黃丹君
(上海市奉賢區博物館,上海 201499)
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淺談古建筑木結構保護方法
黃丹君
(上海市奉賢區博物館,上海 201499)
摘要:我國古建筑以木結構體系為主,主要承重材料是木材。木材是生物體有機物,容易發生腐朽、蟲蛀、火災和力學性能衰減等劣化,所以對古建筑的木結構采取各種有針對性的保護措施是十分必要的。本文通過對古建筑木結構防腐保護、防火保護、抗震保護等方面保護方法闡述,總結出古建筑木結構常見且有效的保護方法。
古建筑通常泛指作為文物保護的一類建筑。我國的古建筑以木結構體系為主,它以靈活的風格,合理的布局和精巧的裝飾取得了很高的藝術成就。然而,以木結構為主的東方建筑體系面臨最大問題就是木結構的破壞。與磚石等無機材料不同,木材是一種生物材料,是一些木腐菌和昆蟲的營養物質,在合適的溫濕度條件下,危害生物便會加速繁殖,使木材發生腐朽蟲蛀,造成木結構的損毀。同時,木結構建筑也較易引發火災,其抗震性能也相對不佳。
木結構防腐是指用專特定的化學物質處理木結構,殺死危害木結構的各種生物或組織其生長的方法。為保證效果,選用的木材防腐劑必須能使木材達到一定的吸藥量。一種優良的木材防腐劑,一般應符合下列要求:
1.能殺死木結構上的危害生物(殺菌、殺蟲);2.能保護木結構不受生物損害(預防作用);3.藥劑透入木結構后不被水流失,不在空氣中揮發;4.藥效持久;5.透入性好,能盡可能深的透入木結構內;6.藥劑透入木結構后不影響木構件的進一步加工(如油漆、彩繪、粘貼、膠合其它裝飾材料等);7.對人、畜無毒或低毒,不造成環境污染。
事實上,很難有一種藥劑能同時滿足上述全部要求,將來恐怕也難以找出這樣一種藥劑。藥劑一般不會使木材全浸透,大多數情況下只能起到木材的淺層保護。每種藥劑都有自己的特點和適用范圍。只要從實際出發根據不同使用部位和要求,選用適當的藥劑和處理方法,便可以取得滿意的效果。
目前,古建筑修繕工地常用的防腐劑主要是CCA和BBP。CCA是一種固定型防腐劑,處理木材呈藍綠色。CCA在木材的微酸性環境中生成不溶于水的沉淀,一般都用于機械化作業處理。現場手工處理影響透入度,很難達到要求的吸藥量。BBP處理可保持木材本色,而且可以反復處理至達到所需吸藥量。ACQ是當前正在積極推廣使用的防腐劑,其特點是處理后木材呈藍色,用于非暴露的木構件是可行的。實踐證明,三種防腐劑均不影響地仗和油飾。
當前許多古建筑的主要建筑材料普遍為木材,并且建筑的結構普遍以木結構作為主要結構。在保護文物的前提下,可以盡可能的使用防火涂料對核心木結構以及易燃材料進行阻燃處理,從而提升建筑的整體耐火能力。與此同時,在對古建筑進行保護之前,需要對文物的耐火能力進行測試,在確定耐火能力之后,如果發現原本的耐火能力與當前的疏散系統、防火分區不符合,則需要采用更加具有針對性的防火保護結構提升防火能力。對于不在文物保護范圍之內的建筑,則可以采用耐火能力較高的建筑材料進行重新裝飾,替代以往依然的建筑材料,從而提升古建筑的防火等級。
科學合理的抗震修繕加固將成為今后古建筑木結構保護迫在眉睫的問題。
1.地基基礎的加固保護。加固地基基礎就是為了防止由于地基基礎的破壞而導致上部結構的破壞,使地基基礎經加固之后盡量恢復其原來的平整狀態,并保證具有足夠的承壓能力,以延長現存古建筑的使用壽命,這是保護現存木結構古建筑的重要措施之一。
對于建在山頂或者山下的古建筑,可以采用石砌護坡或擋土墻的方法來修繕加固,這樣可以穩定處于山頂的古建筑周圍的地基,避免處于山腳下古建筑因滑坡等引起的建筑物破壞;當附近地下有空穴或局部塌陷時,可以采用土方開挖碎石回填或灌漿的補救方法。
對于臺基砌體的修繕加固,將嚴重酥堿、風化嚴重、有裂縫的砌塊和條石拆下,在新舊磚層間加鋪鋼筋網,并用鋼筋勾拉結,縫隙進行灌漿加固,隨砌隨灌,加強新舊砌體的整體性能。對于礎石移位或破碎的加固,可以在礎石周圍加砌縱橫向龍骨撐墻,防止礎石移位,采用整體頂升更換礎石的方法。
對于因周圍施工導致地基承載力下降或不足的古建筑地基基礎可以采用打樁(木樁或者混凝土樁)加固的方法擠緊地基土,提高地基的承載能力,從而防止基礎的不均勻沉降。
2.上部結構加固保護。對于構件的裂縫,不管裂縫的大小,首要的是要清除縫中的積存物,當裂縫寬度很大且影響結構受力性能時,應對開裂構件采用FRP 纖維布或鐵箍進行加固,以恢復或提高構件的自身剛度和強度。當結構構件的破壞程度非常嚴重時,構件不足以提供結構所需要的承載力,可用新制作的構件替換原件,但應采取一定的措施(如施加預應力等)以保證新舊木材的變形協調。
對于構件的腐朽,當只有表層木材腐朽,而內部材料完好時且尚能滿足承載能力的需求時,將腐朽部分剔除干凈,并經表面清凈和防腐處理后,依原樣和原尺寸采用干燥木材和耐水性膠黏劑修補整齊;當木材腐朽嚴重時,尤其是柱根部分木材的腐朽對結構性能影響較大,一般采用墩接加固法將新舊材料黏結到一塊,并采用鐵箍或FRP纖維布對墩接處加箍處理,加強新舊材料的協同工作性能。當柱架傾斜、發生扭轉或者拔榫比較嚴重時,采用加固構件已不能滿足結構的承載力需求,在不拆落木構架的情況下,可采用打牮撥正法,對個別殘損嚴重的構件進行更換或者其他修補加固措施。
對殘損嚴重且需要全部或局部拆除的古建筑,應采用落架大修對每個殘損構件逐個修整,更換嚴重殘損的構件,再重新安裝,并進行加固。
古建筑木結構保護是一門科學,只用利用科學的手段并采取正確的保護措施,才能達到保護的目的,才能確保古建筑木結構的延年益壽。
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中圖分類號:TU366.2
文獻標識碼:A
文章編號:1671-864X(2016)01-0298-01
關鍵字:古建筑;木結構;保護