巧用结构与材料——屋顶排水中国古建筑防水有“以排为主,以防为辅”、“多道设防,刚柔并济”的理念,说到“排水”,古人首先是从屋顶下功夫。古代建筑的屋顶,多采用高屋脊、大坡度的设计,靠近屋脊两侧的坡度超过60°,而在檐部的坡度不足30°,利用陡坡使水急下,再因惯性冲出檐外。 中国传统建筑的屋顶,多用大坡度的设计,靠近屋脊的坡度超过60°,而靠近房檐的坡度小于30°,利用惯性使快速流下的雨水冲出屋檐外。各种屋顶式样中最有利于排水的,叫做悬山顶。所谓“悬山”,就是屋顶房檐伸出“山墙”外,显然更容易将雨水排出。
中国古建筑防水有“以排为主,以防为辅”、“多道设防,刚柔并济”的理念,说到“排水”,古人首先是从屋顶下功夫。古代建筑的屋顶,多采用高屋脊、大坡度的设计,靠近屋脊两侧的坡度超过60°,而在檐部的坡度不足30°,利用陡坡使水急下,再因惯性冲出檐外。
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悬山顶在屋顶的式样中,等级不高,因此多用于百姓的建筑,皇室建筑用的不多,不过也并非没有,如圆明园中有几处,供皇帝读书作画的碧桐书院就是一例。悬山顶是种便于排水的屋顶样式。
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圆明园碧桐书院复原图
除了结构以外,屋顶的建筑材料也考虑了防雨的需要,这就是瓦的应用。不过早期的瓦吸水性很强,很容易造成渗漏;后来瓦的品质得到提升,吸水率降至3%,与瓷器相当。“改进版”的瓦,辅以金属、琉璃和锡等材料,使中国传统的屋顶成为“防雨能手”。
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明暗两手都要硬——沟渠排水
有这么给力的屋顶,雨水基本不会渗入屋内或停留在屋顶,但从屋檐泄下的水,积在院子里也是件麻烦事。接下来要怎么排掉这些雨水呢?
作为明清两朝皇宫的故宫——紫禁城,如此宽广的地面、众多的建筑,600多年中未受积水之苦,不得不说是一个奇迹。故宫强大的排水能力,来自各种或明或暗的导水沟渠的有效配合。故宫的地面上有很多形状像铜钱一样的孔洞,被形象地称为“钱眼”。这些“钱眼”,其实就是排水系统的进水口。
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故宫的排水系统,利用中央高、四周低、北部高、南部低的形势,迅速将雨水汇总,排入内河,流出宫外。沟渠排水是古代大型建筑(群)主要的排水方案,不仅紫禁城,作为皇家园林的圆明园,也是沟渠遍布。
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不走寻常路——地下排水
不过,哪能什么地方都临河临湖呢?要是附近没有水面,沟渠引导的雨水要往哪里导呢?古人在面临这种状况时,将目光瞄准了地下,利用庞大的地下水径流系统来排掉多余的雨水。
地下排水的典范,要数故宫西北的北海团城。团城已有800多年历史,明代时重修了城墙,城墙上找不到一个出水口,地面上也没有任何沟渠。但是不管下多大的雨,地面都不会积水,很快就渗透得一干二净。那么团城是怎么排水的呢?
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可以看到青砖之间形成一个三角形的缝隙。这样的造型对排水的帮助是显而易见的,这些青砖本身渗水透气性就不错,雨水透过青砖之间的接口,就进入到地下三角形的缝隙当中。砖缝越向下越开阔,雨水自然不容易停留在表层,而是渗入地下,通过地下水系统缓冲和渗排出去。
不仅如此,团城的地下还另有一套排水系统。团城的地面上虽然没有沟渠,但是分布着一些井盖,这是团城排雨水的进水口,却不见出水口在何处。原来这玄机又在地下。井盖的下面是一口口竖井。这些竖井不是互相孤立的,一条“C”字型的涵洞,将这些竖井串联了起来。
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