑之始，产生于实际需要，受限于自然物理。”中国古代建筑的节能环保智慧是系统性的、因地制宜的，贯穿于从宏观选址布局、群体组织、单体设计，到微观构造、材料选择的每一个环节。它们融合了实用性、科学性和艺术性，体现了古人对自然的深刻理解和尊重。
在建筑的夏季降温方面的设计，古人主要通过遮阳隔热与通风降温来实现。
- 屋檐遮阳
深远的出檐是中国古代建筑最显著的特征之一。巨大的屋顶通过斗拱体系或梁柱直接悬挑出很远的距离。夏季高角度的阳光被宽大的屋檐有效遮挡，防止阳光直射到墙面和窗户，避免室内过热。同时，屋檐保护了木构架和土墙免受雨水侵蚀。挑檐深度经过长期实践，往往与当地夏至、冬至的太阳高度角相关，以达到冬夏平衡。
- 双层屋顶/架空屋顶通风隔热
古建筑在瓦屋顶（尤其是筒板瓦）下方，通常会铺设一层望板（木板）或望砖（薄砖）或苇席。瓦片、空气层、望板/砖/席共同构成了一个多层隔热通风体系。瓦片吸收热量后，空气层形成自然对流，带走热量，防止热量直接传入室内。更高级的建筑（如宫殿、寺庙）采用重檐或双层坡顶，两层屋顶之间的空间形成巨大的空气隔热层，隔热效果极佳（如故宫太和殿）。
- 格栅门窗促进室内外空气流通
格扇门/槛窗/支摘窗通常由木格栅构成，糊纸或后期安装玻璃。格栅结构本身遮阳且通透。格扇门可以整扇取下或打开，支摘窗上半部可以支起，下半部可以摘下。这种设计允许在夏季形成最大程度的穿堂风，促进室内外空气流通，迅速带走热量和湿气。
- 巧妙的空间组织与通风设计降温
天井/院落 是传统民居（尤其南方）的核心。天井狭窄高深，形成强烈的“烟囱效应”。地面被阴影覆盖保持凉爽，热空气上升从天井顶部排出，带动底部冷空气不断从周围房间补充进来，实现自然通风降温（如徽州民居、四合院）。 在密集的村落或大型宅院中（如岭南镬耳屋群落、山西大院），设计狭窄的巷道。巷道遮阴效果好，且由于狭窄空间加速空气流动（文丘里效应），形成“穿堂风”，有效降低巷道及两侧建筑的温度。 建筑前后设置通透的厅堂或走廊，作为气流的通道，引导风穿过主要使用空间。
- 利用水体与植物降低环境温度
在庭院中设置水池、水缸或引水入庭院（如苏州园林）。水体的蒸发吸热可以显著降低周围环境的温度，增加空气湿度（在干燥地区尤佳）。 在庭院、天井、房前屋后种植高大的落叶乔木（如梧桐、槐树）。夏季枝叶茂盛遮阴，冬季落叶后允许阳光进入。
古人的智慧并非简单复制即可生效，而是系统思维与哲学理念的传承。当代实践面临三重挑战：人口密度与建筑高度的矛盾（木结构限高）、传统材料与现代安全的平衡（夯土抗震性）和舒适需求与零能耗的目标冲突。
现代建筑的师古开今的案例也不少。比如，上海中心大厦的双层表皮幕墙设计，灵感源于传统“重檐”的隔热空气层原理。其内外幕墙之间形成的巨大空腔，在夏季形成热压通风（烟囱效应），有效降低内层幕墙温度；冬季则关闭通风口形成保温层，显著降低空调能耗。同时，螺旋形上升的凹槽设计引导风流，减少风荷载，其原理暗合冷巷对气流的引导优化。
东莞TBA大厦更进一步，其双层玻璃幕墙嵌入可调节遮阳装置，模仿古代“支摘窗”灵活控制光线，配合Low-e玻璃阻隔热辐射，较常规建筑节能79%。
济南研究中心立体绿化缓冲层，通过调解微气候，让夏季建筑表面降温4-7℃。
荷兰学者王正峰指出：“被动式降温机制需因地制宜。若忽视环境成本依赖技术，可持续发展将难以实现。” 真正的绿色建筑，应如计成在《园冶》中所倡导的“虽由人作，宛自天开”，在科技与人文的平衡中，重建人与大地的诗意联结。
绿色建筑不是高科技设备的堆砌，而是空间布局、材料选择、构造设计、能源策略、水资源管理、生物多样性等多维度的系统集成。需要建筑师具备跨学科的视野和整体思考的能力。
编辑：Jas
