天津市五大道历史风貌建筑外檐整修实例

2013-04-29 00:44吴猛
中华建设科技 2013年7期
关键词:研究

吴猛

【摘要】笔者就天津市五大道区域历史风貌建筑外檐整修实践技术应用进行简要介绍。

【关键词】外檐原始材料;研究;墙面修复

05年至今,按照政府保护利用历史风貌建筑的工作部署,依据《天津市历史风貌建筑保护条例》和《天津市历史风貌建筑保护修缮技术规程》等有关法律法规和政策规定,天津市历史风貌建筑整理有限责任公司(以下简称“风貌整理公司”)严格保护建筑本体及与之相关的历史、人文和自然环境,对以庆王府和先农商旅一期为代表的40余幢、近5万平方米历史风貌建筑进行了全面整修。

八年的历史风貌建筑的整修工作,锻造了一批技术管理人员,并在外檐整修环节中探索工程现代技术与历史的完美结合,挖掘保留传统材料、工艺和作法等方面取得重要成果。以下,就天津市五大道区域历史风貌建筑外檐整修实践技术应用进行简要介绍。

1. 外檐原始材料分析研究

天津市五大道历史风貌建筑材料立面装饰材料丰富多彩,这些不同类型的材料组成了五大道独特的材料语言。

1.1清水墙面材料的沿袭。

1.1.1烧结黏土砖。

(1)根据现场调查,天津市五大道有中国大多数近现代历史建筑常见的砖。

(2)另外的一种红色与灰色夹杂的红砖,南方福建泉州类似的彩色砖——胭脂砖很类似,代表建筑睦南道28号李赞臣旧宅等。这类砖是温度与氧化不均匀的导致的。

1.1.2砌筑与勾缝材料。

(1)经过分析测试,可以判断,天津五大道地区大部分历史风貌建筑的砌筑灰浆均为土或泥灰,一种石灰与当地土(海河土)混合的材料。其虽然强度低,但是与砖一般有比较好的结合力。

(2)勾缝剂从材质上看,有两类,一类为水泥,添加了一定量的石灰,骨料为细河沙。形制以凹缝为主,缝凹入深度2~10mm。

(3)第二类为石灰,形制上分为元宝缝和平缝或浅凹缝,元宝缝表面呈圆弧,缝宽8±2mm,几乎为纯石灰。平缝或浅凹缝,缝宽8±2mm。

(4)五大道不同类型砖与不同类型、颜色的缝组成了非常有特色的清水立面。

1.2五大道装饰粉刷。

天津市五大道建筑材料的第二语言为各种不同的水泥基装饰粉刷,这其中包括水刷石、卵石罩面、粗细面水泥疙瘩以及后期喷涂等。

1.2.1水刷石(含斩假石)材料沿袭。

(1)早期的水刷石是一种仿花岗石的装饰粉刷,早期或重要的建筑, 采用花岗石粉碎,筛选而成,在质感最接近花岗石。

(2)后期则采用细卵石,白色与黑石子组成,接近花岗石,而更晚期则只采用白色石子。工艺由细变粗,材料组成由繁变简。另一种工艺为斩假石,是加石子粉刷在固化后,用刀斧等剁斩出石材毛面效果。

1.2.2卵石罩面材料分析研究。

(1)卵石装饰面层最早起源于西班牙、意大利,分为干沾(Dry dash)和湿沾(Wet dash)两类。干沾是先批石灰或水泥砂浆,在砂浆未干时,将石子手沾或打到墙面。湿沾是将石子添加石灰、水泥后,打到墙面或批到墙面。可按照表面平整度判别其原始工艺。

(2)材料上,早期选择的均为粒径大小几乎一致的天然形成圆形卵石,近期在修复的几个楼面,大多采用圆卵石夹破碎石子 。

(3)很多精美的卵石墙面被涂上各种不同的涂料。而今天,大多数的大多数的卵石墙面出个别刷有无色透明的涂料外,一般保留自然的效果。

1.2.3水泥粉刷材料沿袭。

水泥粉刷在天津分为光面粉刷与粗面水泥疙瘩两类。前者是中细河沙加水泥石灰,粉出各种纹饰。后者采用大小不一的河沙添加水泥。早期有粗面及细面两种类型,而近现代主要采用粗面效果。

