故宫的屋顶为什么不落鸟也不长草?古建防鸟 “黑科技” 揭秘

去故宫的人,几乎没有不被屋顶吸引的。

黄琉璃瓦在太阳底下亮得晃眼,屋脊上龙吻脊兽排列整齐,六百年的宫殿,屋顶永远干净如新,亮堂堂的。于是民间有了一些说法:故宫的屋顶有”鹰不落”设计——坡度太陡、瓦面太滑、瓦楞太密,鸟在上面站不住,所以不落鸟;鸟不落就没有鸟粪,没有鸟粪就没有草籽,所以不长草。

听起来很有逻辑道理,这个说法被被反复转述,越传越神,最后变成了”古人专门设计了防鸟屋顶”。

直到一位网友放出了一段鸟在故宫太和殿屋顶停留的实拍。画面里,鸟稳稳地站在金灿灿的琉璃瓦上,该歇歇,该飞飞,一点没被“黑科技”难住。

所有传言在此刻不攻自破。

那屋顶为什么确实少见鸟粪?也不见长草?

琉璃瓦:目的不是防鸟


故宫屋顶铺的是琉璃瓦,不是普通灰瓦。两者的差别,不只是颜色上,还在工艺上。

普通灰瓦烧一次就出来了,温度大约900℃。琉璃瓦要烧两次,行话叫”两烧制”。第一遍是素烧,用窑火把泥胎烧到1000至1060摄氏度,烧成坚硬的素瓦。第二遍是釉烧,在素瓦表面挂上釉料,再入窑烧到800至980摄氏度,让釉料熔融成玻璃态薄层,相当于让瓦片穿上了一层”雨衣”。

这层釉面的效果非常明显。普通灰瓦的吸水率高达15%以上,雨水一泡就渗;琉璃瓦的吸水率可以低到5%以下,水珠打上去直接滚走。北方冬天,渗进瓦缝的水结冰膨胀,能把灰瓦冻裂成碎片;琉璃瓦因为有釉面保护,水分进不去,冻不坏。

所以琉璃瓦的第一功能非常明确:防水、防裂、保护木构件。

瓦上的釉料也有讲究。清代工部《工程做法》记载过黄色琉璃瓦釉料的配方:每烧造1000块瓦,需要“黄丹三百六斤,马牙石一百二斤,黛赭石八斤”。黄丹就是氧化铅,熔点低,是釉料的主体熔剂;马牙石就是石英,提供玻璃质骨架;黛赭石含氧化铁,负责发色。

故宫屋顶的黄色琉璃瓦,釉面光滑如镜,阳光下反光刺眼。站在科学的角度来讲,发亮的物体不利于鸟类或其他动物靠近,鸟爪在光滑釉面上也抓不牢,因而在一定程度上可以限制鸟类在瓦面停留。

故宫博物院研究馆员也说过:”没有史料证明,古人在设计建造房屋时,采用琉璃瓦顶是为了防止鸟类停留。”

黄色琉璃瓦被选中的原因只有两个:一是实用——防水防裂,保护建筑;二是象征——黄色属土,居五行之中,是皇帝专属色。

屋顶坡度:是为了排水


太和殿是故宫等级最高的建筑,用的是重檐庑殿顶——上下两道屋檐,四面斜坡,没有山墙,是古建筑屋顶形制里的最高规格。太和殿通高35.05米,屋顶坡度大约在43到50度之间,确实够陡。

但这个坡度的设计也不是防鸟,是为了排水。

中国古代建筑的屋顶坡度设计,有一套精确的计算方法,叫”举折”。”举”是把屋脊抬高的动作,”折”是让屋面产生折线的动作。

具体来说,先根据建筑进深算出屋脊高度(”举高”),然后把屋面分成若干段,从屋脊到屋檐逐段降低坡度——上部最陡,越往下越缓。最终形成的不是一条直线斜坡,而是一条向外凸的曲线。

这条曲线的妙处在于排水。上部陡,雨水一旦落到屋脊附近,立刻被加速甩出去;下部缓,雨水在屋檐附近减速,沿着瓦垄朝远处抛出,而不是垂直滴落砸在墙根。这样屋檐下方的台基和墙基就不会被雨水长期浸泡侵蚀。

