新技術新材料在古建筑保護中的運用

汪丙亮

摘 要：當前我國古建筑保護面臨著危機和挑戰，古建筑的維修修繕要求保存現狀或恢復原狀， 但是逐漸消失的古建筑技藝和相對落后的傳統設計方法無法滿足日益復雜的古建筑保護的危機。隨著我國建設事業的發展，大量的新型建筑技術和材料被研究和創新應用。迅速發展的現代建筑技術和現代材料，需要我們去分析建筑新技術和新材料發展的一般規律和方法，拓寬古建筑保護中新技術和新材料的應用及創新。

關鍵詞：建筑保護；新技術；新材料；應用

隨著人們對古建筑保護的認識的提高和古建筑材料的不斷挖掘，越來越多的古建筑得到了人們的重視。本文想通過對建筑新材料和新技術的研究和梳理，從多個角度更好的展現出新材料和新技術在古建筑保護方面的作用。

1 我國古代建筑技術簡介

在數千年的歷史進程中，我國各族勞動人民和建筑匠師建造了無數的建筑物，許多古代建筑遺存至今，具有優秀的技術傳統和獨特的藝術風格，其推動了中國建筑的發展，為現代建筑工業的發展積累了寶貴經驗，是我國古代科學技術成就的一個重要組成部分。

中國古建筑，其最大的特點就是采用的木結構體系。木結構建筑是用木料做成房屋的構架，先從地面上立起木柱，在柱子上架設橫向的梁枋，再在這些梁枋上架設屋頂。所有房屋頂部的重量都由梁枋傳到柱子，經過柱子傳到地面。木結構建筑的營造與現今框架結構的建筑建造相似，木結構的墻壁不作承重墻使用，而是用柱子來承受屋頂重量，無論用土、磚、石或者其他材料筑成，都只起到隔斷的作用而不承受房屋的重量。

2中國古建筑保護所面臨的問題

古建筑作為歷史的遺存，是中國古代勞動人民的智慧結晶，是祖先留給我們的寶貴遺產，保護這筆遺產，和弘揚中國文化，延續歷史文脈是我們這一代人的任務和執著。然而關于古建筑保護的問題，始終困擾著我們，通常，我們在古建筑保存是會受到各種因素的干擾，市政建設集團的拆除，自然界的侵蝕。

2.1 大木結構腐朽變形

大木結構腐朽變形是古建筑普遍存在的問題之一，在我國古建筑的主要結構材料便是大木，這就提醒著我們在修繕古建筑時大木的損壞程度是首先要考慮的問題之一，面對大木損壞問題，是對其加固還是變更部分，這個環節需要弄清楚，否則不但談不上是保護，反而是在保護的旗幟下進行損壞。

2.2 石件的風化

在我國古建筑群中，磚石的風化現象非常常見，其中漢白玉的風化問題在國內更為普遍，近現代特別是當前，我國專家雖然很重視石件的保護和修繕，但國內人士意見不同，所采取的的措施不同，力度也不同，所以長期以來石件的保護研究工作仍然沒有得到理想的研究效果。

2.3 磚體的風化

在我國，磚體的風化較之石體構件磚體的風化更為突出，以為磚體的更換成本不高，所以大都采用拆舊換新的方法來解決，提出了整舊如舊的概念，但隨著修繕規模和手段的不斷擴大和使用，又出現了磚體酸堿保護這個問題，于是，對價值較高的文物的保護要求越來越高，形式更加不容樂觀。

