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（天津大学六合工作室长期致力于长城建筑的研究，建立了长城全线图像与三维数据库，本着“让文物说话”的理念，精选长城特色建筑分期介绍给广大读者，本篇是第一篇。本号将逐一转载。）
长城那么长，从哪里开始写呢？北京八达岭段保护、开放最早，在世界政要的眼中就是中国长城的代表，那就从八达岭长城开始吧，本期介绍“最菱楼”。
八达岭长城作为中国长城的代表区段，自1957年开始接待外国领导人游览，至今已接待超过500位国家元首和超过8000位部长级官员，可谓声名远播，地球村无人不知。村里人普遍认为对八达岭已了然于胸，“缺乏秘境”让这个老景区的公众吸引力正在被其他新兴长城景区蚕食，但其实这里的建筑遗产还有相当多的秘密不为公众所知，六合公众号将按照两周一篇的平均速度加以介绍，菱形楼只是八达岭众多秘密中的“开胃小菜”。八达岭长城趣处介绍之后，再扩展介绍明长城全线各种秘境。
菱形楼位于八达岭石峡景区花家窑长城隘口内侧的一个小丘之上，根据长城三维数据库实测结果，该楼平面钝角角度120度、锐角60度；敌楼底部长边长12.5米、短边宽9米、石基础至铺房残墙顶通高为10.7米，菱形平面特征相当明显。
调用“明长城全线图像与三维数据库”，发现绝大多数敌楼都是正方形或长方形平面，菱形敌楼则是将普通的平面“挤压”变形成为平面有锐角、钝角的平行四边形。菱形评比的标准，就是看“挤压”的程度，即锐角尖锐的程度。全线数据库证明在已发现的所有菱形空心敌楼之中，该菱形楼平面呈现最典型的菱形形状，所以我们称作“最菱楼”。
花家窑菱形楼（锐角60度、钝角120度）
建筑学院的本科学生刚开始学习建筑设计时，设计课老师就教导：“慎重选用菱形平面，因为锐角空间不好用”。
菱形平面当然不如方形好用，明朝人也是这么认为的，所以一般认为明长城大部分菱形空心敌楼都是受到山顶地面尺度限制，采用的权宜之计，下表列出了全线找到的10个典型例子，用来和八达岭“最菱楼”做角度比较。
明长城全线部分菱形楼列表：
表中前8个敌楼锐角角度的最小值为77度，最大锐角为86度，平均83.125度，均无法和八达岭花家窑菱形楼锐角60度、钝角120度相比。表中9-10只是敌楼或敌台与墙体之间存在扭转角度，敌楼（台）本身平面还是方形，所以更不算真正意义上的菱形楼。
猛眼一看，最菱楼如此被“挤压”，仿佛也是因为地形所限，但现场仔细勘查之后就会发现：地形限制并不非常逼仄，菱形楼其实是主动而为、有目的设计的结果。
首先，是为了在敌人突入隘口，通过敌楼两侧山谷小路之时实施两侧截击（敌人可能的突入路线如下图红色虚线所示）。花家窑是八达岭的左翼重要隘口，敌人若从这里突入偷袭八达岭侧后方，此沟底是必经之路，最菱楼是在长城防线后，镇守小路的重要据点。
敌人突入花家窑隘口后沿山沟的深入路线
（最菱楼地形环境鸟瞰图，图中显示最菱楼位于长城边内）
菱形设计使得针对两侧山沟小路的警戒与拦阻射击范围更广：
1. 箭窗内拱洞的主朝向其实还是正对花家窑隘口的，士兵即使在敌楼中央，也能监视隘口、及时发现异常动静（如左下图，游客可以自己去体会一下）。
最菱楼券室内可方便观察隘口（箭头指向隘口）
墙体扭转后比较发现：斜外墙使得箭窗的视野更广
2. 根据基本的几何学知识，菱形敌楼的斜置外墙使得箭窗的宽度更宽、视野更大（与普通直角外墙相比，经实测菱形楼箭窗视角大约大4度，参见右上图），箭窗外缘的抹角处理进一步提升这一效果。
3. 菱形处理使得该楼对两侧山路没有射界盲区，正方直角敌楼则难免盲区（参见下两图）。
菱形楼钝角相邻边之间没有射击死角，但直角转折情况下就难免射击盲区