2. 外檐墙面修复工艺简介

2.1清水墙修复。

2.1.1一般要求。

(1)清水墙是天津五大道地区历史风貌建筑的名片之一。当墙面出现严重的风化、缺损、掉角、灰缝松动、脱落、渗漏等损坏并影响使用功能时,应予以修复。

(2)本着少干预的原则,保存相对完善且不影响使用功能的墙面则不宜修复。在修复过称中宜尊重不同类型清水砖墙固有的形制,特别的是灰缝的形制。

(3)修缮的流程应包括下列步骤:修缮前再检测 → 设计方案 → 样板试验 → 评估与造价估算 → 确定方案 → 工程实施。

(4)修缮前再检测的目的是了解原有的砖的类型、颜色、原料及烧制方法、形制、砌筑构造形式、粘结剂类型、后期修复历史及对历史建筑价值保存的贡献等。

2.1.2修缮设计方法及技术流程。

在检测基础上针对具体建筑提出初步修缮设计方案,进行样板试验,经专家讨论及对样板进行评估后确定最终方案。

修缮的流程包括基层清洁、脱除涂料、无损排盐、旧砖置换修复、砖缝修补、表面防渗保护等步骤。

(1)基层清理、清洁。

A.在天津五大道现场考察发现大部分清水墙面刷有涂料,对于有涂料的部位宜采用水可以降解的去涂鸦剂/脱漆剂脱除掉旧涂料。

B.表面清洗:可采用高压力水清除表面灰尘。特征要素等部位的清洗则需要仔细分析材料的特点后,再确定最终清洁方案。

C.如果检测发现,墙体砖的水溶盐含量较高,含盐高的部位宜采用无损方法(如排盐灰浆)排除盐分。

(2) 砖缝清理。

A.保存完好的砖缝,只要不影响墙面的密实性,作为历史建筑故事的一部分应尽可能予以保留。

B.已经十分酥松的且不具保留价值的砖应清理掉;清理方法包括手工凿除、角磨机切割等。

C.在清除旧砖缝时,需要不破坏砖,清缝后的墙面需清除灰尘。

(3)砖的修复、保护。

A.历史建筑的砖无论是从历史价值还是从保护资源角度应尽可能多地予以保留,应避免后期修复的处置对其造成二次损害。而大规模掏换旧砖,不仅抹杀了历史建筑的信息记录,对资源也是一种浪费,应尽量避免。

B.砖表面基本完好,不宜作任何处置,以保持墙面的沧桑感与历史感。

C.当整块砖风化≥1/2,且深度大于5 时,宜采用修复砖粉类材料修复;粘结剂以天然水硬性石灰或高品质消石灰为主,颜色及纹理与旧砖相似。

D.采用砖粉等修补剂修复时,只需清除掉风化砖表面的粉末喷少量清水即可,严禁凿深。禁止施工界面剂等可加剧原有砖破坏的材料。

E.当旧砖表面已经完全风化,宜采用贴砖工艺修复:将完好旧砖切成20~25 厚,清理掉旧砖风化粉末,喷清水,用石灰粘结剂将砖片贴到风化砖面轻敲击压实。

F.只有当清水墙面的砖风化的体积超过2/3以上,影响清水墙面美观且导致周边砖松动并可能进一步影响墙面使用功能时,才采取替换工艺替换掉已风化的旧砖。

(4)勾缝。

勾缝应尊重历史建筑固有的形制、材料。宜分颜色上可采用与砖相同颜色的普通石灰类材料勾底缝,石灰砂浆勾面缝,可以添加青砖、红砖粉及氧化铁颜料调配出需要的色彩。深度与砖的风化起伏相协调。修复后的灰缝应平直、密实、无松动、断裂、漏嵌。

(5) 表面保护。

A.研究说明,天津五大道使用的砖,如果采用石灰水泥勾缝,具有很好的防雨水的能力,一般不需要进行憎水保护。

B.但是,研究同时发现,部分砖的吸水性特别高,参照德国及我们在五大道地区超过7年以上的经验,可采用有机硅类对修复后的清水墙表面特别是采用了石灰勾缝剂的墙面进行憎水处理。在进行憎水处理前,宜根除上升毛细水,减低墙体中的盐份的危害。修复后的墙面禁止使用成膜的涂料。

2.1.3案例分析:先农商旅一期外立面修缮。

先农商旅一期整修工程坐落于天津市和平区,东至河北路,西至湖南路,北起洛阳道的区域内。包括湖南路9号、湖南路1~7号、洛阳道55~67号、先农3号、先农4号、先农5~6号、河北路288~308号在内的单体及联排建筑群。其中,湖南路9号、先农4号、洛阳道55~67号建筑为历史风貌一般保护性建筑,总建筑面积为8800m2。