3 新技術新材料在古建筑保護的應用

3.1新技術在古建筑保護中的應用

運用地面透射雷達測繪教堂結構構件圖像地面透射雷達 探測是一種較好的無損檢測技術。這種技術應用微波頻段的電磁波作為探測媒介， 常用的頻率在90～1000MHz。通過測量和分析電磁波的傳播時間、反射系數、折射率等， 可以推斷出所測物體的形狀和性質。由于電磁微波對非金屬材料的含水量較敏感， 使用地面透射雷達容易辨別磚、石、混凝土中的缺陷和金屬物體。美國工程師Woodham 運用地面透射雷達技術， 在2000 年秋季對巴爾的摩市的圣母瑪利亞升天大教堂進行了結構測試和評估[1]。這座具有希臘復興風格的教堂是美國第一座天主教大教堂， 在美國建筑史和宗教史上有重要的意義。在這一工程中， 地面透射雷達（GPR） 被用來測定教堂穹頂的厚度、形成墩柱的圖像以及調查主樓蓋的結構， 用于測試的設備為配置了900MHz 天線的地理測量系統SIR22000。

灌漿已有進200 年歷史，到20 世紀20 年代后，灌漿已廣泛地應用在近代土木工程中，其中一項就是用來修復和加固有歷史意義的古老的但有缺陷的圬工建筑物。目前國內外在古建筑保護加固中漿液多選用化學溶液，這是因為多少年來，化學以其巨大的威力在巖土工程中塑造了許多成功的典型實例，其中就有土遺址保護工程。

3.2 新材料在建筑保護中的應用

金屬材料在古建筑保護中的應用。在鋼、鐵、銅、錫等金屬材料本是我國加固古建筑的傳統材料，在建筑的實物中經常可以看到。如用于木結構梁柱劈裂加固的鐵箍，梁柱拔榫加固的鐵扒鋸、鐵拉扯、梁頭榫卯加固的鐵托墊等等，效果非常顯著。金屬材料加固的最大優點是不改變原來材料的本質，只是作為附加的東西，也不改變原結構的性能，僅起輔助加強作用。金屬材料作為加固補強最大的優點是可逆性強，如果有其他的原因需要去掉時，也比較容易拆除。現代化鍛制技術的進步，更有利于所需鋼鐵加固部件的制做，鋼材性能也比以前的鐵件好得多了，因此，將金屬材料用于古建維修工程加固的方法很值得重視。金屬材料不僅適用于木結構的加固，而且用于磚石建筑的加固效果也是很好的。一千多年前隋代趙州橋上就用了腰鐵、鐵拉桿等來增強它的堅固性。在我國南方各地許多居民、祠堂、寺廟的高大磚墻上也用了丁字形的傀拉桿來拉固。在近幾十年來的古建筑維修工程中，使用金屬構件加固也取得了顯著的效果。好在古塔的加固工程中，將破裂的塔身外壁用鋼箍箍住，把鋼箍嵌入塔體表層之內，而外觀依然如舊。西安小雁塔就是一個很好的例子。原北京大學紅樓的搶險加固工程也是一個用鋼材加固的創造性設計。該樓是一座20世紀二十年代建成的磚木混合結構，在1976年的唐山大地震波及下，出現了墻裂頂塌、門窗破裂的情況。設計人員采用了水平鋼桁架和槽鋼、扁鋼壁柱相結合的隱蔽鋼制框架結構體系，使原來搖搖欲墜的結構能抗八度以上地震。這些鋼結構大都嵌入了墻體之內，水平鋼桁架則隱藏于樓板夾層之間，因此內部結構得到了很大的加固補強而外觀如舊。環氧樹脂黏結與鋼鐵金屬構件合并使用往往能收到很好的效果。如木構梁柱的加固除了用鋼箍、鋼釘、暗榫等之外，再加環氧樹脂黏結就更加堅固了。又如磚石建筑和巖壁加固，除了用環氧樹脂配劑黏結、灌注之外，再加上鋼箍、鋼桿，效果會更好。

4 結束語

綜上所述，我國古建筑的保護離不開新技術新材料的應用，要想做好古建筑的保護工作，必須從新技術新材料入手，努力發展新技術新材料，并且加強新技術新材料在古建筑的應用。

參考文獻：

[1]梁思成，中國建筑史[M]中國建筑工業出版社，2005.