紫禁城,原名紫禁城,从明朝开始建造,专门用于皇家生活。也是世界上保存最完好、规模最大的古代木结构建筑,被列为世界文化遗产。
而这足以代表我国建筑的威严,历经数百年,却“永不积水”。这也是当今建筑的一个突出优势。经过历史学家和建筑师多年的研究,故宫的排水设施已经被发现。
“秀外钟会”,永不积水的紫禁城
“故宫一线通,宫中十万间”是诗人笔下的故宫。它的建设完全符合周立考公基“前朝有市场,左祖右社”的皇城建设原则。
紫禁城见证了20多位皇帝的辉煌衰落,依然屹立不倒,沉淀着厚重的历史感。
自建成以来,几乎没有因积水对木结构造成破坏。到目前为止,故宫的排水系统基本没有变化。那么,古人用什么方法建造了一个不可替代的排水系统呢?
地形是排水系统的天然工具
总的来说,紫禁城的地形对于排水系统的建立有很大的优势。首先,故宫的位置相对于周边地区来说还是比较高的,故宫还是建在一个很高的平台上。要爬这座宫殿,你必须走很高很长的台阶。
这样看来,总高约8米的三层桥台是故宫不积水的重要原因之一。
故宫整个建筑群的整体走向是北高南低,而各个院落则是中间高,边缘低。这种建筑设计风格会使积水顺着地形流入庭院周围的明沟,从明沟流到涵洞,再流入渠道。紫禁城内有纵横交错的明沟涵洞,从支线一直到主线,最后积水会沿着地形从各个排水沟流入内金水河。
每一块砖和瓦都隐藏着独创性
在紫禁城的设计和建造中,无论是金檐朱墙,还是青砖绿瓦,都经得起时间的考验。
去过故宫的人都应该发现,团城的每一块青砖都有伪造者的名字。一旦这些青砖的质量出现问题,伪造者就会丢掉性命。
所以故宫的每一个地方、每一个设计的品质和特色,都是在古人的智慧和认真之后建造的。
这些青砖的作用不仅仅是加固城墙和地面,还有最重要的作用,那就是吸水性强。青砖整体形状为梯形,上宽下窄。下雨时,雨水会沿着青砖的缝隙流入土地。
当下层土壤吸收饱和后,多余的积水也会顺着地形流入沟渠。
古人认为“天圆地方圆”,并将这一思想运用到很多地方,最常见的就是钱币。在故宫的排水装置中,石板路旁的出水口也被设计成圆形的地方,被称为“铜币眼排水口”。
除了出水口这种独特的设计,共有1142个“水龙头排水孔”,大部分都在栅栏下面,出水口被雕刻成水龙头的形状,这样当地面有水的时候,“乾隆吐水”可以快速将水排入地势较低的沟渠,保证水完全排出,外观上也可以看起来符合紫禁城作为皇家建筑的威严和宏伟。
“巧夺天工”的双排水系统
无论借助地形还是青砖,目的都是为了排干积水。
故宫占地72万平方米,其中建筑面积约15万平方米,是一座大而围的皇城。其排水系统的设计极具挑战性。
除了利用自然地形,江苏省还有蒯氏家族设计建造的双排水系统,发挥了重要作用。
由于长江以南常年多雨潮湿,当地人对建筑排水系统有着深入的研究和丰富的实践经验。
他们将这些体验完美地融入到皇城的建设中,这也是为什么在故宫的排水系统设计中有很多江南建筑的设计风格。
这种双排水系统,被形容为“绝妙的工艺”,包括明排水和暗排水。
其中,明排是指降雨后地面的积水通过上述地形或各种排水出口和吐水口排入河流;暗渠在建筑下方,地下排水通道纵横交错,积水最终通过暗渠排入内金水河。
故宫有90多个庭院。在疏通各个院落的排水系统时,不同的院落会有不同的排水方式,包括干线、支线、涵洞、明沟、涵洞、水孔等。
工匠们利用不同的庭院结构,采用不同的方式,形成完整的双排水系统,不仅美观,而且非常实用。
经过工匠的精心设计和施工,这个排水系统直到现在都是不可替代的。
水系中最重要的内金水河
无论哪种方式,都需要将积水排到河里,所以这条河是排水系统中最重要的部分。在紫禁城的排水系统中,最重要的是内金水河。
内金水河全长2000多米,是唯一流入紫禁城的内河。
工匠们充分利用流入紫禁城的内金水河。首先,宫殿入口处有一个设计巧妙的水闸,可以控制水位。一旦外河上涨,发生洪水,水闸会自动关闭,确保紫禁城不受洪水影响。
在紫禁城内,内金水河通过支线的开挖,流经整个紫禁城,不仅可以加快城市积水的扩散,还可以美化城市内的环境。特别是经过工匠的设计,整个河道就像城市里的小石塘,蜿蜒缓慢地流淌,直到出城后与外金水河汇合,再与中南海等水系相连。
完整的排水系统已经完成。
可见当时的工匠用心良苦,故宫排水系统中的每一个设计都体现了设计者和建设者的心血。
这个奇妙的排水系统融合了自然和古人的智慧,成就了中国几千年的历史文明和工艺。
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