前不久,故宫刚刚过完了600岁的生日。这座占地70万平方米的庞大建筑上,曾居住过明清两代24位皇帝,在今天依旧散发着它的光彩。
故宫是世界上规模更大且保存最完整的木质结构古建筑之一,六百年屹立不倒,不单单只依靠现代科技的管理,更与六百年前的建造者有很大的关系。
故宫作为木制古建筑,再加上特殊的建筑材料和结构布局,在考虑好防震、防雷后,更为重要的是防火。故宫的建筑材料80%都是木质材料,耐火性低且救援难度大,房屋紧密相连,这样一个庞大的建筑群,再加上宫殿里摆放的一些绸缎,一旦起火,通道狭窄,救援车带很难入内。
在历史上,故宫曾遭受过六十余次火灾,其中五次特大火灾里,三次是人为造成两次是自然因素。每一次修缮维护后,火灾荷载仍是现代建筑的62倍,危险指数相当高。
在这么多不利因素中,故宫是怎么确保600年照样完好如初的呢?
防火
从康熙皇帝开始,故宫内设置了一个有二百余人的防火班,这与现在的消防员大致相同。防火班的工作用12字概括为:冬凿冰,夏注水,春除草,秋清叶。这句口诀在今天的故宫防火中也同样适用。
冬凿冰,是因为北京的冬天冷,故宫里的金水河结冰,防火班需要将水面上的冰凿开,以免起火,无水可用。
整个故宫有308口由各种材料制成的大缸,遍布于各个角落,它们是为了储存更多的水源,用于消火,这就是夏注水。
而春除草和秋清叶指的是两个季节草木茂盛,及时清理草木落叶等可燃物,消除火灾隐患。
除了防患于未然,在故宫内还设置了多种多样的防火工具。例如云梯、火钩、激桶等等,特别是激桶与现在的水枪极为相似,更高可达20米。此外,故宫设置了多道防火墙,分隔不同区域,控制火势蔓延。
现如今故宫的消防措施早已今时不同往日,防火班变成故宫内进驻的消防中队,每日不仅要对故宫进行巡查,而且要定期对消防系统进行维护保养。每位消防员都可以在三分钟以内到达故宫任意一个角落进行救援。
在数字化时代,故宫采用了更为现代的防火硬件设施,故宫博物院拥有世界顶级的防火监控系统。只要出现一个火苗,监控会立即报警,通知消防员之一时间赶到。
当然,硬件软件设施双管齐下。禁烟禁明火,是故宫内防火重要的一环。现如今故宫33年未发生火灾,这也与所有人的精心呵护有关。
防雷
雷击也是故宫火灾最常见的原因,明代雷击引起火灾多达16起,康熙帝在故宫安装了类似于避雷针的装置。屋顶安装了铁链,通过导电的方式防雷。但因为当时人们科学知识欠缺,铁链没有接地,反倒弄巧成拙成为火灾的根源。
新中国成立后,故宫运用现代科技手段,重新设置了避雷针和避雷带,将线路藏于建筑中,即达到全方面避雷的效果,又可以保障建筑的美观。
防震
在地震之中,杀死人的往往不是地震本身,而是不靠谱的建筑造成的。经历了600年的故宫依旧保存至今,与它巧夺天工的构造有很大的关系。
前文中提到,故宫是用木头建造的。木材属于柔性材料,具有良好的弹性。发生地震时,木材可以很好地吸收和消耗地震波的能量,而且还具有较强的恢复形变的能力,因此在地震作用下,会发生形变大于断裂破坏。
英国BBC曾推出关于故宫的纪录片《紫禁城的秘密》,专家组为了测试故宫的抗震强度,搭建了故宫建筑模型轻松抗住了10级的地震模拟测试。
这其中的秘密与中国传统建筑关节——榫卯(sǔn mǎo)和神奇的减震结构——斗拱有关。
榫卯凸出来的地方为榫,凹下去的地方为卯。这种不用钉子,只用咬合关系的木质距今已有7000年历史,它就像人类的关节,是一种柔性连接的方式,而斗拱由许多小构件拼接而成,彼此留有空隙,在地震发生时可以消解地震的能量,减少房屋倒塌。
除了看得见的建筑,故宫的地基也是暗藏玄机。
故宫就像一块巨大的千层饼,从地面到地下15.6米都是精心设计过的。甚至在地基之中还加入了糯米,让灰浆的强度更大、韧性更好、防渗效果佳、不易腐蚀,也进一步加强了建筑的防震性能。
最后
故宫600年仍屹立在这片黄土地上,历经时光的打磨,沉淀下了无数可歌可泣的故事。从设计者到建设者,再到新中国成立后每一位维护者和修缮者,他们的智慧和辛劳功不可没。而下个600年又靠谁去续写?
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