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沒有空調的古人在夏天是如何避暑的?

話說這兩天,朋友圈被一種據說是來自孟加拉國的神器刷屏了。


據說這種用塑料瓶做的神器,除自然風外不用任何其他動力,就可以讓室內溫度降低5℃到10℃,


而且還有鼻子有眼的地給出了原理:

就好像,你緩慢哈出來的氣是熱的,但是快速吹出來的氣是涼的。

這個塑料瓶空調,也是通過讓自然風通過瓶口時流速加快來製冷(也就是物理學上所謂的節流效應)。

還據說,發明這個塑料瓶空調裝置的,是一位來自孟加拉國的同學。

在他和一個社會組織的大力推廣下,已有2.5萬貧困家庭得以告別酷熱,過上了安逸的生活。

看起來好牛叉有木有?

這是要秒殺射落9個太陽的后羿同學和發明空調的開利同學的節奏啊!

事實果真如此?


浙江溫州有同學做了實驗
測試時間:下午2:50到3:50
測試效果:室內溫度下降了0.6℃
參照空間:室內溫度下降了0.2℃
實際降溫效果:約0.4℃

與此同時,網上更多學霸們紛紛從理論上論證這個裝置不靠譜。

小優透過一大堆公式和計算過程,為大家提煉了3個核心觀點:

01、

這個裝置減小了窗口的通風面積,而且人為設置了氣流進入室內的阻礙,這樣,進入室內的低溫空氣減少,在其他條件不變的情況下,反而會導致室內升溫。

02、人嘴裡緩慢哈出來的氣和快速吹出來的氣,實際溫度幾乎沒有區別。你會覺得吹氣時涼快,是因為快速氣流加速了皮膚表面的水份蒸發。

03、綜合上述兩條,要通過這個讓人覺得涼快,一是要讓這個裝置的氣流量大於窗口的自然通風量,二是創造條件加快室內空氣的流動。

要說,還真有原理與此相通的生態空調。

先來看個東西

↘↘↘

別小看這個斗笠,它可是集遮陽、風壓通風和熱壓通風於一體的。
今天所要說的生態空調,原理跟它是一樣的。

它長成這樣(室外),


或是這樣(室內)。
在建築學上,它有個專門的名字:冷巷。

冷巷的冷,在這裡可不是指沒人氣冷冷清清,而是真的可以給建築降溫。

冷巷有2個特徵:一是狹窄,一般都僅容2到3人並排通過;二是幽深,內部很少受太陽直射。

當自然風吹過時,冷巷因為截面積小,風在這裡會加速,氣壓降低,就可以通過伯努利效應帶走兩旁建築內的熱空氣,達到通風降溫的效果。

沒有自然風的時候,冷巷也因為受太陽輻射少,空氣溫度低,再加上存在垂直溫差,可以和兩旁建築內的熱空氣形成對流,起到通風降溫的作用。

冷巷被譽為嶺南傳統建築的精髓。

在嶺南長期濕熱的氣候下,通風甚至比遮陽、隔熱更為重要,而冷巷,正是加強自然通風的核心構件。

通常來說,它往往需要跟其他3個要素一起,構成一個完整的自然通風系統。


1、選址:創造有利於導入自然風的環境

珠三角村落大多整體坐北朝南,順坡而建,前低后高。村前有廣闊的田野和大面積的魚塘,其它三面圍有樹林。村內的建築則像梳子一樣南北向排列成行。


夏季,東南風起,從村前的田野和水面吹來時已被降溫,經過U型迎風口從大空間進入小空間。而在村內,建築的梳式布局形成了眾多冷巷,前後風壓差進一步強化通風。
1冷巷+天井:天然換氣扇

冷巷分兩種,一種是室外的,也叫青雲巷,另一種是室內的。

嶺南民居一般都會在室內設冷巷,比較典型的是一種叫竹筒屋的建築布局。


因其門面窄小,開間小,一般為單間,但是進深大,狹長的格局就像竹子一樣呈一節一節狀,所以稱竹筒屋。

竹筒屋進深長,通風采光一般都要依賴天井和樓井。


跟北方比,嶺南地區的天井一般開口都比較小,有些天井還帶有屋頂和天窗。小天井除了可以避免陽光直射外,還可以像煙囪一樣拔風。

當有自然風吹入時,風從廳這個較大的空間進入冷巷這個較狹窄的空間,風速會加快(是不是就像上面的塑料瓶一樣?)。同時,開口小的天井上空有風吹過,也會讓天井形成負壓,天井同時也會向冷巷抽風(參見伯努利效應),進一步加速冷巷的空氣流動,帶走室內的熱量。

