疯狂科学:建筑
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

第一章 基础篇

建筑材料

~天然的建筑材料~

—冰雪

在北极没有树木,最方便的建筑材料就是随手可得的冰雪,可是摸上去寒冷刺骨的冰雪能作为建筑材料建造房屋吗?长期生活在寒冷地区的因纽特人利用他们的经验,给了我们一个肯定的答案。真是太不可思议了!

因纽特人居住的地方终年只有很短的时间气温高过0℃,每年从11月开始,这里有近半年时间处于极夜的黑暗中,温度会降到-50℃左右。面对恶劣的气候,勤劳勇敢的因纽特人就地取材,采用一种原始方式建造了奇特的圆顶“冰雪屋”,以抵御凛冽刺骨的暴风雪,度过漫漫寒冬。

~冰雪屋的特点~

据不少北极探险家说,即使屋外气温达到-50℃,冰雪屋内的人都可以不穿毛衣。这是为什么呢?原来,因纽特人进入冰雪屋之前都要通过一个长长的、低于屋子的通道,通道口很小,入口处挂着兽皮,这样可挡住刺骨的冷风,减少屋内外空气的对流;而且有些冰雪屋内壁挂满兽皮,进一步提高了保暖性,因为冰雪能很好地隔热;还有,冰雪屋内壁光亮的冰壳能够把辐射出去的热能反射回来,阻止屋内的热量向外扩散,保证了屋子温暖;最后,由于冰雪屋牢固结实不透风,强劲的寒风吹不透它,所以在里面的人可以免受暴风雪的袭击。

冰雪屋真的有那么牢固吗?它的最独特之处就在于它的圆顶。由于屋顶呈圆弧形,因此狂风的压力不会全部吹到屋子上,而是从屋子上部的外壁侧面刮过;同时严寒也把冰雪屋冻成一体,再加上坚固牢靠的球状结构,故这种符合力学原理的冰雪屋能经得起最强烈的暴风雪吹袭。此外,圆顶屋也是最省建筑材料的结构,这大大减轻了在寒冷天气下的劳动强度。

知识扩展:

建造冰雪屋的关键技术是怎样使雪砖一块一块地呈螺旋上升,最后堆成圆圈。砌到最上面时,需要增大上升的倾斜度,要求盖房子的人准确地切下一块雪砖的斜角,以便与下一块雪砖对接。为了稳定,两块雪砖要切得非常合适,相互吻合。

~建筑~材料

因纽特人建造的冰雪屋的确独特,但是那只能建在寒冷的极地。现在,还是让我们了解一下人们日常居住的房屋吧!

首先问大家一个简单的问题—你知道房屋是用什么建成的吗?有人可能毫不犹豫地回答:“用砖。”但实际上,任何材料都可以用来建造房子,只要它足够坚固,并且能承受天气的剧烈变化。全世界大多数房屋是用砖建成的。除了砖,建造房屋的主要材料还有灰浆、石头、土、木、瓦和金属等。

~砖块和灰浆~

砖,又叫火砖,长得有棱有角,一副方方正正的模样。砖原本只是有黏性的泥巴。这些泥巴被人们挖出来以后,先放进机器里加以搅拌,直到搅拌成具有黏合性的均匀的泥巴。紧接着,再把其打磨成一块一块的,最后放在太阳底下晒干,砖就成形了。

光有砖还不够,人们要把砖叠在一起,这就少不了灰浆的帮忙。灰浆是用水、沙和石灰合成的,之后再放在搅拌机里调好,必须趁着它变干以前迅速使用。人们用泥铲舀一些灰浆涂抹在砖块之间,再用泥铲把手轻轻敲打砖块,砖块就固定住了。

~石木和其他材料~

石头也是建造房屋的重要材料,用它来建造宫殿或大型建筑物,不容易被火烧和毁坏。如果石料十分巨大,人们只需将它们相互堆叠起来,它们各自的重量会将其贴合在一起,这样的建筑物也十分牢固。

除此之外,建筑材料还有木头、泥土、草甚至是芦苇。森林里没有砖,但有的是木头,可以用来搭建小木屋。在炎热的地区,比如非洲,人们经常用泥土和草混合起来建造房屋,这种混合物在阳光的照射下会变得干硬、坚固。而在中东地区的沼泽地,人们用成捆的芦苇建造美丽的家园。

~哪种纯砖结构的墙体~最结实

用砖头和石块就可以建起一堵墙,但是如果砖块的排列方式不同,建造的墙的牢固程度也就不同。其实,建造纯砖结构的墙体关键在于砖块的排列方式。下面我们分别采用不同的排列方式,看一下哪堵墙更结实。

你会用到的实验材料和工具:

6厘米×12厘米条形木若干块

1 把木块自下而上层层叠加。

2 使每两层木块间的缝隙相对,上面交叉排列。

3 如图所示,底部排列成两行,上面跟着交叉排列,你会发现这样垒起来比较结实。

4 如图所示,垒两层墙面,突出的部分叫做露头砖。这种墙叫做夹壁墙。

实验小总结:

正如实验中的那样,用不同的方法垒砌砖块,最后形成的墙体结实度是不一样的,可以说建造纯砖结构的墙体关键在于砖块的排列方式。实验中步骤一垒砌而成的墙很容易倒塌,步骤二交错垒砌而成的墙就比前者坚实多了。但是,相比之下,砖块交错排列的夹壁墙比这些单层墙都牢固得多。

知识扩展:

夹壁墙的两层墙面由横砌在墙中间的砖头连接起来,这种起连接作用的砖块叫做露头砖。同时夹壁墙的夹层使得建筑物内的热量不易散失,对建筑物还起到保暖的作用。