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古建築是如何排水的

近日全國普降大雨,多地淪為水城,可以說在家就近看海毫無壓力,但也許你發現了很多現代城市設施不靈時,卻有不少古建築安然無恙。原來是古人高超的排水妙招,讓古建築景區內毫無積水壓力,還能享受到雨景觀幽的妙處!口說無憑,跟著小編去感受一下古人的排水智慧吧!巧用結構與材料——屋頂排水中國古建築防水有「以排為主,以防為輔」、「多道設防,剛柔並濟」的理念,說到「排水」,古人首先是從屋頂下功夫。古代建築的屋頂,多採用高屋脊、大坡度的設計,靠近屋脊兩側的坡度超過60°,而在檐部的坡度不足30°,利用陡坡使水急下,再因慣性衝出檐外。

中國傳統建築的屋頂,多用大坡度的設計,靠近屋脊的坡度超過60°,而靠近房檐的坡度小於30°,利用慣性使快速流下的雨水衝出屋檐外。各種屋頂式樣中最有利於排水的,叫做懸山頂。所謂「懸山」,就是屋頂房檐伸出「山牆」外,顯然更容易將雨水排出。懸山頂在屋頂的式樣中,等級不高,因此多用於百姓的建築,皇室建築用的不多,不過也並非沒有,如圓明園中有幾處,供皇帝讀書作畫的碧桐書院就是一例。懸山頂是種便於排水的屋頂樣式。

除了結構以外,屋頂的建築材料也考慮了防雨的需要,這就是瓦的應用。不過早期的瓦吸水性很強,很容易造成滲漏;後來瓦的品質得到提升,吸水率降至3%,與瓷器相當。「改進版」的瓦,輔以金屬、琉璃和錫等材料,使中國傳統的屋頂成為「防雨能手」。

明暗兩手都要硬——溝渠排水有這麼給力的屋頂,雨水基本不會滲入屋內或停留在屋頂,但從屋檐泄下的水,積在院子里也是件麻煩事。接下來要怎麼排掉這些雨水呢?作為明清兩朝皇宮的故宮——紫禁城,如此寬廣的地面、眾多的建築,600多年中未受積水之苦,不得不說是一個奇蹟。故宮強大的排水能力,來自各種或明或暗的導水溝渠的有效配合。故宮的地面上有很多形狀像銅錢一樣的孔洞,被形象地稱為「錢眼」。這些「錢眼」,其實就是排水系統的進水口。

遊覽古建的遊客對上圖中這個構件想必會印象深刻。它叫做螭首,「螭」是傳說中的「龍生九子」之一,可以看做一種沒有角的龍,嘴大,肚子能容納很多水。

故宮中有很多螭首,三大殿三重台基上就有多達1142個!它們其實是排水系統的出水口。地面和溝渠中的雨水,從這上千螭首中發泄而出,形成「千龍吐水」的壯觀景象。不過,無論怎麼引導和排放,雨水似乎仍然在地面上流轉,但故宮的地面卻沒有形成積水。那麼這些水最後到哪裡去了呢?

答案是這裡!大家知道,天安門外有著名的金水河,其實準確地說,那是「外金水河」。而在午門之內,太和門前流經的則是「內金水河」,它是紫禁城的內河。故宮北門神武門地平標高46.05米,南門午門地平標高44.28米,北高南低。故宮的排水系統,利用中央高、四周低、北部高、南部低的形勢,迅速將雨水匯總,排入內河,流出宮外。不走尋常路——地下排水不過,哪能什麼地方都臨河臨湖呢?要是附近沒有水面,溝渠引導的雨水要往哪裡導呢?古人在面臨這種狀況時,將目光瞄準了地下,利用龐大的地下水徑流系統來排掉多餘的雨水。地下排水的典範,要數故宮西北的北海團城。團城已有800多年歷史,明代時重修了城牆,城牆上找不到一個出水口,地面上也沒有任何溝渠。但是不管下多大的雨,地面都不會積水,很快就滲透得一乾二淨。那麼團城是怎麼排水的呢?

這奧秘,就藏在地上鋪設的青磚之中。地面鋪設的青磚,看起來並無特別之處,這是因為我們只看到了地上的部分。其實,團城的青磚造型很有講究,除了供人行走的甬路以外,大部分地方鋪設的方磚,是上大下小的倒梯形。

上圖顯示了團城青磚的造型和結構。最左側是單塊青磚的三視圖,右側則顯示了相鄰兩塊青磚組成的結構。可以看到青磚之間形成一個三角形的縫隙。這樣的造型對排水的幫助是顯而易見的,這些青磚本身滲水透氣性就不錯,雨水透過青磚之間的介面,就進入到地下三角形的縫隙當中。磚縫越向下越開闊,雨水自然不容易停留在表層,而是滲入地下,通過地下水系統緩衝和滲排出去。不僅如此,團城的地下還另有一套排水系統。團城的地面上雖然沒有溝渠,但是分布著一些井蓋,這是團城排雨水的進水口,卻不見出水口在何處。原來這玄機又在地下。井蓋的下面是一口口豎井。這些豎井不是互相孤立的,一條「C」字型的涵洞,將這些豎井串聯了起來。

上圖顯示了團城的排水系統,圖中圓蓋的柱體就是豎井,而底部圍成大半圈的就是涵洞。這道涵洞,高度不高,大概只能容人在其中爬行,涵洞的外圍也是鋪設青磚。雨水通過豎井進入涵洞,利用青磚良好的滲水性能與地下水系統溝通,達到排水的目的。古人以巧妙的結構設計和材料選用,雨水疏導排放卓有成效,甚至能做到幾百年不受積水之害,讓人不由感嘆先民的智慧。


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