沒有自然風時,由於天井上部受陽光輻射氣溫升高,形成了豎直溫差,熱空氣上升,帶動下方的空氣向上補充,形成煙囪效應,並通過冷巷抽風,形成熱壓通風。

1門窗通透:創造更多有利於通風的條件

嶺南民居中還有很多具有嶺南特色的細節來輔助冷巷的這種自然通風。

比如說趟櫳門,既起到防護作用,又趟開通風的門洞。


滿周窗(這個不是那種滿洲窗哦,別搞混了),整面牆都做滿門窗,打開門窗可基本可以實現無障礙通風。
蚝殼或雲母石做得拉繩天窗,在補充採光的同時還可以根據需要通風,材質比玻璃隔熱。

根據有人在廣州陳家祠實測后發表的論文,當天環境最高溫為36.7℃時,后東廳測得的溫度為32.7℃,溫差為4℃

要說那幾個塑料瓶做的裝置,就能打敗這套以冷巷為核心的整體自然通風系統?

你覺得呢?

當然,這個也是從我們自己的公眾號「家優站」(withuhome)轉過來的,原創鏈接在此。
刷爆你朋友圈的塑料瓶空調並不靠譜,真正的生態空調在此!

古人不但有空調,還是冰箱空調一體的,自動風扇也有,甚至還有中央空調。


當然,這些都不是用電的。
這裡只講器械用品啊,至於綠豆湯、蓮子羹、仙草等飲食祛暑和悠遊山林、江湖戲水等古代避暑的種種入詩入畫的行為藝術,在這裡就略過了。

神器1:自動風扇

喜歡看清宮戲的,大概對這一幕不陌生。

這個用扇子做成的自動風扇,並不是舶來品。

最晚從唐朝開始,就有了自動風扇。

早期的雛形,是風扇車,這是一種人力驅動的鼓風器械,最早用於作戰。

然後,軍工技術逐漸民用化。

既成為了農用器械,也成了消暑神器。

再然後,水車的加入,讓風扇車從人工手搖變成了靠水力驅動的自動風扇。

到具體應用時,又加入了很多細節。

比如,將大型風扇車放在水池後面,這樣,鼓起的風就帶上了清涼的水氣。

再比如,宋代宮廷還加入了空氣凈化和香薰設備,讓風扇對著大廳里擺放的數百盆鮮花吹,「清芬滿殿」。

不過,這種自動化設備畢竟不是人人都用得起的。

宋時一些高檔的茶館酒樓內,設有這種「水激風扇車」,往往會引來眾多的百姓前來蹭風納涼,順便聽人說書。


神器2:冰箱空調一體機

還記得我們小時候賣冰棍的泡沫箱嗎?

