古代令人惊叹的节能智慧
2018-07-12吴越
吴 越
在中国悠久的历史长河中,“节能智慧”早已有之。古人在漫长的生活实践中摸索出了一套节能环保的生活、生产方式。他们有哪些节能减耗、保卫蓝天的智慧?
雁鱼灯避免空气污染 夹灯盏省油更实惠
原始时期,人们“日出而作,日落而息”。但随着社会发展,人们对照明有了需求。近年来,全国各地出土的考古成果中不乏当时人们使用的照明灯具。令人惊叹的是,这些灯具不光造型精美,还别具节能智慧,中国古人的节能环保意识可见一斑。
由于用普通的生活器皿做灯具浪费燃油,古人遂将其或加高底座,增加光照范围;或增加通风管道,让燃烧更充分;或上面加盖,减少油料损耗,于是诞生了专业灯具。
从战国到秦汉时期,铜灯在上层社会中很流行。早期铜灯讲究造型,多以生活器皿和人俑、动植物为原形。
铜灯的推广和使用让夜晚变得前所未有的明亮,但是,长时间燃灯会导致房间空气质量下降。于是,人们开始制作可以减少烟雾的“环保灯”。2015年江西南昌海昏侯墓里出土的雁鱼灯正是这样一种“环保灯”。
雁鱼灯属于高级灯具,此前已出土了好几件。
据《文物》(1987年 06期):“灯火点燃时,烟雾通过鱼和雁颈导入雁体内,将烟尘吸入雁的肚里让水溶解,净化空气,防止了油烟对室内空气的污染。这也说明中国古代人就有环境保护意识。”
雁鱼灯不仅环保,还可调节光亮度,且能充分利用燃料。从另外的角度说,这也是一种节能灯。但古代真正的节能灯,则是在“省油灯”发明之后出现的。
所谓“省油灯”其实就是在下层社会广泛流行的陶瓷灯。这种灯有夹层,故古人又称之为“夹灯盏”。史学界一般认为,“省油灯”是唐宋时期开始使用的。
夹灯盏的节能原理,就是降低灯具使用时整个灯体的温度,减少燃油的损耗和挥发。相比昂贵的铜灯,这种简单廉价的夹灯盏更受欢迎。所以,这种灯一经问世,首先就在用灯时间最多的文人学子中间流行开来。
但是,不论怎么节约,能源总是有限的。以油脂来说,人们最初使用价格极高的动物油脂,再后使用植物油脂。但古人在照明能源使用上的重大突破是对新能源——现代石油的使用。
中国是世界公认的最早发现和利用石油的国家之一,早在汉代就开始使用石油。《汉书·地理志》记载:“高奴,有洧水,可燃。”高奴在今陕西延安境内,洧水是延河的一条支流,可燃的“水”就是从地下渗出、漂浮水面上的石油,古人称之为“肥”。北魏郦道元《水经注》中即称:“高奴县有洧水,肥可燃。水上有肥,可接取用之。”
到唐代,人们称石油为“石脂水”,且开始用含蜡量极高的固态石油制作蜡烛,为区别于用动植物油脂为原料的蜡烛,称为“石蜡”。唐宋以后,像四川、甘肃、陕西等出产石油的地区,用石油做照明新能源已很普遍。
就地取材泥土垒墙 透气性好、不惧潮湿
古代人的节能意识还体现在民居建造上。我国各地气候环境不同,催生出了丰富多样的节能环保建筑,其中很大一部分都有成百上千年的历史。
2008年被正式列入《世界遗产名录》的福建土楼就是典型的节能建筑。
土楼历史源远流长,产生于公元11~13世纪(宋元时期),经过14~16世纪(明代的早、中期)的发展,至17~20世纪上半叶(明末、清代、民国时期)达到成熟,并一直延续至今。土楼主要分布在闽西和闽南山区,历史上那里可耕地很少,又是盗匪出没频繁之地。为了防卫和减少占地,当地人只能建造占地少、层数多和有很好防卫性能的土楼。
福建省属亚热带湿润季风气候,西北有山脉阻挡寒风,东南又有海风调节,温暖湿润为气候的显著特色。作为当地的传统民居,土楼从选址、规划、布局到建造使用过程都体现了与特定地方自然环境的良好适应性。
土楼厚重的土墙使用的是红壤土、砂石、竹片、土纸浆等材料,皆为就地取材。人们利用简单的工具如夯杵、墙槌板和拍板等经反复揉、压、挤,采用中国传统“大墙板”技术夯筑成1米至2米厚的楼墙,形成外土内木的建筑结构。为进一步加强红壤土黏性,人们还加入了红糖、蛋清和煮熟的糯米饭。这是闽西南人民的独创方法。
这种土墙透气功能佳,有效调节了土楼内部房间的温度和湿度,既能适应山区恶劣潮湿的气候,还能在楼内形成一个夏凉冬暖的小气候。底层厨房的烟熏能使二层谷仓干燥且不生虫,卧室则设在三、四层,高爽通风,让居住环境更加理想。
2008年被正式列入《世界遗产名录》的福建土楼是典型的节能建筑。 图片来源:百度旅游
福建土楼的设计还体现了当地人善于利用自然通风调节温度的智慧。一般来说,组成庭院的四面房屋皆相互联属,屋面搭接,紧紧包围着中间的小院落。天井内皆有地面铺装及排水渠道。每幢住屋前则有宽大的前廊或屋檐,以便雨天时串通行走。天井既是引风口,又是出风口。风从天井吹向厅堂,进入通道,从后天井或侧庭院回归自然。
如果天气异常炎热,风力轻微,天井在阳光暴晒下热气蒸腾,热空气不断上升,形成一种“拔气”作用,而两侧厝巷的冷却空气就会通过通道不断向天井补充,形成冷热空气的温差对流。这种通风系统与堂屋、高窗和屋门间气流相通,形成“穿堂风”,达到了夏季自然降温的目的。
窑洞是我国西北黄土高原上居民的古老居住形式,它也是一种因地制宜、适应气候的生态节能建筑。
黄土高原气候干燥少雨,但丰富的黄土层正是一种得天独厚的天然建筑材料。窑洞的建筑材料以生土为主体,这是一种绿色建筑材料。倒塌或拆除的窑洞所产生的生土,经历了风化作用以及一系列复杂的变化涵养过程后,又可以变成富含腐殖质的“熟土”而回归大自然,形成良性循环。
与此同时,黄土高原土质疏松,基岩石外露,人们采石十分方便。修建窑洞的时候,所使用的建造材料极少,除了门窗会用到少量的木材以外,钢材水泥均可不用,也无须开挖地基、修建墙体,只要选择合适的山坡、断崖等地形,人工开挖而成。
更重要的是,黄土本身具有良好的隔热和蓄热功能,建造而成的窑洞能够充分适应黄土高原地区大陆性气候的变化。室内温度和湿度相对稳定,有冬暖夏凉的特性。通常来说,窑洞内只需一个小火灶就可以解决做饭、热炕等生活需要,节约燃料,体现了生态和谐的环保理念。