建筑『黑科技』篇 故宫里巧妙的建筑设计(1 / 1)

·壹·600年不积水,故宫有哪些排水『黑科技』

故宫号称“水患终结者”,600年来,不论北京城下多大的雨,宫里都不会积水。有数据统计:明代276年,北京有104个年份发生过水灾,其中严重的29次;而清代268年,北京的水患更是多达128次,其中特大水灾5次,严重水灾30次。如此多的水灾,北京城里都开启了“看海模式”,可故宫却是“大水围困万千重,我自岿然不动”。

故宫之所以有600年不积水的“美名”,主要是因为宫里有几大排水黑科技:

从平面上看,故宫似乎是“平”的,走在宫里也感觉都是平地,但实际上,它并不绝对水平,有一点小坡度。经过专家的测算,故宫的北门神武门地平标高46.05米,南门午门地平标高44.28米,竖向地平高差约2米,总体是一个北高南低的布局,就好像你从午门进宫,慢慢地爬向神武门这座“小山”。

这种有点小坡的设计为自然排水创造了有利条件,使积水能缓慢排泄。我们都知道,北京城的地形北高南低,北依燕山,东临渤海,因此水是向东南流。故宫这样的坡度设计也是顺应了北京的自然地理环境,并不是工匠们的凭空创造。

故宫不仅整体上北高南低,而且地面本身也不平,比如太和殿前这条最中心的“御路”,走在上面,会发现中间拱起了一块,古人给它取了个好听的名字叫“熊背”。

“熊背”的设计有利于水往东、西两侧排,然后顺着广场上的明沟向南排,通过地上铜钱一样的小孔(“钱眼”)流入地下暗沟中,由于地形西高东低,最后这些水又往东南流,导入文华殿区域的内金水河中,排出宫外。整套排水系统严丝合缝,配合紧密,一环扣一环,真是上面大雨,下面“大戏”,一出排水大戏!

除了太和殿的御路有“熊背”,宫里其他宫道也有,原理类似,总的来说,就是将雨水通过各种渠道排入明沟、暗沟里,最后一股脑地汇聚到内金水河中,排出宫外。

故宫里的地下排水系统非常精密,它们纵横交错,衔接紧密,每个区域都有设置,任何死角都不放过,比如神武门内南段宫墙的北侧,就有一条自西向东的排水道,它的起点在东北角,然后向东延伸,穿过了东西六宫、乾隆花园等,最后把这些宫殿的雨水向南运送到内金水河中。像这样的排水道还有很多,它们的共同作用就是将各个宫殿区域内的雨水排向东南端的内金水河。

说到宫里的排水,最应该浓墨重彩书写的当数三大殿的台基。其实这个台基最怕水,如果雨大,水排不出去,会因存水、渗水而下沉,所以在做排水设计时,工匠们也是绞尽脑汁,费了一番功夫。

首先,三层台基每层都有3%~5%的坡度,这样使得上层台基的水直接排到下层;其次,每个栏板上都有半圆形泄水口,还有一些小孔,这样有利于积水的排出;最后,工匠们还巧妙地给台基安上了皇家“水龙头”。

这些小龙头(螭首)总共1142个,据说它们的形象是龙的儿子—霸下。它们的口中有一个圆形的小孔可以吐水,每当大雨如注时,三大殿台基的水就会从口中吐出,形成“千龙吐水”的景观。据说乾隆皇帝就喜欢在大暴雨时专门来到中和殿,打开四面门窗,静静欣赏“千龙吐水”,有时诗兴大发,还会吟上两句。

宫里的排水,屋顶也是一大“帮手”。几乎所有的宫殿设计都带坡面,这样有利于雨水顺坡排下,而且这个坡还专门做成了和缓的曲面,使得雨水降落到屋顶后,能够迅速往下排,到了坡底的位置,又能够向前方排出,保护屋檐下的立柱、门窗不受雨水侵蚀。

同时,在屋脊的底端有一个三角形的“红领巾”,它叫“滴子”,就像水滴一样,通过它雨水将汇集成一条直线下落,免得水流到屋檐下侵蚀木构件。在它旁边有一块大圆饼一样的筒瓦,俗名“猫头”,它扣压在滴子端部,防止雨水渗入屋檐内。另外,在宫墙上还有一种“滴子”,尤其在东二长街上最多,它们就像舌头一样伸出宫墙,其学名叫“水滴子”,它们的作用是把墙后的积水给排出去。因为墙后是乾隆花园,园子里布局紧凑,有些房屋屋顶挨着墙体,如果下雨,水会积攒在屋顶上,容易损坏建筑物,所以聪明的设计师们想出了用“水滴子”把墙打穿来导流雨水的方法。由于整个墙面是“上窄下宽”,为了不让雨水直接冲刷墙面,所以“水滴子”都会往外伸出一大截,虽然看起来有些突兀,但蕴含了建筑者们的智慧和匠心。

对于紫禁城来说,城墙是安全防护最重要的屏障,万一下大雨,水积在城墙上排不出去,久而久之,雨水会渗入城墙地面引起地面下沉,甚至还可能导致墙体开裂。为了避免这样的情况,城墙上会每隔10米左右安置一个石质水槽,它凸出墙体,雨水可以通过它排出去。

同时,为了避免水顺着水槽底部回流到墙体侧面,聪明的工匠们在石槽下方安装了铁皮,铁皮多伸出去一点,利于雨水向前方排出。

紫禁城的排水系统精妙无比,但要保证它正常持久地运行,尤其是600年这么久,还得靠一个最重要的因素—人!因为日常的维护保养非常重要。

负责排水系统维护和保养的机构,在明代为二十四衙门的惜薪司,在清代为内务府营造司。他们的日常工作就是清查河道杂草、淤泥,修护河道、沟渠等。到了现在,一代又一代的故宫人也在完成着这项任务,正是他们的努力让故宫免遭水患,永远也启动不了“看海模式”。