熱點(diǎn) | 紫禁城古建筑防火的科學(xué)之道
2019年4月15日傍晚(法國時間),位于法國首都的世界文化遺產(chǎn)巴黎圣母院發(fā)生大火。盡管火勢雖最終得到了控制,但這座具有800多年歷史的大教堂三分之二的屋頂遭到破壞,最具標(biāo)志性的93米高的哥特式尖塔,在大火中轟然倒塌時,木質(zhì)框架基本被燒毀,玫瑰窗也在火災(zāi)中爆炸。盡管該建筑有可能在未來得到復(fù)建,但是其原真性和歷史性已很難再次體現(xiàn)。可以認(rèn)為,巴黎圣母院的的火災(zāi)是人類歷史文化遺產(chǎn)的重大價值損失,無法用金錢衡量。巴黎圣母院的大火,給全球的文化遺產(chǎn)防火保護(hù)敲響了警鐘。
同樣是世界文化遺產(chǎn),且同樣含有大量木質(zhì)建筑材料的明清紫禁城(今北京故宮博物院)擁有世界上現(xiàn)存規(guī)模最大、保存最為完整的木結(jié)構(gòu)古建筑群,含建筑9000余間。這些始建于明朝永樂十八年(1420)的古建筑不僅核心受力骨架的材料以易燃的木材為主,而且其內(nèi)外檐還繪制有大量的易燃性油飾彩畫,建筑防火極其重要。盡管近600年來紫禁城古建筑曾經(jīng)因?yàn)槔讚?、人為失火或縱火而產(chǎn)生過火災(zāi),但是歷代帝王極其重視防火,建筑工匠則在施工中采取了多種科學(xué)的防火措施,使得紫禁城古建筑群至今基本完好。下面介紹部分紫禁城古建筑部分典型的科學(xué)防火措施。
其一,防火墻的使用。如太和殿為紫禁城最為重要的宮殿,其在歷史上曾遭受過數(shù)次火災(zāi),我們今天看到的太和殿為清康熙三十六年(1697)年所建,工程負(fù)責(zé)人為梁九。其建造背景為:清康熙十八年(1679)農(nóng)歷十二月初三,六名燒火的太監(jiān)在紫禁城西北角的御膳房用火不慎,誘發(fā)大火。大火從御膳房直接向南串,跨過乾清門廣場,然后拐了個彎,從保和殿蔓延到太和殿,使得太和殿被燒毀。十九年后,太和殿開始復(fù)建。梁九為避免再次發(fā)生別的建筑火勢蔓延到太和殿的情況,將太和殿原有的兩端木質(zhì)斜廊改成了磚砌的卡墻,見圖1。這樣一來,別的建筑發(fā)生火災(zāi)時,就很難波及到太和殿。太和殿兩端的卡墻是我國最早的防火墻。
圖1 太和殿西側(cè)的卡墻(紅墻)
紫禁城中另一種防火墻較為常見,用于硬山屋頂?shù)暮箝軌?,見圖2。這種屋頂類型的建筑在紫禁城古建筑群中的地位非常低,為太監(jiān)、宮女的值守用房。這種建筑在雍正之前,其前后檐均開設(shè)門窗,以便采光及通風(fēng)。然而由于太監(jiān)、宮女在建筑內(nèi)常常生火照明、做飯、取暖時經(jīng)常誘發(fā)火災(zāi),且極易蔓延至附近建筑?;诖?,雍正五年(1727)起,雍正下令所有的這種用房的后檐墻一律不得開設(shè)門窗,以利于防火。這種規(guī)定在紫禁城實(shí)施后,逐漸形成了中國古建筑后檐墻的一種施工工藝,稱為封護(hù)(后)檐。封護(hù)檐就是紫禁城常見的一種防火墻。
圖2 封后檐墻
