用豬血防腐、用礦石上色？中軸線上的古建筑有哪些科學(xué)奧秘？

2024年7月27日，“北京中軸線——中國理想都城秩序的杰作”被正式列入《世界遺產(chǎn)名錄》，讓北京中軸線成為代表這座城市乃至中華文明的“金名片”。

面粉、豬血、桐油居然是景山建筑群歷久彌新的秘訣，幾乎終生在飛行的北京雨燕喜歡在永定門“落腳”，端門上漂亮的建筑彩畫使用了大量的礦物顏料……關(guān)于中軸線上的古建筑，還有這樣的科學(xué)奧秘？

景山——景春永固

景山位于中軸線的制高點(diǎn)，是明清兩代皇家御苑。其建筑群歷經(jīng)風(fēng)吹日曬，依然屹立不倒，這得益于古代匠人的智慧——“一麻五灰”地仗技藝。

01“地仗”原來是用在柱子上的

木結(jié)構(gòu)雖然有穩(wěn)固抗震抗壓性能，但會(huì)受到蟲害和雨水的侵蝕。為了保護(hù)木構(gòu)件，在建筑表面上未進(jìn)行油漆彩畫工作之前，木質(zhì)基層和油膜之間的部分就要做“地仗”。地仗由灰和麻組成，并鉆進(jìn)生桐油，這種工藝大約形成于明代。

02“一麻五灰”都是什么？

“一麻五灰”地仗施工的具體工藝可分為9步。其工藝流程為：木基層處理→汁漿→捉縫灰→通灰→使麻→壓麻灰→中灰→細(xì)灰→鉆生。

五種灰漿均為油滿、血料、磚灰按體積比配置而成。

你知道這五層灰分別是什么嗎？這一技藝通過使用麻絲、麻線、麻布以及五次灰漿（含面粉、豬血、桐油等），有效防止了裂縫、潮濕、滲透、蟲害和腐朽，確保了景山建筑群歷久彌新。

03“一麻五灰”閃耀著科學(xué)之光

麻是拉接材料，當(dāng)麻絲粘貼方向垂直于木紋方向時(shí)，能夠有效防裂。

磚灰是地仗的主要填充料，其表面為多顆粒聚集而成，且有許多不均勻的孔隙。磚灰結(jié)殼后，可使得地仗具有良好的滲油性和耐腐蝕性。

豬血以血料的方式被運(yùn)用到地仗中。血料摻入灰漿可提高施工效率，并提高了灰漿的粘結(jié)性、和易性、防水性、防裂性、干燥性等。桐油以生桐油和油滿兩種方式，被科學(xué)運(yùn)用到地仗中。鉆生防裂、填充磚顆粒間的空隙，起到防潮防滲作用。此外，桐油有毒性，滲入木材內(nèi)部后，能阻止菌蟲生長繁殖。

永定門——雨燕永定

永定門作為中軸線南端的標(biāo)志，不僅是歷史的見證者，也是北京雨燕的家園。

北京雨燕是全世界唯一以“北京”命名的野生候鳥，常常把巢穴建在北京的古建筑上。它們是代表北京的鳥類精靈，也常常被稱為永不落地的無腳鳥。

北京雨燕的爪子結(jié)構(gòu)注定它們無法握緊樹枝，無法在樹木上建巢，但是可以在古建筑上攀爬；它們的尾巴和翅膀的結(jié)構(gòu)，造成它們無法在平地上起飛，必須棲息在如永定門城樓這樣子的高大建筑上。

北京城區(qū)是北京雨燕的主要分布和繁殖地，而遠(yuǎn)郊區(qū)縣則相對(duì)較少。北京雨燕主要棲息在適宜建巢的古建筑物或仿古建筑橫梁的縫隙中。頤和園、雍和宮、前門、天壇、歷代帝王廟等地均是它們的重要繁殖地。每年的3月底是雨燕飛臨北京的時(shí)間，當(dāng)年8月初它們將全部飛離北京前往南方過冬。

端門——彩畫端美

端門上有很多漂亮的建筑彩畫，你知道這些繽紛的色彩是怎么來的嗎？

這些美麗的色彩使用了大量的礦物顏料。其中，石青就是建筑彩畫最常用的顏料之一。

石青顏料在中國的應(yīng)用可以追溯到先秦時(shí)期，同時(shí)也是近代化學(xué)家最早鑒定的礦物顏料之一。

20世紀(jì)初，留日歸國的地質(zhì)學(xué)家章鴻釗對(duì)市面上銷售的石青檢測(cè)分析，得到了分子式2CuCO3Cu(OH)2，就是藍(lán)銅礦。

藍(lán)銅礦為什么會(huì)呈現(xiàn)出美麗的藍(lán)色？頭青、二青都是怎么來的？礦物為什么會(huì)呈現(xiàn)如此繽紛美麗的色彩呢？

在北京科學(xué)中心2號(hào)樓5層，“科技中軸—北京中軸線上的科技”展，我們可以仔細(xì)觀看藍(lán)銅礦的結(jié)構(gòu)，還有和它伴生的孔雀石（石綠）以及其他的礦物顏料，如紅色的辰砂（朱砂）等等，了解礦物顏料的制作工藝。

“科技中軸”展覽，不僅可以讓觀眾感受天人合一的哲學(xué)智慧，領(lǐng)略古代建筑技藝的精湛與輝煌，還可以見證各類科學(xué)知識(shí)與科學(xué)技術(shù)的巧妙融合，還等什么，一起來看看吧！

參考資料：

周乾.解碼故宮古建筑“一麻五灰”地仗技藝[J].知識(shí)就是力量,2023,(10):46-47.