淺談優(yōu)秀歷史建筑修繕工藝
——以上海山陰路歷史保護建筑修繕工程為例

■ 張鑫鑫 ZHANG Xinxin

0 引言

隨著城市建筑的不斷更新，風貌特色也在不斷變化。優(yōu)秀歷史建筑是城市的建筑文化資源，具有不可再生性，必須在保護的基礎(chǔ)上進行修繕更新，在確保居民居住安全的前提下，修復其原有風貌，作為歷史的記憶永久傳承下去。相比于現(xiàn)代建筑，近代歷史建筑的修繕工藝針對性較強、影響因素較多，其修繕工藝區(qū)別較大。筆者以此為背景，結(jié)合山陰路風貌保護區(qū)（圖1）多個優(yōu)秀歷史建筑的修繕改造過程（該項目包含山陰路133弄、229 弄等多個建筑物），對屋面及外立面的幾項關(guān)鍵技術(shù)進行研究總結(jié)。

圖1 風貌保護區(qū)俯視圖

1 建筑概況及保護價值

1.1 建筑形制和格局特點

山陰路133 弄（東照里）的總體布局沿用了石庫門里弄的空間組織方式，該建筑于1927 年左右建成，建筑面積15 693 m2，屬于新式里弄住宅。大部分為3 層磚木結(jié)構(gòu)，豎向主要為磚墻承重，水平承重構(gòu)件樓面主要為木擱柵，屋面采用木屋架、桁條、椽子等組成，外挑陽臺為混凝土板。

山陰路229 弄屬于英式花園式里弄，房屋以及花園的格局較大，每兩幢相連。建筑的外立面是青磚墻體，中間鑲嵌紅磚腰線，水泥勒腳，建筑南立面為內(nèi)廊形式，連續(xù)拱形的木制門窗。屋面是四面紅瓦坡屋頂，上有老虎窗。建筑細部腰線帶有西方古典樣式的齒型檐口及線腳。

1.2 歷史價值

山陰路133 弄（東照里）作為上海市第四批優(yōu)秀歷史建筑，位于山陰路歷史文化風貌區(qū)核心位置，是歷史風貌保護區(qū)內(nèi)的重要區(qū)域。墻面為灰色水刷石，門窗洞周圍均帶有裝飾線腳，主入戶門上帶有拱券形雨棚，房屋三層設(shè)有露臺，露臺裝飾有方形寶瓶欄桿。該里弄均為獨門獨院，通過入戶小院進入房屋，院圍墻高度較低，頗有日式風格（圖2）。

圖2 山陰路 133 弄立面圖

山陰路229 弄二層外窗帶有拱形的門窗楣，配以西式柱裝飾，磚工精巧、線腳細膩考究，北面有平屋面曬臺。建筑既有新古典主義的氛圍，又有海派的韻味，勾勒分明、高貴優(yōu)雅，細細品來，韻味十足（圖3）。屬于虹口區(qū)第五批優(yōu)秀歷史保護建筑。

圖3 山陰路 229 弄立面圖

該風貌區(qū)最能體現(xiàn)老上海高級住宅的味道，反映出20 世紀20—30年代上海租界的歷史風貌，具有一定的歷史研究價值。瞿秋白故居坐落于弄內(nèi)東照里12 號。

2 工程特點及難點

保護、保存是該工程施工的特點。即保護原有的建筑風格、保存原有的結(jié)構(gòu)體系；保護原來的建筑材料、保存原來的工藝技術(shù)，保存建筑最有價值的部分。

使建筑“延年益壽”，而非“返老還童”是該工程修繕的目的。要用原來的建筑材料、施工工藝以及式樣，達到原貌恢復，還原其歷史面目。要堅持建筑的本質(zhì)特征，將歷史傳統(tǒng)與先進功能相結(jié)合，確保在原汁原味的基礎(chǔ)上，提升居民的生活水平。

該工程修繕的難點在于屋面及外墻修繕，也是修繕重點。首先，由于建筑建造年代較長，需要對屋面內(nèi)部結(jié)構(gòu)逐步檢查；其次，外立面風化嚴重，防水質(zhì)量達不到要求。因此，必須在確保還原屋面及外墻原有面貌的基礎(chǔ)上，保證屋面和墻面的修繕質(zhì)量，并具有一定的耐久性。

本文針對屋面及外立面的保護修繕部位進行工藝研究，主要為：平瓦屋面、拉毛墻面、水刷石墻面、清水墻墻面等。

3 保護部位的修繕工藝

該項目修繕性質(zhì)為優(yōu)秀歷史建筑修繕工程，包含的修繕內(nèi)容較多，研究形成的主要關(guān)鍵技術(shù)如下。

3.1 屋面修繕技術(shù)

