黄丹君
(上海市奉贤区博物馆,上海 201499)
浅谈古建筑木结构保护方法
黄丹君
(上海市奉贤区博物馆,上海 201499)
摘要:我国古建筑以木结构体系为主,主要承重材料是木材。木材是生物体有机物,容易发生腐朽、虫蛀、火灾和力学性能衰减等劣化,所以对古建筑的木结构采取各种有针对性的保护措施是十分必要的。本文通过对古建筑木结构防腐保护、防火保护、抗震保护等方面保护方法阐述,总结出古建筑木结构常见且有效的保护方法。
古建筑通常泛指作为文物保护的一类建筑。我国的古建筑以木结构体系为主,它以灵活的风格,合理的布局和精巧的装饰取得了很高的艺术成就。然而,以木结构为主的东方建筑体系面临最大问题就是木结构的破坏。与砖石等无机材料不同,木材是一种生物材料,是一些木腐菌和昆虫的营养物质,在合适的温湿度条件下,危害生物便会加速繁殖,使木材发生腐朽虫蛀,造成木结构的损毁。同时,木结构建筑也较易引发火灾,其抗震性能也相对不佳。
木结构防腐是指用专特定的化学物质处理木结构,杀死危害木结构的各种生物或组织其生长的方法。为保证效果,选用的木材防腐剂必须能使木材达到一定的吸药量。一种优良的木材防腐剂,一般应符合下列要求:
1.能杀死木结构上的危害生物(杀菌、杀虫);2.能保护木结构不受生物损害(预防作用);3.药剂透入木结构后不被水流失,不在空气中挥发;4.药效持久;5.透入性好,能尽可能深的透入木结构内;6.药剂透入木结构后不影响木构件的进一步加工(如油漆、彩绘、粘贴、胶合其它装饰材料等);7.对人、畜无毒或低毒,不造成环境污染。
事实上,很难有一种药剂能同时满足上述全部要求,将来恐怕也难以找出这样一种药剂。药剂一般不会使木材全浸透,大多数情况下只能起到木材的浅层保护。每种药剂都有自己的特点和适用范围。只要从实际出发根据不同使用部位和要求,选用适当的药剂和处理方法,便可以取得满意的效果。
目前,古建筑修缮工地常用的防腐剂主要是CCA和BBP。CCA是一种固定型防腐剂,处理木材呈蓝绿色。CCA在木材的微酸性环境中生成不溶于水的沉淀,一般都用于机械化作业处理。现场手工处理影响透入度,很难达到要求的吸药量。BBP处理可保持木材本色,而且可以反复处理至达到所需吸药量。ACQ是当前正在积极推广使用的防腐剂,其特点是处理后木材呈蓝色,用于非暴露的木构件是可行的。实践证明,三种防腐剂均不影响地仗和油饰。
当前许多古建筑的主要建筑材料普遍为木材,并且建筑的结构普遍以木结构作为主要结构。在保护文物的前提下,可以尽可能的使用防火涂料对核心木结构以及易燃材料进行阻燃处理,从而提升建筑的整体耐火能力。与此同时,在对古建筑进行保护之前,需要对文物的耐火能力进行测试,在确定耐火能力之后,如果发现原本的耐火能力与当前的疏散系统、防火分区不符合,则需要采用更加具有针对性的防火保护结构提升防火能力。对于不在文物保护范围之内的建筑,则可以采用耐火能力较高的建筑材料进行重新装饰,替代以往依然的建筑材料,从而提升古建筑的防火等级。
科学合理的抗震修缮加固将成为今后古建筑木结构保护迫在眉睫的问题。
1.地基基础的加固保护。加固地基基础就是为了防止由于地基基础的破坏而导致上部结构的破坏,使地基基础经加固之后尽量恢复其原来的平整状态,并保证具有足够的承压能力,以延长现存古建筑的使用寿命,这是保护现存木结构古建筑的重要措施之一。
对于建在山顶或者山下的古建筑,可以采用石砌护坡或挡土墙的方法来修缮加固,这样可以稳定处于山顶的古建筑周围的地基,避免处于山脚下古建筑因滑坡等引起的建筑物破坏;当附近地下有空穴或局部塌陷时,可以采用土方开挖碎石回填或灌浆的补救方法。
对于台基砌体的修缮加固,将严重酥碱、风化严重、有裂缝的砌块和条石拆下,在新旧砖层间加铺钢筋网,并用钢筋勾拉结,缝隙进行灌浆加固,随砌随灌,加强新旧砌体的整体性能。对于础石移位或破碎的加固,可以在础石周围加砌纵横向龙骨撑墙,防止础石移位,采用整体顶升更换础石的方法。
对于因周围施工导致地基承载力下降或不足的古建筑地基基础可以采用打桩(木桩或者混凝土桩)加固的方法挤紧地基土,提高地基的承载能力,从而防止基础的不均匀沉降。
2.上部结构加固保护。对于构件的裂缝,不管裂缝的大小,首要的是要清除缝中的积存物,当裂缝宽度很大且影响结构受力性能时,应对开裂构件采用FRP 纤维布或铁箍进行加固,以恢复或提高构件的自身刚度和强度。当结构构件的破坏程度非常严重时,构件不足以提供结构所需要的承载力,可用新制作的构件替换原件,但应采取一定的措施(如施加预应力等)以保证新旧木材的变形协调。
对于构件的腐朽,当只有表层木材腐朽,而内部材料完好时且尚能满足承载能力的需求时,将腐朽部分剔除干净,并经表面清净和防腐处理后,依原样和原尺寸采用干燥木材和耐水性胶黏剂修补整齐;当木材腐朽严重时,尤其是柱根部分木材的腐朽对结构性能影响较大,一般采用墩接加固法将新旧材料黏结到一块,并采用铁箍或FRP纤维布对墩接处加箍处理,加强新旧材料的协同工作性能。当柱架倾斜、发生扭转或者拔榫比较严重时,采用加固构件已不能满足结构的承载力需求,在不拆落木构架的情况下,可采用打牮拨正法,对个别残损严重的构件进行更换或者其他修补加固措施。
对残损严重且需要全部或局部拆除的古建筑,应采用落架大修对每个残损构件逐个修整,更换严重残损的构件,再重新安装,并进行加固。
古建筑木结构保护是一门科学,只用利用科学的手段并采取正确的保护措施,才能达到保护的目的,才能确保古建筑木结构的延年益寿。
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中图分类号:TU366.2
文献标识码:A
文章编号:1671-864X(2016)01-0298-01
关键字:古建筑;木结构;保护