什么被誉为因纽特人的杰作
冰雪屋因纽特人旧称爱斯基摩人,多居住在北极圈内的格陵兰岛、美国的阿拉斯加和加拿大的北冰洋沿岸,他们世代生活和居住在这里至少有4 000多年历史了。北极地区天气酷冷,终年只有很短的时间气温高过0℃,冬天是漫长、寒冷和黑暗的,每年从11月开始有近半年时间处于极夜的黑暗中,温度会降到-50℃左右;到4月天气慢慢转暖,冰雪逐渐消融,此时进入极昼。 当然有些地方终年积雪不化,因为在北极,太阳永远升不到高空中,即使在夏季,太阳光也是以低角度斜射下来,并穿过厚厚的大气层才到达地面,因此太阳光的热量已所剩无几,而且部分又被冰雪所反射。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...全部
冰雪屋因纽特人旧称爱斯基摩人,多居住在北极圈内的格陵兰岛、美国的阿拉斯加和加拿大的北冰洋沿岸,他们世代生活和居住在这里至少有4 000多年历史了。北极地区天气酷冷,终年只有很短的时间气温高过0℃,冬天是漫长、寒冷和黑暗的,每年从11月开始有近半年时间处于极夜的黑暗中,温度会降到-50℃左右;到4月天气慢慢转暖,冰雪逐渐消融,此时进入极昼。
当然有些地方终年积雪不化,因为在北极,太阳永远升不到高空中,即使在夏季,太阳光也是以低角度斜射下来,并穿过厚厚的大气层才到达地面,因此太阳光的热量已所剩无几,而且部分又被冰雪所反射。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。
这种“冰雪屋”是如何建造的?又是如何抗击北极的暴风雪的?下面从物理学角度作一说明。1、因纽特人怎样建造冰雪屋建筑冰雪屋的原料不是随便取用的,最佳的材料是被风吹打而变得很密实的雪块,这样的雪块质地均匀,能够紧密地堆积并通过冰晶互相粘接。
在冬季来临前,因纽特人开始建造冰雪屋,建筑工具仅是一把骨制的刀。首先用刀把雪制的坚硬冰块切成砖形,冰雪砖的尺寸根据屋子的大小而定,一般约长1 m、宽0。5 m、厚0。2 m,切的雪砖有一定弧度。
接着在挖雪砖留下的雪坑周围用雪砖砌起一圈为地基,再一层层将雪砖垒砌起来,每砌一层都要注意慢慢向内倾斜,一层层往里收拢,只有这样才能封顶,建成半球形的冰雪屋。当砌到一定高度时,要在一边墙上留一个临时出入口,以便搬运雪砖用。
屋子的封顶很关键,切一块稍大于顶孔的雪砖,用手从里面托住,按孔的形状修整,使它正好能将屋顶封住。为了通风换气,在圆屋顶下方留一个小洞。最后将临时出入口砌上,用碎雪将雪砖间的缝隙填实。冰雪屋的“门”则是在入口处挖一条几米长的通道;有的冰雪屋虽有门,但门洞开得很小,身材矮小的人都要弯腰才能进去,身材高的人只能爬着进去了。
再在冰雪屋中一侧用积雪堆成平台,上面铺上兽皮作为床铺,桌椅也是用雪砖垒成,冰雪屋就竣工了。为了捕猎食物临时居住的冰雪屋小些,盖起来更快捷。这只是建造冰雪屋的一般方法,具体细节各有不同,但关键是怎样将雪砖一块块按螺旋堆砌成半球状,而不用任何辅助材料。
2、冰雪屋中的物理学知识2。1 冰雪屋是如何防寒保暖的在漫长的严冬里,因纽特人的冰雪屋内通常点着海豹油灯,供照明和取暖,有的还在盆状岩石中点燃海豹油篝火取暖。虽然屋内有火,但热量不会将冰雪屋融化。
刚开始时,热量能够将雪砖表面融化一些,但仅一小薄层而已,随即就慢慢冻结成一层光滑结实的冰壳,火的热量再也不能融化冰壳及冰壳外的雪砖了,据不少北极探险家报道,这种传统房子即使屋外气温达到-50℃,屋内的人却可以不穿毛衣。
我们知道热传递的方式有:对流、传导和辐射,冰雪屋的保温防寒作用可以从这三种方式来解释。冰雪由于中间存在着导热性很差的空气,因此冰雪是热的不良导体,能很好地隔热,屋内的热量几乎不能通过雪砖传导到屋外。
正因为雪的导热性差,我国东北地区的猎人也有类似经历,他们在雪地上挖个坑,把挖出的雪堆积在雪坑周围,然后在雪坑里过夜,既防风又暖和。其次,进入冰雪屋的长长通道低于屋子,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。
通道从两方面保持室温:①由于通道口小又在雪下,因而风、冷空气不能直接进入屋内。②由于采用低通道入口,暖空气向上聚集,在出入时大大减少屋内热量的散失,使热量不易传出屋外。我们知道气体的对流特点是伴随有大量物质分子的定向运动——热的流体向上运动,冷的流体向下运动。
比如把手放在火上立刻感到有温暖的气流上升;可以看到挂在火炉上的布条,由于上升气流的影响而飘动起来。冰雪屋利用对流的这一特点,不仅屋内的热量不易散失,而且屋内因冷热空气对流而暖和起来。有些冰雪屋内壁挂满兽皮,进一步提高了保暖性。
第三,从热辐射可知,表面黑暗粗糙的物体,不但能迅速和大量地吸收来自辐射的能量,而且也能迅速和大量地辐射出能量。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。由于冰雪尽可能把热传递的三条途径阻挡住,所以尽管屋外冰天雪地,寒风凛冽,而屋内却温暖舒适。2。2 冰雪屋的力学结构建造传统圆顶冰雪屋需要一定的技巧,它不光要求防风保暖,帮助因纽特人度过长达数月的寒冷冬季,还要求力学上的稳定,能够抵御极地的狂风暴雪。
在北极没有树木,最方便的建筑材料就是随手可得的冰雪,有经验的因纽特人建成的冰雪屋堪称建筑上的杰作。为了抵御冬季的强暴风雪袭击,建造的房屋要牢固结实,具有一定的强度,因此冰雪屋的最独特之处是它的圆顶,小孩在屋顶又蹦又跳都没事,根本不需任何支撑结构。
建造冰雪屋的关键技术是怎样将雪砖一块一块堆成圆圈,呈螺旋上升。砌到最上面时,需增大上升的倾斜度,要求盖房者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。
从力学角度看,拱形能增加物体的强度和稳定性,球状结构最牢固。冰雪屋为拱形、圆顶,外壁又无角度,为圆弧形,因此狂风不会全部吹到屋子上,风部分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。随着时代的推移,因纽特人已开始接受现代文明,生活发生了巨大变化,具有现代设备的新住宅逐步取代了传统住宅。收起