放在古代,那就是冰箱,不過古人稱之為冰鑒。

冰鑒分裡外兩層,外層放冰,內層就可以用來冰鎮果蔬和酒了。

冰是嚴冬時收集貯藏在冰窖里的。

春秋戰國時期,冰鑒是青銅的,到後來就逐漸用木頭代替了。

同時,冰鑒的蓋子上也多也幾個孔。這樣一來,除了可以做冰箱,還可以通過這幾個孔往外冒冷氣,變成冰箱空調一體機。

當然,這樣冰塊的消耗量也會更大一點。

同樣的問題,冰窖貯冰這種大工程也不是一般人家消費得起的。

所以,一般的大戶人家,採用了另一種冰箱空調一體化的設施:深井。

在皖南西遞有座老宅子,叫青雲軒,至今仍完整地保留著這種設施(前面已有答友說過這個了,這裡還是要重複一下)。

看到地面的那個圓洞了嗎?這下面就是一口深井。

由於地底相對恆溫,冬暖夏涼。只要把這個蓋子打開,夏天就會有冷氣冒出,冬天 則是暖氣。

除了給房子降溫,還可以把食品放進井裡冷鮮保藏,又是家裡的一個天然冰箱。

據說,這法子,早在三國時期曹操築鄴城時就廣泛使用了。


神器3:中央空調

別驚詫,古人早有辦法給整座建築一體化降溫了。

製冷劑不含氟利昂,而是最環保天然的液體:水。

早在唐代,從皇宮到達官貴人家中,自雨亭就已經不是什麼稀罕事了。

所謂自雨亭,就是不斷將水提升到屋頂模擬降雨,通過水循環帶走熱量,給建築整體降溫。

(模擬出來,大概是這樣的場景)
而且,這一切也是自動的。

動力來源及其驅動裝置,自然跟前面的自動風扇一樣,來自於水和水車。

在這裡,水既是製冷劑,也是驅動力。

而在更早之前的先秦時代,王室貴族則是通過類似地下室的「窟室」來消暑的。

只不過,貴族們的地下室比較講究,除了利用地底層的相對恆溫來降溫,往往還會放置冰塊。

再加上美酒美食美女,貴族們經常會在窟室里開趴踢。

平民百姓家裡沒實力搞自雨亭,也沒有那麼講究的「窟室」,但是別忘了,北方一些地區,窯洞那是相當流行的。


神器4:家居用品

除了上述大件,古人還有種類繁多的用於消暑降溫的小件家居用品。

第一神器,當然首推扇子。

蒲扇、團扇、摺扇、羽毛扇……

無論王孫貴族,還是平頭百姓,都離不開這件納涼神器。

然後是涼枕。

達官貴人、豪門富戶用玉石枕或瓷枕,

平頭百姓,也有清涼的竹枕。

還有竹床竹席竹躺椅等等,就不一一列舉了。
重點說下另一種竹枕。

不管是達官顯貴,還是平頭百姓,夏季里都愛不釋手。

它長成這樣,

或是加點曲線,

它有個很特別的名字:竹夫人。

當然也有叫竹姬什麼的,說的是同一樣意思:它就跟老婆一樣,是摟著睡覺用的。

功能相當於抱枕。

竹質的清涼,現再上中空透風的形狀,實在是居家旅行、納涼避暑必不可少的神器……

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感謝大家的點贊和評論,集中回答幾個問題。

1、關於普通百姓避暑的問題

我文中也提到了一些,比如窯洞、扇子、竹枕竹席竹夫人等等。

至於深井這個,其實也不是要求那麼高,不一定非建在屋子裡,院場、屋後有井在以前是很常見的,用井水降溫在井中冷藏食物很常見的。

還有就是古代的建築結構、選址這些,在防暑降溫方面都是有講究的,不過這方面我不太懂,希望能看到專業人士在這方面的挖掘。當然,古代的綠化水平和人口居住密度也是一個重要因素。

最後必須要說的是,能夠穿越時空並為今人所知的,肯定有其特殊性,要麼像扇子那樣流行面極廣,而且歷代綿延不絕,要麼就得是比較特別,文史材料中覺得值得一記,或者物質本身能夠經得起時間的磨蝕,能為後人發掘、考證。

所以,在時間面前,普遍人的避暑用品留存的資料少也是沒辦法的事情,畢竟,竹木等材質不如玉石、瓷器那麼經得起時間的蝕刻。

2、關於自雨亭的記載和遺址

唐人封演的筆記《封氏聞見記》中,就有關於當時京兆尹王鉷家的自雨亭記載。宋人王讜的筆記體文史資料集《唐語林》卷五中也有類似的記載,說王鉷太平坊宅內「有自雨亭子,檐上飛流四注,當夏處之,凜若高秋」。還是《唐語林》卷四「豪爽」篇里記載,拾遺陳知節被唐玄宗李隆基叫到含涼殿,看到,「(李隆基)座后水激扇車,風獵衣襟」,首先提到的是水激扇車,然後被「賜坐石榻」,感覺「陰溜沈吟,仰不見日,四隅積水成簾飛灑,座內含凍。」後面說的就是自雨亭的裝置了,皇宮大內,名字自然也要大氣點,不叫自雨亭而叫含涼殿,而且是多種裝置配合使用的。《舊唐書》中也記載東羅馬首都君士坦丁堡就有類似的裝置,至於唐人是不是從東羅馬學來的,這個很有可能,唐有完全開放的包容氣度,自然不會在拿來主義上糾結。要找遺址,可以去西安大明宮遺址去找含涼殿遺址。