第一幢开始整修的建筑为湖南路9号,于2011年5月1日开始整修施工,全部建筑整修施工于2012年10月19日完成。

(1)墙体掏砌。

A.根据原有建筑墙体破损情况,结合建筑设计要求,工程需要掏砌更换的内外檐墙砖约有15万块左右。如此大的数量,对老砖的需求成了首先要考虑的问题。原建筑室内根据设计要求改变布局,从原室内墙体拆除下来的老砖约有10万块,仍有很大数量的老砖没有着落。对此,我们采用了三种方法解决这个问题。

B.寻找同类老砖。先农大院建筑用砖,基本上都是手工砖,尺寸、砖表面粗糙程度比较特殊,五大道同类型的砖体比较少。通过多方寻找,也只找到了约两千砖可以使用。

C.老砖切片。在砖的用量需要迟迟不能解决的情况下,我们采用了对已有老砖进行切片的方法来满足使用需要。对砖进行切割处理,切片工作尽量一次切割完成,保证切片尺寸一致,无掉角,表面无切割痕迹。这样的方法,一块老砖大约可以被切割成4片左右,解决了3~4千砖的使用需要。

D.加工制作替代砖。为了寻找还能生产这些老砖的厂家,我们考察了天津市周边的很多厂家,也看了很多样品,通过对老砖的传统生产地的考察,我们发现,要满足工程用砖的需求,再生产替代品的环节上最大的问题一是尺寸特殊,因这些手工砖与现在市场上所大范围使用的机砖相比,尺寸较大,所以模具需定制。

(2)外檐墙面清洗及脱漆施工。

A.先农商旅一期各建筑,外檐墙体经过多年气候考验,基本上都存在的沉积污垢、锈渍、后期人为的粉刷涂料等污染。对于一般没有经过外檐涂料粉刷的建筑,我们在外檐上使用清水高压冲洗,一些冲洗难去除的污染,人工再进行软刷刷拭。

B.对于后期人为涂刷了外檐涂料的建筑,祛除外檐涂料工作就比较困难。针对此情况,我们根据实际情况反复制作试验分析,根据清洗试验我们进行了总结后,本着最大程度保护砖体的原则,我们采用了化学清理与物理清洗相结合的操作工艺。第一,对清洗涂料的化学药剂。施工上,由原来的两遍清洗改为四遍清洗,增加清洗次数及时间,在这个环节外檐涂料祛除率可以达到90%;第二,对于在化学清洗后仍无法祛除的涂料部分,我们再采用人工使用工具进行祛除。外檐清洗及脱漆施工在完成后,基本上满足设计及各方的要求。

(3)外檐墙面修复。

A.先农一期各建筑外檐墙体,经过多年的风吹雨淋,其砖的表面残蚀程度较严重,抵抗水汽、潮气能力大大降低。通过我们进过其现场勘测实验,我们采用了具有砖墙排盐排碱效果的化学试剂,对建筑外檐墙面进行了排盐碱实验。

B.为了使外檐墙面尽量减少雨水直接冲刷,在未来的使用过程中降低发生盐碱反应,我们还采用了一种抵抗水汽、潮气侵蚀的憎水剂材料。

(4)整修细节部位介绍。

先农商旅一期建筑,多处建筑细节部位在经过环境考验后大都失去了原有的味道,这些建筑的细节部位也许在建设时期只是起到了装饰的功能,本次整修对原建筑的细节部位进行了升华修复;另外,利用材料的改变加强了这些细节部位的使用要求,同时也起到了提升整个建筑亮点的作用。

2.2外墙装饰粉刷修复。

外墙装饰粉刷是天津五大道的特别名片,需要按照最高要求进行修复。修复可参考的基本原则包括真实性、可识别性,同时应尽可能多保留历史残留,避免铲除重做。

2.2.1水刷石修复。

A.修缮前,应对墙面所有材料、构造、工艺特点等再次进行调查,有特殊装饰效果的,应测绘、录像和文字记录,建立工艺档案;特殊配方宜参照相关方法在实验室进行组分、配方试验。

B.基层清洁:用机械方法\或水或敷贴法要求执行。

C.检测、切割:敲击法确定空鼓位置。在勘察、结构加固等过程中发现的已经脱落的水刷石、旧粉刷等应保留,备用。

D.粘贴、修缮:采用石灰基粘结剂按编号将旧水泥粉刷或水刷石等重新粘贴回。缺损的部位按照旧粉刷的配比重新粉刷,喷淋水后刷洗,达到与历史装饰粉刷类似的表面效果。

E.墙面修缮材料的配合比宜在实验室分析基础上先试配,骨料宜选择天然的彩色砂,并在现场面层抹灰试样,达到设计效果后再全面施工。

2.2.2斩假石。

可参照水刷石的工艺进行,但是,在斩剁时,需要注意固化时间、使用的工具、力量大小等。

2.2.3卵石立面。

A.最早的工艺均为干粘石,将豆状大小的石子“打”到为干的石灰水泥粉刷层上。因此,保留下来的卵石立面(Pebble dash)的修补、粘结等可参照保留下来的水刷石的工艺的修补、粘结。

