在七十多公顷的紫禁城的面积中，城内有长一万二千米的河流，它从西北城角引入紫禁城的护城何，水从城下涵洞流入，顺西城墙南流，由武英殿前东行迤逦出东南城角与外金水河汇合。这道河流对于紫禁城内干株松柏起了灌溉的作用。在调节空气和消防利用上都有好处。在夏季又是全宫城中雨水排泄的去处，故宫中雨水排泄管道，在开始设计全宫规划时有一个整体的下水系统安排。它的原设计图虽然已看不见了，可是现存的沟渠管道，除被地上建筑物变革而被破坏一部分外，经实际疏通调查发现它的干道、支道、宽度、深度都是比较科学的。遇有暴雨各殿院庭雨水都能循着排水系统导入紫禁城中的河流里，然后迂回出城汇入外金水河东出达于通县运河流域。因此在宫中无积水之患。明代开凿的筒子河宽五十二米，深六米，长三点八公里。不但增加了宫城防御，而且主要功能是排水干渠和调蓄水库两重功能。蓄水量可达一百一十八万立方米，相当—个小水库。在这个面积不足一平方公里的紫禁城，筒子河的蓄水起着重要保证。即使紫禁城内出现极大暴雨，日降雨量达二百二十五毫米，同时城外洪水围城，筒子河水无法排出城外，紫禁城内水全部流入筒子河，也只使筒子河水位升高一米左右。
至于给饮水问题，五百多年前的设计完全依赖凿井取天然泉水。故宫的房屋间数以四柱一间计算，在当日的全部房屋约万间以上。明清两代王朝日常生活在皇宫里的约近万人给饮水问题，除帝后的饮水是每日由京西玉泉山用骡车运水外，其余近万人中大约八九千口都聚集在住人区。三大殿九万六干多平方米面积不设一井，内廷东西六宫及其他若干建筑群，每一宫院至少有井两口或三口。值班人员和警卫人员区设井更密。这完全是根据需要而安排的。由于凿井工程的需要，在故宫里又出现了为数不少的小型盝顶井亭建筑，成为宫苑中一种特殊的建筑结构。同时，小亭饰以皇宫彩画，小巧玲珑。井亭不仅是生活用水所需，也是一种特殊的建筑艺技陈设。
宫中取暖设备有两种，一是炭盆．二是地下火道。火道一名火炕，是和建筑连在一起，在殿内地面下砌筑火道，火口在殿外廊上。入火道斜坡上升处烧特种木炭，烟灰不大。火道有蜈蚣式及金钱式，即主干坡道两旁伸出支道若干，这样使热力分散两旁，全室地面均可温暖；火道尽头有出气孔，烟气由台基下出气洞散出。这种办法在皇宫中一直使用了四五百年。在殿内地面上则利用炭盆供热。由于宫殿高大，为了冬季居住得舒适，凡是寝宫都利用装修隔扇阁楼将室内高度降低，将殿内空间缩小，即所谓暖殿暖阁之类。
每年冬季来临前夕，即阴历八九月，有关太监就着手过冬准备。先通火炕口，烤干湿潮气等。
顺便再谈一下宫中采光。宫中采光只靠菱窗小洞，光线细微。此外．只能依靠宫灯，点蜡。到了十七世纪初期，玄烨成立养心殿造办处，设立多品种工艺作坊。其中有玻璃作坊。估计宫殿安装玻璃窗应在此时。
北京故宫是明清两代的皇宫，开始经营在一四〇六年，一四二〇年建筑完成，到现在已有五百多年了。从宏伟的皇城正门——天安门起已是宫殿的开始，再往南伸长到中华门(明代叫大明门，清代叫大清门，是皇城的前门)的千步廊，往北到屏幢全宫的景山，都是和宫城宫殿联成一个整体的，布局伟大，是一座规划整齐的建筑群。