4. 最菱楼面对长城（83号敌台）的锐角附近，还是有一点盲区的（参见下两图），这就要依靠延庆83号敌台策应了（参见环境鸟瞰那张照片，右下角唯一完整的大空心敌楼就是延庆83号敌台，其内侧箭窗正对最菱楼）。推测两楼建设之初，就考虑到相互应援、填补盲区的作用。
锐角必然存在射击盲区，只有靠对面的延庆83号敌楼应援了
最菱楼的“秘密”并非只有上面这些哦。箭窗内部还有一些细节，能体现古代工匠的智慧与精细设计能力。
还记得建筑学院的老师都说锐角空间不好用吗？士兵在箭窗内的锐角空间，放箭射铳自然也不舒服，古代工匠怎么解决的呢？让临近箭窗的锐角边向内凹，退让出一部分空间（左下图中红边、蓝色填充部分所示，局部墙体内凹），留出手肘和铳体旋转空间，便于操作弓弩火铳等武器多角度变换射击，真的是非常贴心的细节。
箭窗券洞内墙体锐角相接的部分内凹，给手臂留出旋转空间
从外面看内凹局部墙体的样子
“最菱楼”引发的推论：
1.敌楼的造型绝非仅仅是被动适应地形，很多在狭窄地形上建设的敌楼，仍然会依靠人工石砌基础，保证获得方形的平面（如下图），这并非技术难题。一定是广域监视、投射弹药等防御需求，才会使古代工匠设计出如此变形程度的菱形楼。
2.菱形楼的坐落朝向、变形程度、角度设计都是经过精心计算的结果，其工程精度并不输给现代建筑设计。
3.建筑细节彰显水平，明代的建筑设计非常人性化，照顾到士兵使用弓箭、火铳时，手肘左右角度旋转所需要的空间，“古代人体工程学”跃然纸上。明长城全线有一千多个空心敌楼，看似无甚变化，“全线哪的都差不多哦”，其实只要细心观察，其中大有文章。
从明长城全线的视角来看，菱形楼太小了，就像一个点，但却从这一个细节点，反映出古代高超建筑技艺与军事智慧。
李自成当年为取北京皇都，大军久攻八达岭主关不下，于是留小部分兵力佯攻主关，主力从此侧翼隘口突入、偷袭关沟侧后，才最终突破了整个居庸关防御体系。现在当我们把这一重要隘口士兵瞭望射击的空间格局、箭窗构造、使用方式揭示出来，仿佛可以在头脑中想象发生在1644年的激烈战斗场景。
图文：李哲、张梦迪、拓晓龙、李严
排版：刘鹤鸣
校审：张玉坤
（天津大学六合工作室长期致力于长城建筑的研究，建立了长城全线图像与三维数据库，本着“让文物说话”的理念，精选长城特色建筑分期介绍给广大读者，本篇是第一篇。本号将逐一转载。）
长城那么长，从哪里开始写呢？北京八达岭段保护、开放最早，在世界政要的眼中就是中国长城的代表，那就从八达岭长城开始吧，本期介绍“最菱楼”。
八达岭长城作为中国长城的代表区段，自1957年开始接待外国领导人游览，至今已接待超过500位国家元首和超过8000位部长级官员，可谓声名远播，地球村无人不知。村里人普遍认为对八达岭已了然于胸，“缺乏秘境”让这个老景区的公众吸引力正在被其他新兴长城景区蚕食，但其实这里的建筑遗产还有相当多的秘密不为公众所知，六合公众号将按照两周一篇的平均速度加以介绍，菱形楼只是八达岭众多秘密中的“开胃小菜”。八达岭长城趣处介绍之后，再扩展介绍明长城全线各种秘境。
菱形楼位于八达岭石峡景区花家窑长城隘口内侧的一个小丘之上，根据长城三维数据库实测结果，该楼平面钝角角度120度、锐角60度；敌楼底部长边长12.5米、短边宽9米、石基础至铺房残墙顶通高为10.7米，菱形平面特征相当明显。
调用“明长城全线图像与三维数据库”，发现绝大多数敌楼都是正方形或长方形平面，菱形敌楼则是将普通的平面“挤压”变形成为平面有锐角、钝角的平行四边形。菱形评比的标准，就是看“挤压”的程度，即锐角尖锐的程度。全线数据库证明在已发现的所有菱形空心敌楼之中，该菱形楼平面呈现最典型的菱形形状，所以我们称作“最菱楼”。
花家窑菱形楼（锐角60度、钝角120度）
建筑学院的本科学生刚开始学习建筑设计时，设计课老师就教导：“慎重选用菱形平面，因为锐角空间不好用”。
菱形平面当然不如方形好用，明朝人也是这么认为的，所以一般认为明长城大部分菱形空心敌楼都是受到山顶地面尺度限制，采用的权宜之计，下表列出了全线找到的10个典型例子，用来和八达岭“最菱楼”做角度比较。
