古建筑的维修与保护措施研究

2023-03-22 07:07太原市文物保护研究院山西太原030025
收藏与投资 2023年2期
关键词:古建筑屋顶墙体

苏 慧(太原市文物保护研究院,山西 太原 030025)

古建筑见证了我国华夏五千年文明的发展历程,是古代人民高超技艺与智慧的沉淀,具有极高的研究价值。但是在历史的长河里许多古建筑正逐步消亡,在自然环境中受到外界因素的侵蚀和人为的破坏,再加上保护措施不当,造成部分古建筑出现不同程度的损毁。现代人对于古建筑的保护意识正逐步增强,并且将一些现代化的手段运用到古建筑保护工作中,可供利用的保护措施日渐丰富。通过对古建筑进行维修与保护,充分发掘古建筑中蕴藏的历史、文化、艺术、科学价值,对研究我国古代社会文明发展有着非常重要的意义。

一、我国古建筑的特点

通过对大量古建筑进行研究不难发现,我国古建筑大都属于框架式结构,多数都是由几个单体建筑结构组成,具有丰富多彩的颜色,并且基本上都呈现对称的形式[1]。

(一)框架式结构

我国许多古建筑都采用了木质框架结构,古人运用智慧以木柱、木梁组成建筑的框架,用来承担来自屋顶、屋檐部分的重量,不同构件之间多采用榫卯结构紧密连接在一起(图1),而墙只是起到了阻隔的作用,因此古人常说“墙倒屋不倒”就是这个道理。

图1 山西晋祠圣母殿木梁框架榫卯结构

(二)单体建筑结构组合

我国古建筑大都是由底层基础、房屋主体和屋顶三部分组成,基础部分由砖石材料建造而成,用来稳固、支撑整个建筑;房屋主体部分主要由木梁、柱组成框架结构,墙体材料以砖石为主,枋和门窗等用料为木料;屋顶部分通常为木质屋架,由中间向外延伸,探出部分为屋檐,并设计成优美的曲线和图案,屋顶上方再覆以瓦片。一般在屋檐下设置立柱,以起到支撑的作用[2]。

(三)丰富多彩的颜色

我国古建筑对于装饰、装修有着较高的要求,在建造时会进行美化,比如皇宫寺院多采用黄、红主色调,王爷、大臣、官宦之府邸多使用绿、青、蓝等色调,并用多种颜料勾勒出五彩缤纷的图案,而民居只能是灰、黑、白等色。此外,古建筑的楼台、栏杆等部位多采用雕花进行装饰,以彰显其庄严、雄伟、富贵的气势。

(四)布局多采用对称形式

我国古建筑群落大都采用中轴线对称的布局,以达到和谐之美,这方面的典范当属北京故宫,沿中轴线呈对称结构布局,中轴线全长7.7 km,始于永定门,止于钟鼓楼,故宫处在中轴线上。每个古建筑群最少有一个院落,几个或多个院落按照中轴线向两边对称展开,呈现较强的层次感。晋祠博物馆位于山西太原悬瓮山麓,是我国重要的历史文化遗产,古建筑、园林、雕塑、壁画、碑刻等文物构成了整个古建筑群落,整体呈对称结构布局(图2为晋祠博物馆圣母殿)。

图2 山西太原晋祠博物馆圣母殿

二、古建筑损毁原因分析

随着社会的发展与时代的变迁,再加上现代人们大规模进行城市化建设,许多年代久远的古民居、古祠堂、古牌坊、古村落等正在快速消亡,甚至一些历史文化名城也难以幸免[3]。

(一)自然因素的破坏

我国大多数遗存下来的古建筑都已历经百年甚至千年的洗礼,木质框架结构的耐久性严重不足,早已超出了使用年限,承重部分长期处在重压之下,出现拉伸、变形、断裂的问题;古建筑长期处于自然环境中,暴雨、洪水对于古建筑的破坏非常严重,一些古城墙、古民居经过多年的雨水冲刷,出现漏水、坍塌等问题;有些地区经常发生地震,导致古建筑地基出现不均匀沉降,对建筑的整体结构影响很大;木蜂、白蚁、天牛等病虫害对于古建筑的破坏也非常严重,立柱、梁枋、墙体等受到害虫啃食会出现严重损毁;在一定环境下木腐菌也会侵蚀木质结构,导致古建筑构件出现大面积腐朽。

(二)人为因素的破坏

人类社会的发展历程中不断有战争爆发,许多古建筑因此而受到损坏,有些木质结构的古建筑与文物直接湮灭在战火之中,随着城镇化进程的加快,城市建设和旧城改造影响了古建筑保护工作,一些古建筑被划入建设改造区域内,所作的评估和采取的保护性措施不够全面,造成古建筑被拆除或损坏;一些古村落有大量古建筑,由于文物部门缺乏有效的监管,保护措施不当,导致古建筑受损,并给后期的维修与保护造成困难;当古建筑出现损坏,文物部门在修缮和保护过程中制定的方案不科学,并且缺少专业的技术型人才,了解古建筑的工匠越来越少,在修缮时反而会对古建筑造成不可逆的损坏;过度的旅游开发对于古建筑的破坏相当严重,部分景区甚至为了营造更好的效果私自拆除文物古迹,旅游景区开放后缺乏完善的管理措施,一些游客的不文明行为导致古建筑文物出现不可逆损坏。

三、古建筑的维修与保护策略

每一座古建筑都是古人留给我们的宝贵财富,是我国悠久历史文化的沉淀,一旦损毁将会带来无法估量的损失,做好古建筑维修与保护工作有着深远的意义。

(一)框架结构

如果古建筑中主要的承重构件残损严重,可采取落架大修的方法对损坏部位进行维修或更换,拆除时从上方开始逐层进行,将拆下来的构件按照顺序摆放,并做好编号,等损坏部位修复完成后再按照编号逐步恢复原样。

