古代沒有現(xiàn)在的先進設備,也不可能建立龐大的地下排水管道,那么聰明的古代人是怎么解決古建筑的排水問題呢?
古建筑從屋頂排水
中國古建筑防水有“以排為主,以防為輔”、“多道設防,剛?cè)岵钡睦砟睿f到“排水”,古人首先是從屋頂下功夫。
古代建筑的屋頂,多采用高屋脊、大坡度的設計,靠近屋脊兩側(cè)的坡度超過60°,而在檐部的坡度不足30°,利用陡坡使水急下,再因慣性沖出檐外。
各種屋頂式樣中最有利于排水的,叫做懸山頂。所謂“懸山”,就是屋頂房檐伸出“山墻”外,顯然更容易將雨水排出。
除了結(jié)構(gòu)以外,屋頂?shù)慕ㄖ牧弦部紤]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;后來瓦的品質(zhì)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(tǒng)的古建筑屋頂成為“防雨能手”。
古建筑從地下排水
不過,哪能什么地方都臨河臨湖呢?要是附近沒有水面,溝渠引導的雨水要往哪里導呢?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(tǒng)來排掉多余的雨水。
地下排水的典范,要數(shù)故宮西北的北海團城。團城已有800多年歷史,明代時重修了城墻,城墻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,很快就滲透得一干二凈。那么團城是怎么排水的呢?
這奧秘,就藏在地上鋪設的青磚之中。
地面鋪設的青磚,看起來并無特別之處,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。
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接口,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(tǒng)緩沖和滲排出去。
不僅如此,團城的地下還另有一套排水系統(tǒng)。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(lián)了起來。
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。這樣,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(tǒng)溝通,達到排水的目的。
古建筑采用溝渠排水
古建筑屋頂,雨水基本不會滲入屋內(nèi)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。接下來要怎么排掉這些雨水呢?
作為明清兩朝皇宮的故宮——紫禁城,如此寬廣的地面、眾多的建筑,600多年中未受積水之苦,不得不說是一個奇跡。
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(tǒng)的進水口。
雨水從“錢眼”進入各種明溝暗渠之后,怎樣向外導出呢?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(nèi),太和門前流經(jīng)的則是“內(nèi)金水河”(上圖),它是紫禁城的內(nèi)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(tǒng),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(nèi)河,流出宮外。
溝渠排水是古代大型建筑(群)主要的排水方案,不僅紫禁城,作為皇家園林的圓明園,也是溝渠遍布。
古人以巧妙的結(jié)構(gòu)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。