因紐特人舊稱愛斯基摩人,多居住在北極圈內(nèi)的格陵蘭島稚照、美國的阿拉斯加和加拿大的北冰洋沿岸蹂空,他們世代生活和居住在這里至少有4000多年歷史了俯萌。
北極地區(qū)天氣酷冷,終年只有很短的時(shí)間氣溫高過0℃上枕,冬天是漫長咐熙、寒冷和黑暗的,每年從11月開始有近半年時(shí)間處于極夜的黑暗中辨萍,溫度會(huì)降到-50℃左右棋恼;到4月天氣慢慢轉(zhuǎn)暖,冰雪逐漸消融锈玉,此時(shí)進(jìn)入極晝爪飘。當(dāng)然有些地方終年積雪不化,因?yàn)樵诒睒O太陽永遠(yuǎn)升不到高空中拉背,即使在夏季师崎,太陽光也是以低角度斜射下來,并穿過厚厚的大氣層才到達(dá)地面去团,因此太陽光的熱量已所剩無幾抡诞,而且部分又被冰雪所反射。面對惡劣的氣候土陪,勤勞勇敢的因紐特人就地取材昼汗,采用一種原始方式建造了奇特的圓頂“冰雪屋”,以抵御凜冽刺骨的暴風(fēng)雪鬼雀,度過漫漫寒冬顷窒。
在漫長的嚴(yán)冬里,因紐特人的冰雪屋內(nèi)通常點(diǎn)著海豹油燈源哩,供照明和取暖鞋吉,有的還在盆狀巖石中點(diǎn)燃海豹油篝火取暖。雖然屋內(nèi)有火励烦,但熱量不會(huì)將冰雪屋融化。剛開始時(shí)坛掠,熱量能夠?qū)⒀┐u表面融化一些,但僅一小薄層而已舷蒲,隨即就慢慢凍結(jié)成一層光滑結(jié)實(shí)的冰殼,火的熱量再也不能融化冰殼及冰殼外的雪磚了友多,據(jù)不少北極探險(xiǎn)家報(bào)道牲平,這種傳統(tǒng)房子即使屋外氣溫達(dá)到-50℃,屋內(nèi)的人卻可以不穿毛衣纵柿。
我們知道熱傳遞的方式有:對流蜈抓、傳導(dǎo)和輻射藐窄,冰雪屋的保溫防寒作用可以從這三種方式來解釋资昧。冰雪由于中間存在著導(dǎo)熱性很差的空氣酬土,因此冰雪是熱的不良導(dǎo)體荆忍,能很好地隔熱,屋內(nèi)的熱量幾乎不能通過雪磚傳導(dǎo)到屋外刹枉。正因?yàn)檠┑膶?dǎo)熱性差屈呕,我國東北地區(qū)的獵人也有類似經(jīng)歷,他們在雪地上挖個(gè)坑虎眨,把挖出的雪堆積在雪坑周圍,然后在雪坑里過夜岳守,既防風(fēng)又暖和。
其次湿痢,進(jìn)入冰雪屋的長長通道低于屋子扑庞,入口處掛著獸皮,這樣可擋住刺骨的冷風(fēng)罐氨,減少屋內(nèi)外空氣的對流。通道從兩方面保持室溫:①由于通道口小又在雪下栅隐,因而風(fēng)、冷空氣不能自接進(jìn)入屋內(nèi)邑遏。②由于采用低通道入口恰矩,暖空氣向上聚集,在出入時(shí)大大減少屋內(nèi)熱量的散失外傅,使熱量不易傳出屋外俩檬。我們知道氣體的對流特點(diǎn)是伴隨有大量物質(zhì)分子的定向運(yùn)動(dòng)一一熱的流體向上運(yùn)動(dòng)碾盟,冷的流體向下運(yùn)動(dòng)棚辽。比如把手放在火上立刻感到有溫暖的氣流上升冰肴;可以看到掛在火爐上的布條,由于上升氣流的影響而飄動(dòng)起來联逻。冰雪屋利用對流的這一特點(diǎn)检痰,不僅屋內(nèi)的熱量不易散失包归,而且屋內(nèi)因冷熱空氣對流而暖和起來铅歼。有些冰雪屋內(nèi)壁掛滿獸皮,進(jìn)一步提高了保暖性椎椰。
第三從熱輻射可知,表面黑暗粗糙的物體不但能迅速和大量地吸收來自輻射的能量慨削,而且也能迅速和大量地輻射出能量套媚。冰雪屋內(nèi)壁光亮的冰殼能夠把輻射出去的熱能反射回來缚态,阻止屋內(nèi)的熱量向外擴(kuò)散堤瘤,保證了屋子溫暖。
最后本辐,由于冰雪屋牢固結(jié)實(shí)不透風(fēng),強(qiáng)勁的寒風(fēng)吹不透它老虫,所以在里面的人可以免受暴風(fēng)雪的襲擊茫多。
由于冰雪屋盡可能把熱傳遞的三條途徑阻擋住祈匙,所以盡管屋外冰天雪地,寒風(fēng)凜冽夺欲,而屋內(nèi)卻溫暖舒適。
建造傳統(tǒng)圓頂冰雪屋需要一定的技巧伞剑,它不光要求防風(fēng)保暖市埋,幫助因紐特人度過長達(dá)數(shù)月的寒冷冬季,還要求力學(xué)上的穩(wěn)定腰素,能夠抵御極地的狂風(fēng)暴雪。在北極沒有樹木,最方便的建筑材料就是隨手可得的冰雪献起,有經(jīng)驗(yàn)的因紐特人建成的冰雪屋堪稱建筑上的杰作。
為了抵御冬季的強(qiáng)暴風(fēng)雪襲擊姻政,建造的房屋要牢固結(jié)實(shí)岂嗓,具有一定的強(qiáng)度,因此冰雪屋的最獨(dú)特之處是它的圓頂厌殉,小孩在屋頂又蹦又跳都沒事,根本不需任何支撐結(jié)構(gòu)器紧。建造冰雪屋的關(guān)鍵技術(shù)是怎樣將雪磚一塊一塊堆成圓圈楼眷,呈螺旋上升。砌到最上面時(shí)罐柳,需增大上升的傾斜度,要求蓋房者準(zhǔn)確地切下一塊雪磚的斜角齿梁,以便與下一塊雪磚對接。為了穩(wěn)定士飒,兩塊雪磚要切得非常合適,相互吻合酵幕。
從力學(xué)角度看,拱形能增加物體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性邓深,球狀結(jié)構(gòu)最牢固笔刹。冰雪屋為拱形、圓頂舌菜,外壁又無角度,為圓弧形袱瓮,因此狂風(fēng)不會(huì)全部吹到屋子上爱咬,風(fēng)部分從屋子上部的外壁側(cè)面刮過;同時(shí)嚴(yán)寒也把冰雪屋凍成一體精拟,再加上堅(jiān)固牢靠的球狀結(jié)構(gòu),故這種符合力學(xué)原理的冰雪屋能經(jīng)得起最強(qiáng)烈的暴風(fēng)雪吹襲栅表。
此外荡碾,圓頂屋也是最省建筑材料的結(jié)構(gòu),這大大減輕了在寒冷天氣下的勞動(dòng)強(qiáng)度坛吁。
隨著時(shí)代的推移,因紐特人已開始接受現(xiàn)代文明哆姻,生活發(fā)生了巨大變化玫膀,具有現(xiàn)代設(shè)備的新住宅逐步取代了傳統(tǒng)住宅。