3.1.1 木屋架加固施工工藝

打開屋面，檢修加固屋架、桁條。替換腐朽的木構(gòu)件。

3.1.2 屋面木基層施工工藝

選取18～20 mm 厚的屋面板鋪設(shè)，同一桁條上同縫接頭≤500 mm且不得在同一條線上（圖4）。鋪設(shè)完成后，需進行白蟻防治處理；采用4 mm 厚APP 防水卷材從下往上、從左向右鋪設(shè)，短邊搭接≥150 mm，長邊搭接≥80 mm；防水層上鋪設(shè)截面尺寸為6 mm×40 mm 的順水條，間距≤500 mm；根據(jù)瓦片長度計算垂直方向上的掛瓦條間距（一般上下瓦片蓋住長度≥50 mm），將截面尺寸為25 mm×40 mm 的掛瓦條釘在順水條上。

圖4 屋面板錯縫示意圖

3.1.3 平瓦鋪設(shè)工藝

挑選瓦片→清掃瓦片→瓦片打孔→穿銅絲→鋪設(shè)瓦片→綁扎銅絲。

鋪設(shè)瓦片前，需先將瓦片水槽等部位清掃干凈。因建筑物屋面坡度＞30°，需在平瓦上部小水槽內(nèi)開孔，將18#鍍鋅鐵絲穿入孔中并擰成麻花狀。鋪設(shè)瓦片時，應從下至上，從右至左按順鋪設(shè)，瓦片的搭接縫要交錯半張，瓦槽落榫，瓦頭順直，掛正掛牢。

檐口的瓦片需挑出橫水落40～50 mm，整體伸出檐口70 mm左右。因部分屋面有斜溝，遂采用拉線彈線方式，沿著斜溝上下兩端位置，從上至下做好標記，將覆蓋在斜溝上的瓦片按照彈線切割。斜溝左右兩端的瓦片應伸入斜溝內(nèi)50～90 mm，為了不影響斜溝排水，龍梢處斜溝寬度應＞220 mm。

3.1.4 屋（戧）脊施工工藝

兩端拉線校正→鋪設(shè)脊瓦→粉刷屋脊基層面→粉刷屋脊面層。

屋脊施工前，需先將屋脊兩頭的脊瓦固定好，用麻線拉直，沿著麻線水平方向堆砌砂漿（一般采用石灰黃砂），屋脊高度按照實際情況控制在50～80 mm（圖5）。境止瓦需伸入屋脊≥40 mm。脊瓦搭接應順東南風方向，鋪設(shè)平整，蓋過屋脊兩邊瓦片≥40 mm，鋪設(shè)完成后粉刷基層，隔天粉刷面層。

圖5 脊瓦鋪設(shè)細節(jié)圖

3.2 外立面修繕

3.2.1 外墻面現(xiàn)狀及修復原則

該項目建筑外立面蘊含的元素較多，不僅包含清水磚墻和水刷石墻面，還有拉毛墻面等，對于不同部位的修繕采取了針對性施工方法。

多年前，山陰路229 弄的清水墻曾做過改造和調(diào)整，目前，清水墻外立面覆蓋涂料，建筑下部磚體風化酥堿嚴重；由于長期的氣候、雨水影響及不合理修繕等，造成了磚砌體、嵌縫受到了嚴重壞損；此外，因長期無人管理，外墻被爬山虎覆蓋，植物根系扎入磚墻內(nèi)，造成磚墻開裂破損（圖6）。

圖6 清水磚墻原狀

水刷石墻面具有耐久、實用、美觀的特點，上海很多里弄房屋的外墻使用此工藝。山陰路133 弄外立面的水刷石是重要的外立面特征。由于年久失修，出現(xiàn)空鼓、開裂等破損現(xiàn)象。此外，山陰路133 弄山墻側(cè)的拉毛墻面由于脫層、空鼓和開裂，出現(xiàn)大面積脫落現(xiàn)象（圖7）。

圖7 水刷石及拉毛墻面原狀

外墻的修復工程不僅是恢復外立面原貌，還要讓修復的外墻能經(jīng)受住大氣環(huán)境、氣候現(xiàn)象的長期影響，尤其要防止出現(xiàn)常見的泛堿現(xiàn)象，增加其耐久性。另外，還要堅持“可逆性原則”，保證施工材料具有犧牲性保護[1]，即在不帶入其他有害成分的基礎(chǔ)上，能吸附原有主體存在的有害成分，進一步保護墻體的耐久性。