明长城全线部分菱形楼列表：
表中前8个敌楼锐角角度的最小值为77度，最大锐角为86度，平均83.125度，均无法和八达岭花家窑菱形楼锐角60度、钝角120度相比。表中9-10只是敌楼或敌台与墙体之间存在扭转角度，敌楼（台）本身平面还是方形，所以更不算真正意义上的菱形楼。
猛眼一看，最菱楼如此被“挤压”，仿佛也是因为地形所限，但现场仔细勘查之后就会发现：地形限制并不非常逼仄，菱形楼其实是主动而为、有目的设计的结果。
首先，是为了在敌人突入隘口，通过敌楼两侧山谷小路之时实施两侧截击（敌人可能的突入路线如下图红色虚线所示）。花家窑是八达岭的左翼重要隘口，敌人若从这里突入偷袭八达岭侧后方，此沟底是必经之路，最菱楼是在长城防线后，镇守小路的重要据点。
敌人突入花家窑隘口后沿山沟的深入路线
（最菱楼地形环境鸟瞰图，图中显示最菱楼位于长城边内）
菱形设计使得针对两侧山沟小路的警戒与拦阻射击范围更广：
1. 箭窗内拱洞的主朝向其实还是正对花家窑隘口的，士兵即使在敌楼中央，也能监视隘口、及时发现异常动静（如左下图，游客可以自己去体会一下）。
最菱楼券室内可方便观察隘口（箭头指向隘口）
墙体扭转后比较发现：斜外墙使得箭窗的视野更广
2. 根据基本的几何学知识，菱形敌楼的斜置外墙使得箭窗的宽度更宽、视野更大（与普通直角外墙相比，经实测菱形楼箭窗视角大约大4度，参见右上图），箭窗外缘的抹角处理进一步提升这一效果。
3. 菱形处理使得该楼对两侧山路没有射界盲区，正方直角敌楼则难免盲区（参见下两图）。
菱形楼钝角相邻边之间没有射击死角，但直角转折情况下就难免射击盲区
4. 最菱楼面对长城（83号敌台）的锐角附近，还是有一点盲区的（参见下两图），这就要依靠延庆83号敌台策应了（参见环境鸟瞰那张照片，右下角唯一完整的大空心敌楼就是延庆83号敌台，其内侧箭窗正对最菱楼）。推测两楼建设之初，就考虑到相互应援、填补盲区的作用。
锐角必然存在射击盲区，只有靠对面的延庆83号敌楼应援了
最菱楼的“秘密”并非只有上面这些哦。箭窗内部还有一些细节，能体现古代工匠的智慧与精细设计能力。
还记得建筑学院的老师都说锐角空间不好用吗？士兵在箭窗内的锐角空间，放箭射铳自然也不舒服，古代工匠怎么解决的呢？让临近箭窗的锐角边向内凹，退让出一部分空间（左下图中红边、蓝色填充部分所示，局部墙体内凹），留出手肘和铳体旋转空间，便于操作弓弩火铳等武器多角度变换射击，真的是非常贴心的细节。
箭窗券洞内墙体锐角相接的部分内凹，给手臂留出旋转空间
从外面看内凹局部墙体的样子
“最菱楼”引发的推论：
1.敌楼的造型绝非仅仅是被动适应地形，很多在狭窄地形上建设的敌楼，仍然会依靠人工石砌基础，保证获得方形的平面（如下图），这并非技术难题。一定是广域监视、投射弹药等防御需求，才会使古代工匠设计出如此变形程度的菱形楼。
2.菱形楼的坐落朝向、变形程度、角度设计都是经过精心计算的结果，其工程精度并不输给现代建筑设计。
3.建筑细节彰显水平，明代的建筑设计非常人性化，照顾到士兵使用弓箭、火铳时，手肘左右角度旋转所需要的空间，“古代人体工程学”跃然纸上。明长城全线有一千多个空心敌楼，看似无甚变化，“全线哪的都差不多哦”，其实只要细心观察，其中大有文章。
从明长城全线的视角来看，菱形楼太小了，就像一个点，但却从这一个细节点，反映出古代高超建筑技艺与军事智慧。
李自成当年为取北京皇都，大军久攻八达岭主关不下，于是留小部分兵力佯攻主关，主力从此侧翼隘口突入、偷袭关沟侧后，才最终突破了整个居庸关防御体系。现在当我们把这一重要隘口士兵瞭望射击的空间格局、箭窗构造、使用方式揭示出来，仿佛可以在头脑中想象发生在1644年的激烈战斗场景。
图文：李哲、张梦迪、拓晓龙、李严
排版：刘鹤鸣
校审：张玉坤