如果是一刀切的直坡,雨水倒是走得快,但会在屋檐处形成瀑布,直接浇在台基上;如果全是缓坡,雨水走得慢,屋脊附近容易积水渗漏。举折把这两个极端都避开了。

屋顶上的瓦也不是平铺的,是一垄一垄的。底下一排叫板瓦,凹面朝上,像水沟一样接着雨水;上面一排叫筒瓦,扣在两陇板瓦的交接线上,形成一道凸起的侧壁,防止雨水从板瓦缝隙渗下去。到了屋檐最前端,底瓦做成三角形尖状,叫”滴子”——雨水到这里形成水珠滴落;盖瓦做成圆筒形头,叫”猫头”或”勾头”——封住筒瓦前端防止雨水倒灌。

这套瓦垄系统配合举折曲线,形成了一个完整的排水路径:雨水落到屋面→被坡度加速→沿着板瓦垄沟往下走→在屋檐处被滴子抛出→落到地面台基。

地面上还有更大的排水系统。紫禁城的地势是北高南低,神武门地坪比午门高出约2米,整体坡度约千分之二——肉眼几乎看不出,但雨水自然地从北往南流。太和殿下面的三层汉白玉台基,总高8.13米,每一层台基边缘都有坡度约3%到5%的排水面,台基边缘共安装了1142个石雕螭首——就是排水兽头。大雨时,水从屋顶汇到台基,再从1142个螭嘴里同时喷出,场面壮观,民间叫”千龙吐水”。

这套从屋顶到地面的排水系统,客观上产生了另一个效果:雨水在屋面上停留的时间极短,冲刷力度大,尘土和落叶来不及积存就被冲走了。没有积土,草籽就没有发芽的条件。

有专家指出:“中国古代建筑设计理念是环境友好型和动物友好型的,古人不可能在前期设计时考虑防范鸟类。”

坡度陡、瓦面滑、排水快——这些都是事实。但它们的设计目的是排水和保护建筑,只是恰好也在防鸟上起了一定作用。

真相:鸟其实会落,草其实会长


事实上,鸟不仅会落,还经常落。只是太和殿、中和殿、保和殿这些大殿的屋顶太高太陡,鸟就算偶尔落上去,留下的痕迹从地面也看不见。真正容易看到鸟的,是御花园里那些矮一些的亭台楼阁,还有故宫里树木茂盛的区域——那里鸟雀成群,屋檐上常有麻雀和喜鹊歇脚。

鸟落了,就会有鸟粪。鸟粪里带着未消化的草籽。草籽落在瓦缝里,遇到一点积土和雨水,就能发芽。

1900年八国联军侵入北京,慈禧带着光绪帝仓皇西逃,紫禁城从此无人居住,也无人维护。接下来的十几年里,宫殿年久失修,屋顶上杂草丛生,有些地方甚至长出了小树。溥仪在《我的前半生》里描述过这种荒凉景象。

鸟会落,草会长。所谓”不落鸟不长草”,只是因为有人一直在清理。

真正的”黑科技”是笨功夫


故宫屋顶之所以干净,不是因为它有什么防鸟设计,而是因为它作为皇权的中心,有一套从未中断的养护制度。

明清两代,紫禁城的日常维修归内务府营造司管。《清会典》记载了岁修的保固期限:宫殿岁修保固三年;拆换大木重新盖造保固十年;挑换椽望揭瓦头保固六年。

《大清会典》记载了具体的岁修项目,其中有一条专门管除草:“紫禁城墙芟除杂草荆棘,每年夏季三伏期间及十月各芟除一次。”意思是每年至少拔两次草——夏天三伏天一次,十月入冬前一次。三伏天拔草是因为这时候草长得最旺,根系扎得最深,趁雨后泥土松软连根拔;十月拔草是为了在入冬前清理干净,防止枯草积存。

太和殿这样的大型建筑,大约每十年要整修一次。每次大修之前,工匠会上房”体检”——检查瓦面有没有松动、屋脊有没有裂缝、椽木有没有糟朽,发现问题及时处理。这种定期巡检制度从明代一直延续到清末。

1912年清帝逊位,1924年溥仪被逐出宫,1925年故宫博物院成立。此后紫禁城的维护从皇家工程变成了文物保护工程。1953年,故宫博物院正式成立工程队,提出了”着重保养、重点修缮、全面规划、逐步实施”的方针。瓦顶拔草、墙体抹灰、地面修复这些传统岁修项目一直没停过。

每年春秋两季,修缮工人系着安全绳爬上屋顶,沿着瓦垄一陇一陇地检查,发现杂草连根拔除,发现松动的瓦重新加固。没有机器能替代这个活儿,因为琉璃瓦的釉面不能踩踏,每一步都要踩在瓦垄的接缝线上。

六百年来,从内务府营造司的匠人,到故宫博物院工程队的师傅,做的是同一件事:上房,拔草,修瓦。制度换了,人换了,活儿没换。

– END –

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