熱點 | 紫禁城古建築防火的科學(xué)之道(dào)
2019年4月15日傍晚（法國(guó)時間），位于法國(guó)首都(dōu)的世界文化遺産巴黎聖母院發(fā)生大火。盡管火勢雖最終得到了控制，但這(zhè)座具有800多年曆史的大教堂三分之二的屋頂遭到破壞，最具标志性的93米高的哥特式尖塔，在大火中轟然倒塌時，木質框架基本被燒毀，玫瑰窗也在火災中爆炸。盡管該建築有可能(néng)在未來得到複建，但是其原真性和曆史性已很難再次體現。可以認爲，巴黎聖母院的的火災是人類曆史文化遺産的重大價值損失，無法用金錢衡量。巴黎聖母院的大火，給全球的文化遺産防火保護敲響了警鍾。
同樣是世界文化遺産，且同樣含有大量木質建築材料的明清紫禁城（今北京故宮博物院）擁有世界上現存規模最大、保存最爲完整的木結構古建築群，含建築9000餘間。這(zhè)些始建于明朝永樂十八年（1420）的古建築不僅核心受力骨架的材料以易燃的木材爲主，而且其内外檐還(hái)繪制有大量的易燃性油飾彩畫，建築防火極其重要。盡管近600年來紫禁城古建築曾經(jīng)因爲雷擊、人爲失火或縱火而産生過(guò)火災，但是曆代帝王極其重視防火，建築工匠則在施工中采取了多種(zhǒng)科學(xué)的防火措施，使得紫禁城古建築群至今基本完好(hǎo)。下面(miàn)介紹部分紫禁城古建築部分典型的科學(xué)防火措施。
其一，防火牆的使用。如太和殿爲紫禁城最爲重要的宮殿，其在曆史上曾遭受過(guò)數次火災，我們今天看到的太和殿爲清康熙三十六年（1697）年所建，工程負責人爲梁九。其建造背景爲：清康熙十八年（1679）農曆十二月初三，六名燒火的太監在紫禁城西北角的禦膳房用火不慎，誘發(fā)大火。大火從禦膳房直接向(xiàng)南串，跨過(guò)乾清門廣場，然後(hòu)拐了個彎，從保和殿蔓延到太和殿，使得太和殿被燒毀。十九年後(hòu)，太和殿開(kāi)始複建。梁九爲避免再次發(fā)生别的建築火勢蔓延到太和殿的情況，將(jiāng)太和殿原有的兩(liǎng)端木質斜廊改成(chéng)了磚砌的卡牆，見圖1。這(zhè)樣一來，别的建築發(fā)生火災時，就很難波及到太和殿。太和殿兩(liǎng)端的卡牆是我國(guó)最早的防火牆。
圖1 太和殿西側的卡牆（紅牆）
紫禁城中另一種(zhǒng)防火牆較爲常見，用于硬山屋頂的後(hòu)檐牆，見圖2。這(zhè)種(zhǒng)屋頂類型的建築在紫禁城古建築群中的地位非常低，爲太監、宮女的值守用房。這(zhè)種(zhǒng)建築在雍正之前，其前後(hòu)檐均開(kāi)設門窗，以便采光及通風。然而由于太監、宮女在建築内常常生火照明、做飯、取暖時經(jīng)常誘發(fā)火災，且極易蔓延至附近建築。基于此，雍正五年（1727）起(qǐ)，雍正下令所有的這(zhè)種(zhǒng)用房的後(hòu)檐牆一律不得開(kāi)設門窗，以利于防火。這(zhè)種(zhǒng)規定在紫禁城實施後(hòu)，逐漸形成(chéng)了中國(guó)古建築後(hòu)檐牆的一種(zhǒng)施工工藝，稱爲封護（後(hòu)）檐。封護檐就是紫禁城常見的一種(zhǒng)防火牆。
圖2 封後(hòu)檐牆
其二，内金水河的彎彎曲曲的平面(miàn)布局。紫禁城外有方正形狀的筒子河（護城河），其主要目的是爲了防禦外敵入侵。紫禁城内亦有河流，稱爲内金水河。盡管内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築，這(zhè)也屬于紫禁城古建築的防火做法。其目的有二：一是切斷火源的蔓延路徑，如文淵閣前的内金水河，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，建築防火意義重大。