在皇城正门内的建筑，像劳动人民文化宫(明清两代的太庙)、中山公园(明清的社稷坛)不计算在内，只就紫禁城以内来计算，它的面积是七十四万多平方米，建筑物有八千六百六十多间，在建筑布局上是分中路、东路和西路，在封建王朝使用上分外朝和内廷两部分。中路即中轴线部分，主要宫殿是前三殿：太和殿、中和殿和保和殿，后三宫：乾清宫、交泰殿、坤宁宫，东西六宫及御花园。东路有文华殿、文渊阁、宁寿宫等处。西路有武英殿、慈宁宫、寿康宫、寿安宫、英华殿等处。三大殿与文华、武英两组建筑是属于外朝部分，乾清门以北是属于内廷部分。
中路前三殿、后三宫、东西六宫和文华殿、武英殿两处的建筑布局，从文献记载及明代宫殿图对照来看，还是明代的规模。内廷范围里的东路和西路大都是清代所改建或重建，如宁寿宫、慈宁宫即是。现在我们初步鉴别，大抵中路的建筑基础还都是明代旧基，有的木架还是明代的(保和殿、钦安殿)。由于明清两代宫中制度不同，建筑使用也不同，如内朝宫殿在明代时使用比较多，清代则除举行大典礼外，经常性的事务则都是在内廷宫殿里。清代宫墙的封闭性比明时也大，所以增加的墙不少，同时在重建或改建中由于工程材料、技术的发展，建筑也随之改变，如西六宫宫殿在十八世纪乾隆时代开剜了亮窗，使用玻璃，已非明代菱花旧样了。又由于清代妃嫔秀女等极多，有“答应”、“常在”、“嫔”、“妃”、“贵妃”等。还有“宫女”、“妈妈哩”供役人等，所以后妃宫里，增加了廊子、水房、小房等。又明室来自南方，木料喜用川、广、云、贵、福建等省出产的楠木，清室来自北方，熟悉北方松柏木材，这些问题，我们必须在修缮工作上结合历史加以研究。故宫是祖国的伟大文物之一，不能作为一般工程看待，这个工程事务是考古工作，也是科学研究工作。
故宫宫殿大致由鸦片战争以后就未修过，百余年间除去有人住的房子有些小修理，其余便都是“冷宫”无人过问了。许多屋顶生树，从树根的粗壮判断，有的已是达到百岁年龄，在砖券结构上的树，更是根深蒂同。在各个宫殿院落中积土成堆，宫墙为土所培，高约三米左右。因之地面加高，木柱门的“透风砖”，均成为雨水流入洞口。这样大大影响了建筑的健康。在一九五二年一年中清除积土便达十二万立方米，加上几年以来继续清除的积土总数约有二十多万立方米，因此原来的旧地面逐渐出现了。
我国成群的建筑物，下水道都有规划系统，故宫这样大的建筑群，排水沟道是与地上建筑物整体规划起来的。经我们摸索出来的，有干线、有支线、有分水线、有汇合线，最后水出“巽方”，与北京市水道合为一流。它的干沟，是用大砖垒砌沟帮，工字铁活对面支顶，沟底青石铺墁，在过去是每年春季淘挖一次，要求是“起挖淤泥，通顺到底”八个字，还有专司此事的沟董世家，这些沟道已是五百多年的工程了。
从文献上看，明清两代在修缮工程中有一套完整的组织，了解这种组织和人力，也是研究明清宫殿建筑的一个方面。他们有设计的、估算的、结算的、监工的、验收的、采木的、采石的及其他多种建筑材料分工经理人员，组织齐全。现在北京还住着专任估算的“算房刘”家，设计兼烫样的“样式雷”家，管理下水道的“沟董”家，烧瓦件的“琉璃赵”家，他们都是几百年来子孙相传的世职，这些文献也帮助了我们进行保养工作的参考。
（本文摘自《故宫营造》，单士元著，中华书局2015年7月第一版，定价：56.00元）