其二,內(nèi)金水河的彎彎曲曲的平面布局。紫禁城外有方正形狀的筒子河(護(hù)城河),其主要目的是為了防御外敵入侵。紫禁城內(nèi)亦有河流,稱為內(nèi)金水河。盡管內(nèi)金水河圍繞紫禁城周圈布置,但其形狀彎彎曲曲,盡量接近部分宮殿建筑,這也屬于紫禁城古建筑的防火做法。其目的有二:一是切斷火源的蔓延路徑,如文淵閣前的內(nèi)金水河,見圖3。文淵閣是乾隆皇帝專貯第一部精抄本《四庫全書》的場所,建筑防火意義重大。為徹底切斷可能存在的火勢蔓延,乾隆下令將文淵閣建在內(nèi)金水河的北側(cè),使得南側(cè)建筑一旦著火,則受阻于內(nèi)金水河。二是利用水源來撲火。紫禁城宮殿建筑眾多,而僅有的70多口井不能滿足所有建筑的滅火水源需求。因此,內(nèi)金水河的布局彎彎曲曲形狀,盡量靠近部分重要的宮殿建筑,以利于及時有水源進(jìn)行滅火。如明代文獻(xiàn)《酌中志》里面有關(guān)于內(nèi)金水河的這么一段記載:“非為魚泳在藻以資游賞,亦非故為曲折以耗物料,恐意外回祿之變,此河實(shí)可賴”,又舉例說:“天啟四年(1624)六科廊災(zāi),六年武英殿西油漆作災(zāi),皆得此水之力”。
圖3 文淵閣前的內(nèi)金水河
其三,水缸的利用。紫禁城有銅質(zhì)或鐵質(zhì)的水缸231口,分布在多個宮殿建筑前,如圖4所示太和殿前的銅缸。水缸的利用,主要是為了滅火。如前所示,部分宮殿建筑離水井或內(nèi)金水河的水源較遠(yuǎn),一旦發(fā)生火災(zāi),需要盡快的取水滅火。為了達(dá)到這種要求,紫禁城不少宮殿前中設(shè)置銅缸、鐵缸,其主要意圖就是用來防火。這些大缸平時貯滿清水,宮中一旦失火,即可就近取水滅火。因此,它們又被稱作“吉祥缸”、“太平缸”。為了防止大缸里的水冬季結(jié)冰,每到十月至翌年二月,都要在缸外套上棉套,缸上加蓋,氣溫特別低時,還要在缸下燒炭加溫。由此可知,水缸的運(yùn)用,可以達(dá)到及時滅火的取水要求。
圖4 太和殿前銅缸
其四,材料的替換。為阻擋火源,部分宮殿建筑的木質(zhì)屋架部分被石材取代。如乾清宮東側(cè)的基化門與龍光門之間、乾清宮西側(cè)的端則門與鳳彩門之間(圖5),其建筑后檐墻上的梁、柱、枋、斗拱、椽子和望板等木構(gòu)件全部用石料雕刻而成,且上面亦有彩畫,遠(yuǎn)觀建筑表面與其它木質(zhì)建筑無異。這種用不易燃燒的石材代替木材,且進(jìn)行了精細(xì)化處理,外觀與其它建筑差別不大,功能上更有利于減小建筑產(chǎn)生燃燒的可能性。
圖5 鳳彩門的石質(zhì)梁架
另紫禁城東六宮的靈沼軒,其前生為延禧宮。由于延禧宮在歷史上遭受過多次火災(zāi),因此在1908年復(fù)建時,隆?;侍舐爮奶O(jiān)小德張的建議,在延禧宮蓋一座“不怕火的建筑”,且還能滿足皇宮休閑娛樂的需求,并取名為“靈沼軒”。其設(shè)想構(gòu)造為:地下一層、四周建有條石壘砌的水池,計(jì)劃引金水河水環(huán)繞;地上兩層,底層四面當(dāng)中各開一門,四周環(huán)以圍廊,主樓每層9間,四角各附加1小間,合計(jì)39間;殿中為4根盤龍鐵柱,頂層面積縮減,為5座鐵亭;四面出廊,四角與鐵亭相連。重建后的延禧宮是一座水晶琉璃世界,帝后閑暇之時,可徜徉其中,觀魚賞景。然而,由于清政府國力空虛,再加上辛亥革命爆發(fā),因而靈沼軒開工3年后即停工,一直擱置至今,見圖6。今天我們看到的靈沼軒就是未完工的狀態(tài)。盡管靈沼軒至今尚未完工,其建造理念和所用的材料是具有一定科學(xué)性的,因?yàn)闊o論采用的鋼材還是石材,其著火點(diǎn)都遠(yuǎn)高于木材,且水源的引進(jìn),非常有利于滅火。
圖6 靈沼軒照片
明清紫禁城古建筑采取的各種防火措施,是它們基本完好至今的重要保障??梢哉J(rèn)為,這些古建筑的多數(shù)防火措施是合理而又有效的,不僅能作為當(dāng)下文化遺產(chǎn)保護(hù)或修復(fù)的參考依據(jù),更能體現(xiàn)出古代工匠的勤勞和智慧。
(作者為故宮博物院研究館員,原文載于《科技日報》2019年4月19日第8版)