爲徹底切斷可能(néng)存在的火勢蔓延，乾隆下令將(jiāng)文淵閣建在内金水河的北側，使得南側建築一旦着火，則受阻于内金水河。二是利用水源來撲火。紫禁城宮殿建築衆多，而僅有的70多口井不能(néng)滿足所有建築的滅火水源需求。因此，内金水河的布局彎彎曲曲形狀，盡量靠近部分重要的宮殿建築，以利于及時有水源進(jìn)行滅火。如明代文獻《酌中志》裡(lǐ)面(miàn)有關于内金水河的這(zhè)麼(me)一段記載：“非爲魚泳在藻以資遊賞，亦非故爲曲折以耗物料，恐意外回祿之變，此河實可賴”，又舉例說：“天啓四年(1624)六科廊災，六年武英殿西油漆作災，皆得此水之力”。
圖3 文淵閣前的内金水河
其三，水缸的利用。紫禁城有銅質或鐵質的水缸231口，分布在多個宮殿建築前，如圖4所示太和殿前的銅缸。水缸的利用，主要是爲了滅火。如前所示，部分宮殿建築離水井或内金水河的水源較遠，一旦發(fā)生火災，需要盡快的取水滅火。爲了達到這(zhè)種(zhǒng)要求，紫禁城不少宮殿前中設置銅缸、鐵缸，其主要意圖就是用來防火。這(zhè)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”。爲了防止大缸裡(lǐ)的水冬季結冰，每到十月至翌年二月，都(dōu)要在缸外套上棉套，缸上加蓋，氣溫特别低時，還(hái)要在缸下燒炭加溫。由此可知，水缸的運用，可以達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。爲阻擋火源，部分宮殿建築的木質屋架部分被石材取代。如乾清宮東側的基化門與龍光門之間、乾清宮西側的端則門與鳳彩門之間（圖5），其建築後(hòu)檐牆上的梁、柱、枋、鬥拱、椽子和望闆等木構件全部用石料雕刻而成(chéng)，且上面(miàn)亦有彩畫，遠觀建築表面(miàn)與其它木質建築無異。這(zhè)種(zhǒng)用不易燃燒的石材代替木材，且進(jìn)行了精細化處理，外觀與其它建築差别不大，功能(néng)上更有利于減小建築産生燃燒的可能(néng)性。
圖5 鳳彩門的石質梁架
另紫禁城東六宮的靈沼軒，其前生爲延禧宮。由于延禧宮在曆史上遭受過(guò)多次火災，因此在1908年複建時，隆裕皇太後(hòu)聽從太監小德張的建議，在延禧宮蓋一座“不怕火的建築”，且還(hái)能(néng)滿足皇宮休閑娛樂的需求，并取名爲“靈沼軒”。其設想構造爲：地下一層、四周建有條石壘砌的水池，計劃引金水河水環繞；地上兩(liǎng)層，底層四面(miàn)當中各開(kāi)一門，四周環以圍廊，主樓每層9間，四角各附加1小間，合計39間；殿中爲4根盤龍鐵柱，頂層面(miàn)積縮減，爲5座鐵亭；四面(miàn)出廊，四角與鐵亭相連。重建後(hòu)的延禧宮是一座水晶琉璃世界，帝後(hòu)閑暇之時，可徜徉其中，觀魚賞景。然而，由于清政府國(guó)力空虛，再加上辛亥革命爆發(fā)，因而靈沼軒開(kāi)工3年後(hòu)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态。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，因爲無論采用的鋼材還(hái)是石材，其着火點都(dōu)遠高于木材，且水源的引進(jìn)，非常有利于滅火。
圖6 靈沼軒照片
明清紫禁城古建築采取的各種(zhǒng)防火措施，是它們基本完好(hǎo)至今的重要保障。可以認爲，這(zhè)些古建築的多數防火措施是合理而又有效的，不僅能(néng)作爲當下文化遺産保護或修複的參考依據，更能(néng)體現出古代工匠的勤勞和智慧。
（作者爲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）
