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可以抵御恶劣气候和地震的
日本木造住宅
可以抵御恶劣气候和地震的日本木造住宅
日本的住宅是用“木材”建造的。即使在技术和信息发达的今天,公寓等集体住宅之外的独栋住宅约有80%仍是木造建筑,而在国外,一般采用石材、砖块、钢筋或混凝土修建的住宅比较多,但日本为什么要用“木材”呢?
日本木造建筑多的原因之一就是容易获取木材来做材料。日本国土的66%是森林,筹备木材比较方便。另外木材易于加工,重量又轻,自古以来就被用作房屋的建筑材料。
然而,日本国土的约73%是山地,要想在日本西部等地开采优质石材并不难。此外,大约在1400年前的飞鸟时代(公元593年至公元710年),制砖技术就已经从中国传入,在日本各地都可以开采到优质粘土。然而,被称为世界上最古老的木质结构建筑而闻名的法隆寺,虽然在公元607年开始修建时,制砖技术已经传入日本,却仍是以柏树为主的木材建造的。可见日本人之所以用木材建造房屋,不仅仅是因为木材容易获取。
- Column:日本国土的结构和多雨多雪的气候
- Column:传统的日本木材加工技术
- Column:日本扁柏
日本住宅适合炎热潮湿的夏季
原因之一在于日本的气候。冬季来自日本北侧西伯利亚方向的干冷气流在春季时势力减弱,转变为干暖气流。另一方面,日本南方的中国南海的湿热气流正在增强并向北移动。6月前后,这两股气流正好在日本上空相碰撞,导致来自南方的湿热气流停滞在日本上空,日本就进入多雨潮湿的“雨季(梅雨)”。而随着夏季临近,来自南方的气流将更为强劲地向北移动,晴天逐渐增多,日本就迎来了极为炎热潮湿的夏季。此外,较强的南方气流为日本带来多次台风,造成大量降雨。因此,闷热潮湿、大雨来袭,成为日本夏天特有的气候。
人在高温时会通过出汗来降低体温。可如果空气中的水分含量,也就是湿度高的话,汗液就难以蒸发,导致体温难以下降。再冒出来的汗液无法蒸发,长时间停留在皮肤表面,就会使皮肤发粘,产生皮脂气味,使环境变得更为不舒服。出于这个原因,修建可以缓解暑气、降低湿度的房屋,自古以来就是日本房屋建筑的基本思路。
木材具有调节湿度的特性。刚砍下来的木材含有大量水分。在空气中干燥成能做建筑材料时,还含有约15%的水分。因此,在湿度较大的环境中,木材本身就能吸收湿度,将湿度调整到使人体感到舒适的60%左右。湿度60%的环境不仅能让人感到舒适,还能抑制霉菌和螨虫的生长,并抑制室内灰尘中的空中浮游细菌和恶性病毒的产生。石材、砖块和钢筋不具备木材这种调节湿度的功能。因此,在炎热潮湿的日本,石材、砖块和钢筋不仅无法营造舒适的环境,反而会成为容易滋生霉菌和螨虫的场所。
此外,日本炎热潮湿的环境也造就了独特的住宅风格。在日本的住宅,从室外进屋前通常会在门口脱掉鞋子再进入室内。这也是由于受高温高湿的影响,鞋内的汗液很难干燥,为了在室内过得舒服一点,就形成了不穿鞋生活的方式
。另外,日本的很多住宅都备有浴缸。这是为了冲去汗水,使身体和生活环境 清爽洁净而形成的习惯 。
传统日本住宅的另一个特点就是墙壁较少。使用在木框上粘贴纸张制成的,轻便可移动的障子(纸门窗)和福司玛门(隔扇)来取代固定的墙壁。拉开障子(纸门窗)和福司玛门(隔扇),就可以开放空间