3.2.2 墻面劣化原因及其對策

3.2.2.1 墻面劣化原因

目前，已經(jīng)有很多研究表明，外墻的劣化原因主要是可溶鹽的鹽害。可溶鹽主要為可溶性高的離子，包括NO3-、SO42-、Cl-、K+、Na+、Mg2+，、Ca2+等離子。一般認為，由于鹽害導致外墻材料劣化的原因如下：①結(jié)晶膨脹壓力，即水分蒸發(fā)導致可溶鹽飽和析出，可溶鹽的結(jié)晶對外立面材料的孔隙或裂隙內(nèi)壁造成一定壓力；②水合壓力，即部分可溶鹽遇水發(fā)生水合作用而膨脹，對孔隙或裂隙內(nèi)壁產(chǎn)生膨脹壓力；③溫差應力，即可溶鹽與不可溶巖石礦物的熱膨脹系數(shù)存在差異，在快速升溫或降溫過程中，巖石晶體之間產(chǎn)生溫差應力[2]。

施工過程中，采用可溶鹽含量高的材料，不僅會破壞原有清水墻的耐久性，還會在修復后出現(xiàn)泛堿現(xiàn)象。目前，可知的泛堿原因有如下幾點[3]：①一般常用的硅酸鹽水泥水化過程中，會產(chǎn)生NaOH 和KOH，與水泥中的CaSO4等硫酸鹽物質(zhì)反應，最后生成K2SO4及Na2SO4，這些水性鹽類也會隨水分游離到磚墻表面，隨著天氣干燥，蒸發(fā)后殘留在外立面，形成白霜狀物質(zhì)。②施工時使用含有大量可溶性物質(zhì)、堿含量較多的水分，會造成墻面大面積和持續(xù)性泛堿。

3.2.2.2 外墻修復的材料選取

為了讓修復后的外墻增加耐久性并減少泛堿現(xiàn)象，根據(jù)上述原因，通過選取合適的材料（表1），并采用新的施工工藝，可改善墻面泛堿現(xiàn)象，同時，也增加了修復后墻面的耐久性。

表1 外墻材料類型

首先，必須使用可溶鹽少、堿含量低、環(huán)保的材料，并具有一定的耐久性。

其次，遵循優(yōu)秀歷史建筑修繕的“可逆性原則”，清水墻面修補時采用石灰類材料。石灰主要成分為Ca(OH)2，基本不含上述有害可溶鹽，相比水泥類及磚類材料，石灰類材料孔隙率更大，可溶鹽會優(yōu)先向石灰類材料內(nèi)部聚集，并吸附在石灰類材料內(nèi)部。歷史建筑的外立面本身含有大量的可溶鹽，使用孔隙率更大、可溶鹽吸附能力更強的石灰類材料，鹽分會優(yōu)先聚集至此材料中。

另外，原磚砌體材料強度一般高于石灰類材料，即使去除修補用的石灰類材料，也不會傷害原有的磚砌體。當石灰類材料因長期鹽害受到損壞時，只需將此修復材料重新更換，便可在“可逆性原則”的基礎(chǔ)上，既修復了外立面的原有風貌，又增加了原有建筑材料的耐久性。

水刷石墻面和拉毛墻面施工時，須采用細砂，且級配均勻，配出的砂漿能夠提高密實度，減少孔隙率，阻止水分的殘留，從而降低氣候的影響，增加墻面的耐久性。使用含堿量低的水泥和可溶性物質(zhì)少的自來水，可以讓墻面的可溶鹽含量降低，從源頭減緩墻面的劣化。

外墻用有機硅防潮劑涂刷防潮層，防止周邊環(huán)境潮濕時水分從墻底往上滲透，將地底的可溶鹽帶進墻面。

外立面整體修復完成后，用有機硅憎水保護劑涂刷整個外立面，增加一層透氣性憎水薄膜，既不會堵塞外立面表面的毛細孔及微孔，還能防止水分從外表面滲透進墻體，而且不影響潮氣的散發(fā)，做到在防潮的基礎(chǔ)上保持透氣，進一步增強外立面的耐久性。

