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°，檐部的坡度则不足30°。

这种设计方法利用陡坡给雨水施加较大的动势，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，比较有名的案例是圆明园中供皇帝读书作画的碧桐书院。

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。

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

屋顶只能保证雨水不会渗入屋内或汇聚在屋顶，但从屋顶留下的聚集在院内的积水，还要通过其他方式才能排出建筑之外。

作为明清两朝皇宫的故宫——紫禁城，拥有众多的建筑和宽广的地面，但600多年来，紫禁城未受积水之苦，这就要归功于故宫强大的排水能力。

故宫卓 越的排水能力，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？

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。

上图为样式房绘制的皇家藏书馆——圆明园文源阁平面图，图中细长中空的红色“管线”，标明为“暗渠”。

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

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。

上图显示了团城的排水系统，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。

古人以巧妙的结构设计和材料选用，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。