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2023年紫禁城的环境科学.doc

1、紫禁城的环境科学紫禁城的环境科学 北京故宫是明清两代的皇宫,开始经营在 1406 年,1420 年建筑完成。从宏伟的皇城正门天安门起已是宫殿的开始,再往南伸长到中华门的千步廊,往北到屏障全宫的景山,都是和宫城宫殿联成一个整体的,是一座规划整齐的建筑群。在皇城正门内的建筑,像劳动人民文化宫(明清两代的太庙)、中山公园(明清的社稷坛)不计算在內,只就紫禁城以内来计算,它的面积是七十四万多平方米,建筑物有八千六百六十多间。我国成群的建筑物,下水道都有规划系统,故宫这样大的建筑群,排水沟道是与地上建筑物整体规划起来的,有干线、有支线、有分水线、有汇合线,最后水出“巽方”,与北京市水道合为一流。它的干沟

2、,是用大砖垒砌沟帮,工字铁活对面支顶,沟底青石铺墁,在过去是每年春季淘挖一次,要求是“起挖淡泥,通顺到底”八个字,还有专司此事的沟董世家,这些沟道已是五百多年的工程了。在紫禁城内有长 12000 米的河流,它从西北城角引入紫禁城的护城河,水从城下涵洞流入,顺西城墙南流,由武英殿前东行迤逦出东南城角与外金水河汇合。这道河流对于紫禁城内千株松柏起了灌溉的作用。在调节空气和消防利用上都有好处。在夏季又是全宫城中雨水排泄的去处,故宫中雨水排泄管道,在开始设计全宫规划时有一个整体的下水系统安排。它的原设计图虽然已看不见了,可是现存的沟渠管道,除被地上建筑物变革而被破坏一部分外,经实际疏通调查发现它的干道

3、、支道、宽度、深度都是比较科学的。遇有暴雨各殿院庭雨水都能循着排水系统导入紫禁城中的河流里,然后迂回出城汇入外金水河东出达于通县运河流域。因此在宫中无积水之患。明代开凿的筒子河宽 52 米,深 6 米,长 3.8 公里。不但增加了宫城防御,而且主要功能是排水干渠和调蓄水库两重功能。蓄水量可达 118 万立方米,相当一个小水库。即使紫禁城内出现极大暴雨,日降雨量达 225 毫米,同时城外洪水围城,筒子河水无法排出城外,紫禁城内水全部流入筒子河,也只使筒子河水位升高一米左右。至于给饮水问题,五百多年前的设计完全依赖凿井取天然泉水。三大殿九万六千多平方米面积不设一井,内廷东西六宫及其他若干建筑群,每

4、一宫院至少有井两口或三口。值班人员和警卫人员区设井更密。由于凿井工程的需要,在故宫里又出现了为数不少的小型屋顶井亭建筑,成为宫苑中一种特殊的建筑结构。同时,小亭饰以皇宫彩画,小巧玲珑。井亭不仅是生活用水所需,也是一种特殊的建筑艺技陈设。宫中取暖设备有两种,一是炭盆,二是地下火道。火道又名火炕,是和建筑连在一起,在殿内地面下砌筑火道,火口在殿外廊上。入火道斜坡上升处烧特种木炭,烟灰不大。火道有蜈蚣式及金钱式,即主干坡道两旁伸出支道若干,这样使热力分散两旁,全室地面均可温暖;火道尽头有出气孔,烟气由台基下出气洞散出。这种办法在皇宫中一直使用了四五百年。在殿内地面上则利用炭盆供热。由于宫殿高大,为了冬季居住得舒适,凡是寝宫都利用装修隔扇阁楼将室内高度降低,将殿内空间缩小,即所谓暖殿暖阁之类。宫中采光只靠菱窗小洞,光线细微。此外,只能依靠宫灯,点蜡。到了 17 世纪初期,玄烨成立养心殿造办处,设立多品种工艺作坊。其中有玻璃作坊。估计宫殿安装玻璃窗应在此时。从文献上看,明清两代在修缮工程中有一套完整的组织。他们有设计的、估算的、结算的、监工的、验收的、采木的、采石的及其他多种建筑材料分工经理人员,组织齐全。现在北京还住着专任估算的“算房刘”家,设计兼烫样的“样式雷”家,管理下水道的“沟董”家,烧瓦件的“琉璃赵”家,他们都是几百年来子孙相传的世职。(单士元/文,摘自故宫营造)

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