3.2.3 外墻修復工藝

3.2.3.1 清水墻修復施工工藝

（1）外墻清洗。采用物理法（清水沖洗）和生物法（生物降解法）相結(jié)合，自上而下、自前而后清洗。輕度污染面，邊用清水沖洗，邊用尼龍刷輕刷。中度污染面，清水中添加活性酶，邊沖邊刷。嚴重污染部位，需先清除墻面浮灰，涂刷脫漆膏，清除原有清水墻墻面涂料，鋪貼塑料薄膜起到保濕作用（時間≥6 h），增強脫漆效果。沖洗原墻面涂料，根據(jù)實際情況可多次使用脫漆膏，直至將原墻面涂料徹底沖洗干凈，剔除風化磚縫。

（2）修補工程。清水墻局部輕微破損的修補：磚面風化剝落、破損、碎片深度＜5 mm 時，不予修補，保留歷史的滄桑感。墻面破損深度達到5～20 mm 時，采用專用修復磚粉材料分層批嵌，避免一次成型。首先，依次嵌補；隨后，從上至下，順長縫橫向清除黏灰；之后，從上至下清理頭縫黏灰；最后，對外立面整體清掃。嵌補的灰縫要求與磚塊粘接嚴密，與原墻面色澤基本一致，灰縫平直、通順、凹凸鮮明。深層損壞的修補：磚塊表面風化深度超過20 mm 時，采用相同建筑年代的黏土磚切割的磚片修補，磚片應采用表皮層；將風化的磚塊修鑿平整，用普通抹灰砂漿WP15 或DP15 粘貼磚片，粘貼的磚片必須與原墻面保持平整，灰縫均勻。對整體墻面拼色，使整體墻面顏色協(xié)調(diào)和順。

（3）磚墻勾縫。用云石片將破損的勾縫清除，并將原有縫隙中的垃圾清除。用水泥砂漿攪拌增固膠粉和防水硅樹脂乳液，對縫隙深部進行第一道填充防水。用專用防污型填縫劑加拌防水硅乳液和增固膠粉，對縫隙進行第二道防水和裝飾勾縫，確保其密實和持久防水。磚縫為平縫，材料使用石灰類材料，厚度為8～10 mm，內(nèi)凹3～5 mm。勾縫順序為從上往下，先水平、后豎向灰縫，磚縫應做到平整密實飽滿。修復后的清水墻見圖8。

圖8 修復后的清水磚墻（修舊如舊）

3.2.3.2 水刷石墻面修復施工工藝

為了將其恢復原有面貌，先參照原有水刷石墻面（圖9），推測其石子的成分和石子的密度，制作小樣確認施工工藝。

圖9 修繕前水刷石墻面

經(jīng)過多次小樣制作，并與設(shè)計單位及實施單位溝通后，確定水刷石墻面材料為粒徑2～4 mm 的白云石和粒徑2～4 mm 的黑金石，白云石和黑金石的比例為15:1，同時，根據(jù)原有墻面的石子密度確定水泥石子比例為1:2.8。小樣和原墻面對比圖見圖10。

圖10 小樣與原墻面對比（上層為小樣，下層為原墻面）

由于操作工藝陳舊，一次沖洗很難保證工程質(zhì)量，因此，采用“三拍三洗”工法[4]，保證修繕質(zhì)量。

首先，整理基層，清理平整墻面，鑿除凸出部分，并灑水濕潤墻面。

隨后，拉通線，用素水泥漿嵌入分格條，做到橫平豎直。待分隔條稍干時，涂刷界面劑，增加黏結(jié)力，這樣可以防止墻面空鼓。抹水刷石材料（配合比為1:2.8）做面層。做到隨刮素漿隨上水刷石拌合物。之后實行“三拍三洗”工藝。

一拍一洗：從上往下，從左往右，用鐵板將面層漿料抹密實，厚度略高于分隔條1～1.5 mm。之后拍平壓光。使得表面平整、石子分布均勻，同時，查漏補缺，陰陽角都要壓實，防止沖刷時石子掉落。利用報紙和素水泥，從表面吸出多余水分，之后粉光。使用素水泥時，需邊刮邊抹，以防造成素水泥凝固，變成隔離層，造成墻面空鼓。當面層漿料手指輕壓有紋無凹陷時，開始第一次從上而下順序沖洗，讓面層石子大約露出1/4。

二拍二洗：第一遍沖洗約15 min后，第二次用鐵板輕抹平整。如石子掉落或出現(xiàn)小洞，立即用面層漿料補上。大約5 min 后，開始第二次從上往下順序沖洗，盡量讓石子露出1/3。

三拍三洗：第二次沖洗結(jié)束5 min 后，用鐵板輕抹平整。使用低壓水槍，從上而下進行第三遍沖洗。

通過多次拍壓沖洗，迫使外表面的石子不斷轉(zhuǎn)動，最終讓平整面向外，尖銳面向內(nèi)，石子粘結(jié)緊密，排列均勻，使得墻面石粒清晰，緊密平整，表面無掉粒。

