图①: 出挑的飞檐。
图②: 古建筑屋顶望板(左)与灰背。
图③: 屋顶的梁架结构。作者供图
近期,高温来袭,热浪滚滚。没有空调的古代,人们如何度夏?在故宫一砖一瓦、一梁一柱里,暗藏防暑之道。
通风:南向门窗
在故宫,主要大殿及各宫院的正房,几乎都遵循“坐北朝南”的建造格局,主要门窗也都开在南面。以太和殿为例,南面一共面宽十一楹(“楹”指两根柱子之间的空间),每一楹都安装着可开启的隔扇门或窗户,整面墙几乎都是通透的。
这种设计并非偶然,而是古人对北京气候的巧妙回应。北京属于温带季风性气候,夏季盛行东南风。建筑南侧设门窗,正好可以“接住”这股自然风,让穿堂风顺畅地吹到殿内,加速室内热空气排出,有效降低温度。
防晒:“夹心”厚墙
故宫厚实的墙体是抵御暑热的重要屏障。仍以太和殿为例,它的墙体厚度足有1.45米。室外热量要穿过这么厚的墙传入室内,途中便被层层削弱,从而达到隔热效果。
更让人称道的是,故宫墙体内还藏着一项古老的“填馅”工艺。工匠们用完整的青砖砌筑墙体外侧,中间的空隙则填入碎砖、碎石,形成“夹心”墙体。碎砖石之间有大量微小缝隙,热量在缝隙中不断被阻断、分散,很难顺畅地传递到室内。
隔热:梁架结构
故宫的屋顶之下,藏着一道看不见的“隔热层”——梁架结构。
所谓梁架,是指室内顶棚上方、屋面椽(chuán)子下方的木质承重骨架。故宫大殿多采用传统的“抬梁式”结构:先在底层铺上一根粗大梁,梁两端竖立短柱,短柱上架设尺寸更小的二层梁。如此层层叠加,梁上立柱,柱上架梁,像搭积木一样往上抬升,因而得名“抬梁”。
这样层层堆叠的梁柱之间,形成了多个水平的空气架空层,是天然的隔热屏障。建筑屋顶热量要传入室内,需要经历两次“减速”:第一次穿过屋面的泥灰层,第二次穿过天花板与梁架之间的架空空间。空气的导热能力差,热量传输效率大幅降低。
遮阳:加长屋檐
故宫的屋檐,不只为了美观,更藏着一套精妙的“遮阳系统”。宫殿的屋檐向外挑出,挑檐长度大约相当于立柱高度的三分之一,檐角还微微向上翘起,如飞鸟展翼。这个设计正好适配北方夏季炎热的气候。
我国地处北半球,太阳的高度角会随季节变化。夏季太阳高悬,北京正午的太阳高度角达到73度左右,光线近乎垂直。这时,向外延伸的屋檐像一把“天然遮阳伞”,将阳光精准地挡在檐口之外,减少热量涌入室内。
而清晨时分,太阳高度较低,柔和的阳光穿过檐下,为室内带来自然光线。
阻热:屋顶泥背
故宫的屋顶也是一道天然的隔热屏障,奥秘就藏在层层铺叠的泥背(也称“灰背”)构造中。泥背铺设于屋顶望板之上、瓦片之下,通常由五层材料复合而成,每层厚约5厘米,总厚度可达25-30厘米。
这层泥背所用材料本身导热、导温性能差,能够阻挡高温热量渗入建筑内部,相当于给古建筑屋顶包裹了一层隔热保护层。
(作者:故宫博物院研究馆员 周乾)
延伸阅读
宫廷里还有这些消暑方式
室内冰桶:将盛有冰块的“冰桶”放在宫殿内,利用冰块融化吸热释放冷气来降温。此外,还会用冰块制作“冰箱”,用来冰镇瓜果。
搭建凉棚:紫禁城内高大乔木稀少,在宫殿前搭建凉棚是重要的户外遮阳手段。明代已有此制,清康熙时下令每年三月搭设,九月拆卸。
行宫避暑:最极致的消暑方式,是前往圆明园、承德避暑山庄等行宫避暑。这种消暑方式常见于清朝,明朝尚无此制。

