雪屋何以御嚴(yán)寒

劉樹田

地球上某地，冬日寒冷而漫長(zhǎng)，每年約有半年多的時(shí)間處于夜色中，溫度常會(huì)降到零下50℃，甚至更低。在這里，太陽永遠(yuǎn)升不到高空，陽光穿過厚厚的大氣層，以很低的角度斜射到雪面上。熱量本已所剩無幾，再被潔白的冰雪反射，能被冰雪吸收的就更少了，所以這里的夏季也是天寒地凍、白雪皚皚。這是哪里呢？我想聰明的你已經(jīng)有了答案：北極。令人稱奇的是，在這樣一個(gè)惡劣的自然環(huán)境中，勤勞智慧的因紐特人（舊稱愛斯基摩人），已經(jīng)世世代代在這里生活了4000多年。他們就地取材，建起了奇特的“雪屋”，以抵御漫漫冬夜的凜冽寒風(fēng)。雪屋的材料只有冰雪，不用任何其他輔助材料，雖然原始但不失技術(shù)含量，是因紐特人戰(zhàn)勝自然的智慧結(jié)晶。

雪屋是怎樣建造的

建造雪屋的過程大致如圖1所示。

第一步：選擇一個(gè)開闊、向陽的平地，即選擇一個(gè)合適的地基。然后選擇被風(fēng)吹過而變得密實(shí)的雪塊，這樣的雪塊質(zhì)地均勻，能夠緊密地堆砌并通過冰晶相互黏結(jié)。對(duì)選擇好的材料，要用銳利的骨刀切割成各種規(guī)格的大雪磚。因?yàn)檠┪菔菆A形的，所以雪磚要帶有一定的弧度，弧度的大小隨雪屋大小而定。接著就是將雪磚一層層地壘砌起來，每疊加一圈，向內(nèi)收縮一點(diǎn)，圓圈愈來愈小，最后形成一個(gè)封閉的、球冠形的圓頂，在屋頂上留有小洞，以便通風(fēng)換氣。在雪屋的南面一側(cè)開一小窗口，小窗口上方要安放一塊較薄的冰板，相當(dāng)于我們的玻璃窗，這塊冰板既能遮擋雪花，又可折射太陽光線。文首提到，北極圈內(nèi)的太陽角度很低，陽光幾乎是從南方的地平線上斜照過來，經(jīng)過窗戶上方的這塊冰板折射后，既照明又取暖，且不會(huì)直接照在北面的冰墻上，如圖2所示。

第二步：建好在地面上的半球形雪屋，只能算完成了一半的工程。接下來是在那半球形屋頂罩住的地基上挖掘一個(gè)深坑，這個(gè)深坑是雪屋的主體空間。當(dāng)然，向下掘一個(gè)深坑肯定比向上壘一個(gè)高屋要省事很多。

第三步：先將臨時(shí)出入口用雪磚封上，再在半球形雪屋近地處鑿一個(gè)約幾米寬的道門，為了防寒風(fēng)與大型野獸，這門道開得很低很小，即使身材矮小的人也要弓著腰才能進(jìn)去。如果你是個(gè)身材較高的人，去因紐特人家作客恐怕就只能爬進(jìn)去了。最后，再在雪屋內(nèi)的一側(cè)用積雪堆一平臺(tái)，上面鋪上獸皮作為床鋪，雪屋就算建造完成了。

雪屋是怎樣保暖的

大家知道，雪屋要保暖就是要盡可能減少屋內(nèi)外的熱傳遞。熱傳遞有三種方式：傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射。

熱從物體溫度較高的部分沿著物體傳到溫度較低的部分的傳遞方式，稱為傳導(dǎo)。致密均勻的雪磚內(nèi)含有導(dǎo)熱性能很差的空氣，所以雪磚是熱的不良導(dǎo)體。此外，因紐特人往往還要在半球形的屋頂上蓋一層厚厚的野草，再覆上一層海豹皮，同時(shí)在屋內(nèi)的墻壁上到處掛滿獸皮，這樣屋內(nèi)的熱量幾乎不可能通過傳導(dǎo)的方式流失。

靠氣體或液體的流動(dòng)來傳遞熱的方式稱為對(duì)流。雪屋通道口很小而且貼近地面，不僅外面的冷空氣不能直接吹進(jìn)屋內(nèi)，而且里面的熱空氣由于向上聚集也不會(huì)從通道口流出。頂部雖然有通氣孔，但很小，所以屋內(nèi)熱量也不會(huì)從頂部通氣孔散失掉。

熱以電磁波的形式沿直線傳播出去的方式稱為輻射。物體表面越光滑，反射能力越強(qiáng)，雪屋內(nèi)壁光亮的冰殼能夠把大部分輻射熱反射回去，阻止屋內(nèi)的熱量向外界擴(kuò)散。

由于雪屋有效地減弱了熱傳遞的三種方式，所以能夠保證屋內(nèi)溫暖，即使室外溫度達(dá)到零下50℃，因紐特人在屋內(nèi)也可以不穿棉衣。

上面從熱學(xué)角度分析了雪屋保暖的原理。從力學(xué)角度看，雪屋半球狀的外形，具有抗壓強(qiáng)度大、穩(wěn)定性高的特點(diǎn)，而且半球外形可以有效地降低狂風(fēng)的沖擊，這種符合力學(xué)原理的雪屋即使遇上最強(qiáng)烈的暴風(fēng)雪也能穩(wěn)如磐石。

雖然因紐特人的雪屋安全、保暖、環(huán)保，但畢竟比較原始，有諸多不方便的地方。隨著時(shí)代的發(fā)展，如今的因紐特人已經(jīng)住上了具有現(xiàn)代功能的新住宅。雪屋雖然已經(jīng)成為歷史，但其作為人類的一種特殊居住文化已載入史冊(cè)。

小資料

隨著全球化時(shí)代的到來，因紐特人不可避免地要受到現(xiàn)代文明的影響，正在進(jìn)入一種新的生活方式。到上世紀(jì)70年代末，已經(jīng)有十分之七的因紐特人告別雪屋、帳篷，住到固定的村莊里。到目前為止，僅有極少數(shù)因紐特人還沿襲著傳統(tǒng)的生活方式，依靠打獵、捕魚維持生活，但他們也不再使用古老的器具，機(jī)動(dòng)船代替了以往的皮劃艇，雪地摩托代替了狗拉雪橇。不過因紐特人的日常生活仍然保持著自己的一部分傳統(tǒng)習(xí)慣，第一代移居城市的因紐特人還愿意吃生魚和生肉，而他們的后代卻更喜歡吃烹飪過的食物。

在因紐特人的聚居地伊努維克市，因紐特人特有的“雪屋”已經(jīng)看不到了，取而代之的是安有暖氣設(shè)施的房屋。如果你走在這里的街上，會(huì)看見不少款式新穎的汽車在路上穿行。此刻，如果你不知道自己置身于伊努維克市，還會(huì)誤以為自己是走在中國的某個(gè)小城鎮(zhèn)呢。