為了獲得更好的美觀度，改變傳統(tǒng)的先做凹縫再上色的工藝，先將色料加入1:1 水泥砂漿內(nèi)并攪拌均勻，在沖洗后的水刷石墻面分格縫處做凹縫，確保深度為3～4 mm，這樣形成的凹縫顏色自然均勻。

墻面修補完成后，用草酸清洗墻面，待墻面干燥后噴灑有機硅憎水保護劑，增強墻面的防水性能，進一步提高墻面的耐久性。

3.2.3.3 拉毛墻面修復

拉毛墻面由于風化，墻面脫層、空鼓和開裂嚴重，并出現(xiàn)大面積脫落現(xiàn)象（圖11）。對此，采用強度等同于傳統(tǒng)水泥砂漿的商品砂漿，進行修復。

圖11 修繕前拉毛墻面

因原有拉毛墻面涂刷過涂料，因此，在拉毛工藝中，曾考慮使用白水泥作為基材進行小樣制作。白水泥的白度較高，完工后無需涂刷涂料。為了提高白度，相比普通水泥，白水泥熟料會適量增加一定的堿含量。一方面，K+、Na+等陽離子可以改變部分著色粒子的狀態(tài)，提高白水泥的白度；另一方面，堿可以降低白水泥生料體系的最低共同點，增加液相量，改善白水泥生料的易燒性[5]。

由于堿鹽含量的增加，相比普通水泥，白水泥材料的鹽害會愈加嚴重，不僅可能引起大面積的泛堿，還可能在氣候和環(huán)境的影響下，加速外墻的劣化。因此，最終還是采用了含堿量少的水泥作為基材，修復拉毛墻面。

拉毛墻面修理前，需通過輕敲墻面，判斷其空鼓現(xiàn)狀。根據(jù)空鼓、滲水、破損面積的大小，來處理基層。

如空鼓面積超過300 mm×300 mm，拉毛墻面用切割機將空鼓、開裂部位周圍進行切割，然后鑿除至基層，不可直接鑿除，避免造成周圍墻面大面積空鼓。

如空鼓面積較小，則對起殼開裂的粉刷墻面予以鏟除，然后進行修補，具體如下：①清理墻面，充分濕潤并處理基層。對墻面基層抹灰進行修理和修補，基層抹灰采用比例為1:0.5:4 的水泥、石灰膏、黃砂混合砂漿，平整基層，表面平整度偏差≤3 mm。②待刮糙砂漿強度達到要求后，再抹搭毛灰，用比例為3:1:1的水泥、石灰膏、黃砂（級配均勻的細黃砂）混合砂漿作為拉毛材料。適當加入少量的建筑膠水，提高拉毛的成型效果。③搭毛前采用界面劑（或水泥漿）打底，濕潤墻面，濕度需適宜。如濕度過高，拉毛砂漿容易向下墜流，拉不出形狀，如濕度過低，不易施工，拉出的毛頭不均勻。④采用傳統(tǒng)的搭毛工具，從上至下、從左至右或從右至左按順序施工。施工時力道要一致，速度要均勻，可拉出效果較好的毛頭。如個別地方拉毛不符合要求，可以補拉1～2 次，直至與周圍墻面一致；如補拉后還不符合要求，則將此處的混合砂漿清除后重新拉毛。⑤毛頭紋路深淺和形狀均勻、方向一致，毛頭接槎和順無露底，表面分布均勻。新舊墻面接槎平整、色澤接近。⑥在拉毛墻面干燥成型后，用草酸清洗，待表面再次干燥后，噴有機硅憎水保護劑，增加墻面的防水性能，進一步提高拉毛墻面的耐久性。修復后的墻面如圖12 所示。

圖12 修復后的拉毛墻面

4 結(jié)語

該風貌保護區(qū)建筑已有近百年的歷史，記錄了大量自然變遷與人類活動的信息。其清水墻、水刷石、拉毛墻面等外立面，更是體現(xiàn)了當年獨有的風格特征。針對此類保護建筑，需在考證和歷史研究的基礎(chǔ)上，按照建筑物原有的特征、材料質(zhì)地、施工工藝進行修繕，恢復其原有風貌。同時，通過材料的對比選取，堅持可逆性原則，將修繕施工對原有建筑的損壞降至最低，以緩解百年來保護修繕部位遭受的損傷，保證歷史建筑生命的延續(xù)。