3、關於古代夏天的冰哪來的

其實文中已經說過了,是在嚴冬將冰採集起來封存在冰窖里夏天再拿來用。關於這方面的史料,更是一大堆,在這裡就不展開細說了。

關於貯冰製冰,留言里有知友楊晉文做出了非常專業的回答,大家可以參考。
他的回答抄錄如下:
最早冰製冷飲起源於,那時帝王們為了消暑,讓奴隸們在冬天把冰取來,貯存在地窖里,到了夏天再拿出來享用。大約到了唐朝末期,人們在生產火藥時開採出大量硝石,發現硝石溶於水時會吸收大量的熱,可使水降溫到結冰,從此人們可以在夏天製冰了。
藏冰就是把冬季的天然冰塊儲藏起來,待來年暑天使用。冰塊的儲藏並不複雜,深鑿井洞,置冰其中,再以土厚掩就成了。

4、關於竹夫人

這個以前在南方很常見吧?反正我小時候用過,某寶上也有賣。多了就不說了,免得說我打廣告。

5、關於自雨亭的原理

從原理上來說,自雨亭並不算複雜,核心裝置說白了就是水車而已。不知道大家當年的歷史課本上有沒有那個大大的唐代開始推廣運用的筒車圖片(我當年上學時課本上是有的)?最核心的裝置就是類似那個的東西(請參考文中的剖析圖)。只是別人水車提水用來澆溉農田,他們用水車提的水澆屋頂。水車運轉的動力來自於流水的勢能,原理跟今天水力發電的水輪機是一回事。所以不存在什麼違背能量守衡、永動機等方面的問題。以當時的技術條件和王室貴族的財力,是完全可以實現的。這個將水提上屋頂的水車不是靠屋頂的水往下流來帶動的,當然,水被提上屋頂后往下流的勢能還可以綜合利用,比如說輔助帶動主水車,或是用來帶動小型的水激風扇車等等。

再上一個神器,古代的淋浴頭(蓮蓬頭、花灑)

(為防止別人說圖片用倒了,這大江網貼心地用自己的水印為它正形)
「其實在古代,人們就發明了用蓮蓬頭沖涼,從而消除暑意。」江西省考古研究所所長徐長青說。考古專家曾在景德鎮湖田窯遺址,發掘出了宋代青白釉面蓮蓬頭。徐長青介紹,這就是古代人用來淋浴的器具,也是現代衛浴中蓮蓬頭的雛形。(摘引自《江南都市報》2013年8月7日報道)

這個必須是景德鎮出品的。好吧,宋代就有淋浴用的蓮蓬頭,我只是好奇有沒有一起出土瓷器管道什麼的,難倒用竹管嗎?

留言中知友qin提到了廣東四大名園之一的東莞可園有個清末的人工空調系統,我查了些資料,附在這裡供大家參考。

這套地下送風系統位於可園的可軒,是主人招待客人的地方,又名桂花廳。

可軒的地面正中有一個圓形銅管開口,這是地面出風口。

隔壁的小房子有一個送風口,

房內設有風櫃(當年的風櫃沒有保存下來,如今模擬的風櫃貌似就找了個以前農家用的手搖風車,感覺這個不太靠譜)。主人與賓客會談之時,僕人們會在另一個房內用鼓風機向可軒中送風,保持室內的涼爽。

(這是某次展覽時做的這個送風系統的模型,這個鼓風機看著確實就是農用的手搖風車,連上面裝稻穀的斗都有,只是沒有下面出稻穀的口,反正我覺得後人模擬的這個鼓風機不靠譜,就算原來的鼓風機真長得跟手搖風車關不多,也應該不會有下面裝稻穀的斗,放這裡純屬無用還積灰的東西。)

此外,僕人會在入風口加入桂子等香料,讓送入可軒廳內的涼風帶有桂花的香味。



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