故宮火地操作口與出煙口 周乾攝

超過600歲的故宮又名紫禁城,，不僅擁有宏偉的古代宮殿建筑群，而且包含了諸多古代宮廷生活智慧,，地暖就是其中的典型代表,。明朝太監(jiān)劉若愚著《酌中志》卷十七《大內(nèi)規(guī)制紀(jì)略》有：“右向東曰懋勤殿，先帝創(chuàng)造地炕于此,，恒臨御之”,；卷二十《飲食好尚紀(jì)略》有：“十月……是時夜已漸長，內(nèi)臣始燒地炕”,，以上可說明紫禁城在明朝時期已有地暖,。盡管冬天室外寒冷，宮殿中卻非常舒適溫暖,。乾隆皇帝在《冬夜偶成》一詩中就寫道：“人苦冬日短，我愛冬夜長”,。道光皇帝在《養(yǎng)正書屋全集》中寫有“花磚細(xì)布擅奇工,，暗熱松枝地底烘”。在這里,，鳥道,、羊腸即為地下供暖的通道。與現(xiàn)代人采用的水地暖或電地暖方式不同,，故宮里的古代地暖為室外燒火,、加熱室內(nèi)陸磚的供熱方式，俗稱火地或暖地,。

火地由位于窗戶外面的地下操作口,、窗戶里面的地下爐腔、室內(nèi)陸面磚下面的火道（熱量傳輸?shù)耐ǖ溃?、室外臺基側(cè)面的出煙口組成,。其供熱基本原理為：人站立于操作口內(nèi)，將木炭置入地下爐腔內(nèi)燃燒,，加熱空氣,；受熱后的空氣沿著火道路徑向四周擴(kuò)散，其間加熱地面磚,，利用地磚自身的蓄熱和熱量向上輻射的規(guī)律,，使得熱量由下至上進(jìn)行傳導(dǎo)，從而保持室內(nèi)溫暖；散熱后的空氣溫度降低,，夾雜炭火中的煙塵（少量）從出煙口排出火道,。

操作口位于窗戶外面的地面以下，一般長0.8米,、寬0.8米,、高1米。在明代,，紫禁城負(fù)責(zé)燒炭的人員由惜薪司安排,，清代為內(nèi)務(wù)府營造司人員。操作口在不使用時會被厚木板蓋上,，可防止小動物鉆入,。操作口在室外，人員站在操作口內(nèi),，可隔著窗戶看見室內(nèi),，便于與室內(nèi)使用人員交流，及時增減炭火,，以保證室內(nèi)溫度的適宜,。另外操作口設(shè)在室外，還有利于避免火源產(chǎn)生的煙霧在室內(nèi)蔓延或其他安全隱患,。

燒炭后,，熱量在地磚下面向屋內(nèi)擴(kuò)散，該方向的火道稱為主煙道,；主煙道兩側(cè)還有若干寬度較小的煙道,，方向與其垂直，稱為支煙道,。上述主,、支煙道的分布方式猶如蜈蚣，因而又被俗稱為“蜈蚣道”,。需要說明的是,，由于熱量是由下往上傳遞，因而火源位置位于室內(nèi)最低點(diǎn),，而主煙道從火源位置向室內(nèi)延伸時,，其底部高度逐漸增加，煙道剖面呈斜坡上升狀,。這樣一來,，熱量就可以較為迅速地由窗底向室內(nèi)擴(kuò)散。一般而言,，主煙道截面尺寸較大,，其上部蓋板由磚砌筑而成；支煙道截面尺寸小，蓋板為扣瓦,。主,、次煙道的蓋板之上再架空鋪設(shè)地面磚，其架空方式為：在各煙道之間的夯土層之上立多個磚制支墩,，地面磚搭在支墩上,，面磚之間接縫用灰漿抹嚴(yán)實(shí)。這種做法的科學(xué)性在于：一方面地磚層可均勻受熱,，且溫度不過高,；另一方面如有煙塵滲出煙道時，其仍然會限制在地磚以下傳遞,，并從出煙口排出,。

地下熱量經(jīng)過主、支煙道擴(kuò)散,，然后回轉(zhuǎn),，通過室外臺基側(cè)壁的出煙口排向室外。需要說明的是,，出煙口相當(dāng)于故宮古建筑的“煙囪”,，這種“煙囪”與普通建筑立在屋頂之上的煙囪不同，它位于室內(nèi)陸面以下,，既不影響建筑整體外觀,，又能起到良好的排煙效果。這種做法,，可以解釋“紫禁城的冬天燒炭取暖,、但不見一個煙囪”的說法,。此外,，為避免小動物從出煙口鉆入室內(nèi)陸下，出煙口往往會砌上銅錢紋樣的鏤空磚雕,，達(dá)到既實(shí)用又美觀的效果,。火地用炭源于今河北易縣,，由一種硬木燒成,，被稱為“紅籮炭”。每根炭被加工成長約32厘米,、直徑約10厘米的塊體,。這種炭產(chǎn)生的熱量高、煙霧少,?！蹲弥兄尽肪硎秲?nèi)府衙門識掌》還記載了這種炭具有“氣暖而耐久，灰白而不爆”的優(yōu)點(diǎn)。木炭燃盡產(chǎn)生的炭灰,，可被收集起來,，用于宮中馬桶、便盆中的襯墊物,。

有觀點(diǎn)認(rèn)為,，“皇宮內(nèi)的墻壁其實(shí)都是空心的夾墻，俗稱火墻,，熱力順著夾墻可溫暖整個大殿”,，這種觀點(diǎn)是錯誤的。從工程實(shí)踐來看,，目前尚未發(fā)現(xiàn)故宮的古建墻體存在用于傳遞熱量的夾墻,。

故宮里的古代皇家地暖，通過在室外操作口燒火,，火源產(chǎn)生的熱量在室內(nèi)陸下擴(kuò)散,，并逐步向室內(nèi)空間擴(kuò)散，達(dá)到了室內(nèi)保溫的效果,。這種科學(xué),、簡易的供暖方式，體現(xiàn)了古代工匠的智慧,。

（周 乾 作者為故宮博物院研究館員）

來源： 科技日報