【古建一课】中国古建筑怎么排水?
【古建一课】中国古建筑怎么排水?
中国古建筑的排水系统凝聚了古代工匠的智慧,从新石器时代晚期的陶质排水管道,到明清故宫完善的排水网络,古人创造了许多巧妙的排水方法。这些历经千年的排水技术,不仅体现了古代建筑工艺的精湛,也为现代城市排水系统提供了宝贵的借鉴。
故宫排水系统
迄今所知中国最早的、最为完备的城市排水系统,出现在距今约4600年的新石器时代晚期,是一组出土于河南淮阳平粮台龙山时代城址的陶质地下排水管道,这些管道节节套扣,管道两端还有着非常明显的高差,与排水沟有序相连,其排水设施之完备令人惊叹。
陶质地下排水管道
完善的排水系统
排水是建筑建造需要考虑的重要问题,古代选城址的时候便有诸多讲究,需要将城市的水系渠道进行合理地安排,使雨水和污水迅速地排注入大河中去,以及特殊天气泄洪需求。那对于建筑而言,合理的排水系统,可防止房屋因为水堆积,减少损坏,延长建筑寿命。沟渠排水是古代大型建筑(群)主要的排水方案。
据秦咸阳宫殿考古发掘,建筑群地面已有系统排水工程设施,地面雨水和生活污水均集中流入类似现今砂井的排水池(长3.2米,宽2.7米,深0.7米),排水池底用草泥土涂抹,以防渗水池下有漏斗把积水泄入圆形陶制下水管,各路水管均有一定坡度,使污水迅速流入干渠。
咸阳宫遗址出土的地漏及排水管
以北京故宫为例,每一座宫殿院内都考虑了排水问题,都设置有排水支沟,在宫城墙下设有集水干沟,北部的雨水汇集到神武门内的干沟流入西边护城河,南部的雨水分别流入金水河,然后流向东南角的护城河,宫城全部沟道均有适宜的排水坡度,使70公顷的故宫无积水之患,保证了全宫地坪的干爽。
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,从屋顶排出的水流由此进入排水沟渠。
完善的排水系统
如果建筑附近没有水系,沟渠引导的积水又将流向哪里呢?通过另设计一套排水系统,通过地面进水口,流入地下竖井。这些竖井不是互相孤立的,互相串联,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,从而达到排水的目的。
屋顶的设计
屋顶是屋顶是建筑顶部的承重和围护构件,也是最直接能遮挡的建筑构件。在我国传统古建筑中,最开始最原始的挡雨便是利用屋顶,高屋脊,大坡度,两边的坡度能让雨水落下。靠近屋脊两侧的坡度超过60°,而檐部的坡度不足30°,利用陡坡使雨水急速流下,再利用惯性让雨水冲出檐外。
常见的中国传统建筑屋顶
为了排水通畅,有了许多瓦片搭接方式。横排相邻的瓦一俯一仰,这种方法叫做阴阳瓦或者合瓦屋顶。上面的称为盖瓦,下方的称为底瓦,上下搭接的底瓦形成了瓦沟。雨水从盖瓦流向瓦沟,再经瓦沟排出屋面。各种屋面瓦片的搭接方式,都是为了更快速的将雨水排出。
除了在结构上下功夫以外,屋顶的建筑材料也考虑了排水的需要,这就是瓦的应用。早期的瓦吸水性很强,不利于雨水外排,也很容易造成渗漏;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,使古代建筑的屋顶成为“排水能手”。
瓦屋面
除了使用瓦片以外,古建筑还会使用一些防水材料来加强屋面整体防水效果。灰背、泥背、护板灰这类的材料,是由石灰,麻刀(植物纤维)青灰(含杂质的石墨)等材质混合起来的浆料。使用方式类似现代的水泥砂浆,将其涂抹在屋顶的接缝或节点位置,固化后形成坚硬的防水涂层。
地面与台基
那些从屋顶排出的水流,又将流向哪里呢?为防止雨水堆积于地面,中国古建筑多采用抬高台基的做法,据偃师二里头商代宫殿考古发掘,已有高出地面1米之多的台基。高台基可以使建筑远离地下水位,使地面较干爽,并有利于纳阳和通风,是防止地面潮湿的简单有效的措施,为历代所沿用,成为我国古代建筑的重要特点之一。
古建筑台基
同时为了减少雨水对台基或墙根的侵蚀,早在陕西岐山台陈的西周遗址就用铺卵石为散水的做法。到战国时代即在台基或外墙根四周用砖或卵石、三合土等材料做成有一定坡度向外排水的斜面。三合土地面是古代广泛应用的一种比较经济的防潮地面。在铺筑三合土地面时,掺加适量盐卤可以增加密实度,防止地面开裂,也有利于地面的隔潮。
砖地面是古代最主要的地面做法,为了加强防潮效果,讲究的铺地砖面层下部都作有防潮垫层。秦咸阳宫殿发掘出一种地面,在印纹方砖面层下,垫红烧土瓦砾层。后来大多用砂垫层,厚度少则7-8厘米,多则40多厘米。明清北京故宫内还有一种“架空金砖”的做法,砖下有空气层,砖缝间用桐油和白面挤缝,表面再攒桐油一道,防潮性能相当好。
故宫金砖地面
墙体
先秦以前,墙体多用防水性能差的版筑墙和土坯墙。墙的下半部易于受雨水和地下水的侵蚀,适当增加厚度是对防水有利的。据秦都威阳一号宫殿的发掘报告,当时壁面做法是:先在土坯墙上涂抹掺有黍(或粟)基的泥层(即瑾),厚3-4厘米,再用麦糠拌细泥抹平,厚1-2厘米,最后用白色石灰质材料粉刷,显然增加了墙面的防水性能。
古人是明白挑檐可以护墙,出檐深远一直是我国木构架建筑的一大特点。盘龙城商代宫殿遗址当时已有回廊和腰檐。广州出土的汉明器证实,当时已有硬山挑檐和排山沟滴。明清建筑中的拔檐砖和博风等墙顶构造也可以说是一种护墙措施。西南多雨地区,民居的土坯墙亦有“披蓑衣”,即在墙内每距一定水平距离夹有茅草披护墙面和砌加瓦片滴水线的做法。
古建筑墙体
从古代的这些排水理念和方法中,寻找古人智慧排水的印迹,可以为我们今天完善城市排水系统提供借鉴。
本文原文来自360doc.com