B.缺失部位的修复、新做的部分等需要区分干粘石与水洗石两类不同的工艺。

2.3案例:天津“庆王府”水刷石修复及外檐清洗施工。

A.“庆王府”始建于1922年,是一座充满着中西合璧风格的建筑,地上三层、地下一层,为混合结构,墙体用中式青砖砌筑,外檐水刷石,环绕四周的宽阔回廊和高耸的立柱,上百间大小不一的房间,镶嵌着通透的门窗,中式的琉璃柱过道,西式的掐丝玻璃、葡萄吊灯。一处处细节的律动,是建筑的生命,更是赋予它生命的人的智慧。

B.九十多年过去了,庆王府虽经后人认真维护,但终因年代久远,无法阻止岁月的侵蚀。历经了地震、腐蚀、冻融等自然灾害,庆王府的结构、外檐、屋面均受到不同程度的损害。

2.3.1庆王府外檐水刷石工艺及材料特征。

A.保留的水刷石工艺考究,不同立面成分、颜色、颗粒大小均匀。除平面外, 尚有复杂的花饰、柱、檐口等。具有重要的艺术及技术价值。

B.工艺上,水刷石厚约5~8mm,未见底层,直接施工到青色粘土砖,为一次施工完成。

C.经过初步研究,庆王府外檐水刷石单层工艺的优点在于快速,特别在天津有较长的冬季无法施工的前提下,具有重要意义,但是,单层工艺砖砌体的平整度要求高,水泥、石子的耗材量也相应增加。通过显微镜研究,确定庆王府外檐水刷石恢复的配方。

D.庆王府的水刷石花岗石石子含黑云母、石英、长石等,为含黑云母很高的花岗石类材料经过破碎筛分而得。老化面粘结剂水泥呈土黄色,而新鲜面呈灰黄色,所以,黄色是风化的产物而非原始物。

2.3.2庆王府水刷石修复及其他部位重做旧。

水刷石的病害主要为脱落、开裂、表面污染等。

开裂起壳的水刷石可方块状切割后,清理掉酥松的砖面,用水泥石灰浆重新粘贴回。因纯水泥强度太高,且含较多有害盐,禁用纯水泥浆。缺失的部位修补时也先抹一层石灰水泥清浆,再做水刷石面层。

2.3.3庆王府外檐清洗施工。

墙面清洗的目的是去除墙面的有害堆积物,阻止或者延缓墙面的病变。还原墙面本来的面目。清洗的标准是既能去除砖石等材料表面的污物,又不对墙面造成危害。墙面清洗应该特别注意不应在被清洗的物体表面留下轻微的痕迹、磨损、冲蚀等,从而导致墙面多孔性增加,引起加速衰退等一系列变化。

2.3.4前期调查。

收集建筑所处环境的降雨、温度、湿度、风向、风速、日照、污染情况等指标,研究环境是否影响和如何影响建筑物的外檐。就墙面而言,对材料的研究涉及质地、化学成分、矿物组成、物理性质(包括孔隙率、容重、密度、吸水率、表面强度、裂隙发育情况等)。

(1)病变研究。

包括外檐病变的位置、形态、程度、病因等方面。

(2)取样分析。

取样部位对于外檐而言应该是次要部位、不显眼的,不会影响建筑物外檐的整体性。发展趋势是无损,非破坏性的科学调查。

(3)清洗试验。

对不同的方法、材料进行试验、选择。

(4)制定清洗方案。

在以上调查、研究、分析、试验的基础上制定清洗方案。

(5)预清洗。

在外檐上选择一处不显眼的位置,作清洗试验块,以检验清洗效果。

(6)实施清洗。

根据预清洗的检验效果,实施正式清洗。

(7)补充修正。

随时检查清洗效果,并对方案进行补充修正。

(8)砂岩清洗注射法。

砂岩清洗注射法顾名思义是墙面清洗与注射相结合。首先,将专用洗石水调成特制比例,用毛刷在外檐处均匀涂刷。然后,订做特制型号架子,然后用特制架子夹住,底盘内部铺上白色海绵布,外边用细水管插入海绵布内部,用于针筒注射药剂。

[文章编号]1619-2737(2013)06-20-688

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