,形成通风换气的通道,将热量和湿气排放出去。另外,障子(纸门窗)和福司玛门(隔扇)所用的“和纸”也和木材一样,在湿度高时吸潮,相反在湿度低时排出湿气,具有将湿度调节到使人舒适范围的功能。此外
,建筑的地基也不是直接修建在地面上的,而是先将木桩和柱子打入地面,以便将地板搭建在高于地面的地方,使之成为可以 透气性好、并可降低湿度的“高床式住宅”。
就这样,日本的住宅运用木材,创建了一套降低湿度的独特方法,使人们可以在酷暑 和潮湿的夏季环境中舒适地生活。
日本住宅适合寒冷干燥的冬季
另一方面,冬季来自南方的湿热气流势力趋弱,而来自北方西伯利亚的干冷气流日渐强劲。这种气流在日本西北海域(日本海)吸收了湿气,碰撞日本的高山后会下起大雪。而下完雪之后,气流又变成干燥寒冷的状态,与夏天截然不同,日本的冬天非常寒冷干燥。
干燥的空气会带走皮肤表面的水分,使人感到比气温更冷。另外,在干燥的环境中,病毒将变得更为活跃,流行性感冒趁机肆虐。在这种环境中,木材修建的住宅也会大显身手。与低湿度的夏天时相反,会将积存在木材中的水分排放出来,将湿度调节到大约60%,这是能使人感到舒适的湿度。另外,障子(纸门窗)和福司玛门(隔扇)的材料“和纸”也会发挥同样的作用。
如上所述,用日本木材修建的住宅,非常适合夏季闷热潮湿、冬天寒冷干燥的不同环境,发挥出与用石材、砖块或钢筋修建的房屋完全不同的出色性能。
日本住房能适应地震
此外,日本木造建筑多的原因除了恶劣的气候环境之外,还有地震突然发生的影响。日本是世界上唯一一个位于四个板块交汇的碰撞点上的国家。当板块之间碰撞的力量达到极限时,其反动能量就会震动陆地,形成地震袭击日本。日本是一个地震频发的国家,这在全球也是个众所周知的事实。
地震引起的大地晃动,直接传递给修建在
地面上的建筑物。此时,建筑物越重,其震动能量就越大。木材比石材、砖块和钢筋轻,因此发生地震时,建筑的晃动程度比其他建筑材料小。另外,木材与石材、砖块、钢筋相比,更具有弹性和柔软性、以及耐弯曲的特性。在测量相同重量的材料抗压缩强度的实验中,木材的抗压缩强度约为铁的2倍,混凝土的9.5倍,抗拉伸强度约为铁的4倍,混凝土的225倍。
- Column:日本国土的结构和多雨多雪的气候
铁和混凝土在受到一定程度以上的弯曲力时,会有突然折断破碎的风险。而木材即使承受了弯曲力,也能保持耐久性,而且还会发挥恢复原状的能力,所以即使承受了地震的巨大晃动时,也能在一定程度上通过变形来释放力量。因此木造住宅的震动程度比石材、砖块、钢筋修建的住宅要小,其柔韧性使其可以减缓地震带来的震动,从而防止地震造成的损害。
用木材修建房屋的技术,是在地震频繁的日本孕育形成的“木材文化”。这种技术在现代也得以传承, 以隔震构造、抗震构造、减震构造而享誉全球。
- Column:耐久性、阻燃性和防蚁对策
日本住宅有助于防止地球温室效应
最后,树木在生长过程中吸收大气中的二氧化碳(CO2),有助于防止地球温室效应。即使被砍伐成为木材后,所吸收的二氧化碳只要不燃烧就会被固定在木材内部,不会排放出来。根据某种理论的推算,一栋典型的日式木造住宅,可固定大气中14吨左右的的二氧化碳,这些性质,是其他建筑材料所不具备的特性。而且,和制造过程中会产生大量二氧化碳的砖块和钢筋等建筑材料不同,木材是非常环保的建筑材料。
在恶劣环境中也能舒适生活的窍门随处可见,抗震能力强,并有助于防止地球温室效应,衷心期待着这种日式木造住宅能在世界范围内推广开来。