柱根腐烂时视情况确定维修方案,如果框架结构中柱根腐烂,可以先将腐烂部位清理干净,然后再选择相同木质材料采用榫卯的方式进行墩接,并使用铁箍进行固定;如果腐烂范围已经深及柱心部位,或者腐烂截面已经达到一半,通常采用墩连接的方法,并将接头位置刨平后使用铁箍进行固定。为了不影响立柱的稳定性,针对四面无墙的露明柱,使用柱墩连接时高度不能超过柱高的1/5,假如立柱包裹在墙上,则不能超过柱高的1/3。

如果柱体腐坏非常严重,长度已经超过了1/3,或者存在断裂的情况,则需要对整个柱体进行更换处理,更换时将与之相连的其他构件做好支撑并稍抬高,然后将坏柱拆下,再安装上新的。在维修时注意不要破坏榫卯结构,更换的新构件材料、规格应与原构件一致。如果榫卯出现松动,则可以加装铁件进行加固,为避免加固方法对原结构产生不利影响,可采用暗销与承重木结构相互拉接的方法,可增强结构的整体稳定性[4]。

如果木构件出现倾斜、扭转、拔榫或下沉等情况,一般会采用打牮拨正的方法,不需要拆下就可以让构件回正。在施工时,先将瓦顶揭开,将阻碍施工的部分望板和木橼拆掉,将榫卯缝隙清理干净后进行适当的调整复位,在施工过程中不得改变原来结构的受力体系。

(二)墙体

应根据古建筑墙体的内部构造和损坏情况确定维修或者加固方案,经过评估后可以使用现代材料进行维修,修复后应与原来的结构、外观、规格等保持一致,不能有所改变。在拆卸损坏的墙体时做好标记,逐层揭起,分类码放,重新砌筑时要按照原来的方式、顺序、式样,尽量使用原来拆卸下来的砖石等构件,需要补配时要按照原墙壁构件的尺寸、式样、做法以及丁砖、顺砖进行施工。如果古建筑墙体是砌筑或夯筑而成,也应按照原墙体材料、施工方法、墙体厚度等进行修复,靠墙如有木构件应先做好防腐处理。有些古建筑墙壁上绘有许多精美壁画,记录着不同时期的历史文化、宗教信仰,在修复时应由专业人员进行评估,了解修复材料的理化性质,制定最佳的修复方案。如果发现壁画部分出现了空鼓问题,传统的做法是“揭取→加固→回帖”,但这种方法容易对壁画造成不可逆的破坏,目前技术人员一般会采用灌浆加固和锚固补强相结合的方法修复壁画的空鼓问题[5]。

目前针对年代久远,存在开裂、倾斜等问题的古建筑,人们常采用钢筋加固法进行保护,较多使用外部加固法。在古建筑砖墙砌筑块体的外部环绕一圈钢筋,再使用螺栓拧紧进行加固,使砖墙砌体之间紧密结合,提高整体结构的强度,还可采用钢丝缆绳在内部进行加固,需要在砖墙砌体上打孔埋设钢丝缆绳,再使用拉绳将钢丝缆绳、锚点连接拉紧,可以提高古建筑墙体的整体稳定性。

(三)屋顶

我国古建筑屋顶基本都是采用砖瓦结构,常用的有琉璃瓦、青瓦、青砖、方砖等,按照功能、使用部位不同再进行细分。古建筑屋顶病害一般都是漏水、坍塌、砖瓦破损、杂草等情况,常见的维修方法有维护检修、破损件补配、清理杂草,损毁严重的建筑还需要采取揭顶大修的方法。维修前先做好现场勘查,对损坏情况进行评估后制定维修方案,如果可以通过维修解决问题就不要揭顶大修。如果屋顶漏水问题比较严重,应先确定漏水面积的大小与范围,再制定具体的揭顶维修方案。如果屋顶框架结构出现损坏、扭曲变形等问题,需要将损坏的部分进行更换,确保结构稳定后再开展下一步维修工作。如果屋顶瓦的灰皮出现剥落、酥裂,或者呈现蜂窝状,但瓦还比较坚固,可以将灰皮铲掉,然后再用水冲刷干净后抹灰进行修复。对于文物价值、艺术价值较高的构件应全部保留,假如出现损坏情况,需要修复后再放回原来的位置,实在无法修复的部分也要妥善保存,以备研究。

(四)基础部分

古建筑饱受自然侵蚀,有些地基出现沉降、变形等病害,可通过现代手段进行加固,比如通过打桩强化,使古建筑基础部分周围变得紧实,增加地基强度。如果古建筑周围出现洞穴、坑洞等,可以进行土壤回填,回填时制定科学的方案,确定开挖的深度与范围,施工时要避开台阶。在漫长的时间里,古建筑周边高程可能发生较大变化,可以结合实际情况在建筑周边设置挡土墙,以增加基础的稳定性,避免出现建筑沉降与变形问题。古建筑基础部分维修需要考虑到建筑构件的承载力以及构造与抗震性能,维修前需要对相关因素进行评估,修复中不能改变古建筑原有风貌,要遵循古建筑的修复原则,这样才可以增强古建筑的稳定性,避免古建筑在地震灾害中遭到损坏[6]。

四、结语

综上所述,中华文明传承几千年,自古遗存下来的古建筑非常多,它们是中国建筑史学、建筑美学、建筑科学发展的重要组成部分,极具研究价值。加强对古建筑的保护,需要我们对古建筑病害与损坏情况进行评估,根据具体状况制定科学、合理、可逆的维修与保护方案,在不影响古建筑原貌的情况下进行最小干预,保持古建筑原有的形制、结构、材料和工艺技术不变。

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