你知道吗?古人这些高超的排水妙招

那山那水 ID:BJshuibao

政务 | 专题 | 交流 | 分享


古人高超的排水妙招,让古建内毫无积水压力,还能享受到雨景观幽的妙处!这是怎样实现的呢?让我们一起去感受一下古人的排水智慧吧!


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。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。


圆明园碧桐书院复原图。圆明园中像碧桐书院这样的悬山顶建筑还有一些,

悬山顶是种便于排水的屋顶样式。


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”。


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。


故宫地面遍布的“钱眼”,其实是雨水的进水口,水流从此进入排水的沟渠。


雨水从“钱眼”进入各种明沟暗渠之后,怎样向外导出呢?


游览古建的游客对上图中这个构件想必会印象深刻。它叫做螭首,“螭”是传说中的“龙生九子”之一,可以看做一种没有角的龙,嘴大,肚子能容纳很多水。


故宫中有很多螭首,三大殿三重台基上就有多达1142个!它们其实是排水系统的出水口。地面和沟渠中的雨水,从这上千螭首中发泄而出,形成“千龙吐水”的壮观景象。


不过,无论怎么引导和排放,雨水似乎仍然在地面上流转,但故宫的地面却没有形成积水。那么这些水最后到哪里去了呢?


内金水河


答案是这里!大家知道,天安门外有著名的金水河,其实准确地说,那是“外金水河”。而在午门之内,太和门前流经的则是“内金水河”(上图),它是紫禁城的内河。故宫北门神武门地平标高46.05米,南门午门地平标高44.28米,北高南低。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。


不过,圆明园作为园林,与紫禁城还有些不同之处。园林中,“水”是一个极其重要的元素,圆明园中湖泊水面众多而广阔,这就使雨水经过沟渠的疏导,可以更容易地排入水系,排水效率甚至能更胜一筹。如果您现在雨天光临圆明园,不仅不会被积水打搅了兴致,还别有一番韵味。乾隆皇帝在御诗中,就曾写到:“月转风回翠影翻,雨窗尤不厌清喧。”


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?


这奥秘,就藏在地上铺设的青砖之中。


地面铺设的青砖,看起来并无特别之处,这是因为我们只看到了地上的部分。其实,团城的青砖造型很有讲究,除了供人行走的甬路以外,大部分地方铺设的方砖,是上大下小的倒梯形。


上图显示了团城青砖的造型和结构。最左侧是单块青砖的三视图,右侧则显示了相邻两块青砖组成的结构。


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。



团城的排水系统,图中圆盖的柱体就是竖井,而底部围成大半圈的就是涵洞。


这道涵洞,高度不高,大概只能容人在其中爬行,涵洞的外围也是铺设青砖。这样,雨水通过竖井进入涵洞,利用青砖良好的渗水性能与地下水系统沟通,达到排水的目的。


古人巧妙的结构设计和材料选用,使雨水疏导排放卓有成效,甚至能做到几百年不受积水之害,让人不由感叹先民的智慧。


相关阅读:

排水沟听起来简单,设计起来...

【水利史话】老北京城区是如何排水的?


文章来源: 草根水利、中国防汛抗旱


免责声明

遵循微信公众平台关于保护原创的各项举措。推送文章可能未能事先与原作者取得联系,或无法查证真实原作者,若涉及版权问题,请原作者留言联系我们。经核实后,我们会及时删除或者注明原作者及出处。 


长按二维码关注

北京市水土保持工作总站

公众了解土知识

新渠道,

引导全社会共同保护

珍贵的水土资源。





那山那水


微信号:那山那水(BJshuibao)

服务首都生态文明建设,与您共建美丽中国!