古建筑中木构件的修缮与保护措施

范达

在历史长河中，古建筑见证了朝代的更迭、社会的变迁，是历史的记录者，同时也是我国绚丽的瑰宝，是中华文化的重要载体。我国古代建筑在世界建筑之林中居于重要地位，其结构特殊、技艺水平高，以榫卯结构为主要结构。古建筑多以木头为建筑材料，通过榫卯结构将木材料穿插组合成一个整体，由于木材容易受到侵蚀、磨损和腐烂，修缮和保护古建筑中的木构件尤其重要，从而让精美绝伦的古建筑和独特的榫卯结构得以传承，丰富中华宝库。

古建筑中木构件修缮与保护的意义

古建筑在我国历史文化宝库和世界民族之林中均居于重要地位，保护古建筑就是保护我国丰富的历史文化，是国家文化传承与发展不可或缺的关键点。古代未调配出复合材料，古建筑多以木结构为主，木材的耐腐蚀性、结构硬度和强度等均相对较低，受到自然环境和人为活动的影响，古建筑的木构件存在残破、损坏、结构不稳定等问题，降低古建筑的安全性的审美价值。修缮与保护古建筑中的木构件对我国建筑技艺的传承、古代文化的发展以及现代旅游业的发展等均具有实际意义。

古建筑修建于各朝各代，受到当地社会环境、国家政策和文化的影响，不仅在现代具有较高的审美价值，还可作为历史考证的依据，辅助考古人员追溯古代，考证当时的社会环境、国家政治、外交、经济、文化等。保护古建筑就是保护民族、世界文化的重要举措。古建筑的木构件是最为容易损坏的位置，受到雨雪、地震等自然环境以及人类活动的影响，以及木材本身使用寿命的限制，随着建筑年龄的增加，其破损、坍塌的风险大大增加，给社会带来一定的安全隐患。古建筑修缮与保护技术人员，定期评估古建筑木构件的硬度、强度和稳定性，更换、加固古建筑木构件，能保证古建筑结构稳定，有效提升古建筑的安全性，在现代社会以多种形式展现古建筑的精绝技艺、整体美感。

简而言之，修缮和保护古建筑就是保护中华文化，是文化、建筑技艺保护、传承和发展的重要举措，在世界舞台上展现中华民族建筑技艺和文化之魅力，对建筑领域发展、文物考古以及文化传承等均具有重要意义。

古建筑中木构件结构分析

古建筑中的木构件以木材为主要材料，榫卯机构是木构件形成的主要技艺。板门、窗、天花、柱、梁、枋、斗拱、椽、飞檐等均是古建筑中的主要木构件，对木构件的修缮和保护不能一概而论，要落实到相应位置和结构，根据该结构在建筑中起到的功能、位置、尺寸以及破损程度进行针对性的材料更换、结构修缮与保护。

古建筑中的板门、窗、天花。板门位于建筑入口，若存在裂缝则需要根据裂缝的大小进行针对性处理，裂缝大增加木条，裂缝小镶缝处理。门板是建筑内外连接的主体结构之一，且具有活动性的特点，是古建筑修缮频次较高的重点。窗也是连接建筑内外的一个结构，窗框由木材按照一定尺寸构成，受到雨水等自然因素的影响，容易发生变形。若窗发生变形，在修缮时应对变形窗结构进行全面拆除，另外增加木条等，让窗结构恢复设计尺寸；重点关注连接处，及时剔除腐朽物，而后补齐相应尺寸。天花是建筑顶梁的装饰，在木材上雕刻成不同的形状、图案，装饰建筑顶梁，又名藻井，具有遮蔽顶梁部位、遮挡灰尘的作用。天花由木材雕刻而成，图案根据设计者的需求，形式丰富多样，在天花修缮时，工作人员要依据历史资料，对已经模糊或损坏的天花纹路等进行补充、修缮，并在天花底部增加木条对其进行支撑，修缮整体坍塌的天花，根据实际情况，决定是否钉拉铁板。

古建筑中的柱、梁、枋、斗拱。柱、梁、枋、斗拱都是古建筑的主体结构，对建筑起到支撑作用。若以上四个木构件出现损坏，建筑的整体稳定性和安全性将受到较大影响，甚至造成建筑整体坍塌，是古建筑修缮和保护的重点内容。

在中国古代建筑中经常听到“四梁八柱”的说法，即，靠四根梁、八根柱支撑整个建筑，梁、柱的数量确定，并作为建筑的主体结构。梁以外观为依据可分为直梁和月梁两类，前者的正投影的上下两边为两条平行的直线；月梁梁肩呈弧线、梁底略上凹、梁侧为琴面，外观秀巧。梁作为建筑整体的横向结构，在建筑修缮与保护工作中至关重要。工作人员要从梁开裂程度、表面以及梁榫残损情况、梁表面受损程度、是否发生变形等方面，对古建筑的梁结构进行评估后修缮。柱垂直于地面，是垂直面支撑建筑的重要结构，承受建筑的整体重量，该结构的稳定性直接决定了建筑的质量。

枋具有多种类型，不同类型的枋其功能存在差异性，如，额枋、平板枋、承椽枋、燕尾枋、箍头枋，并在此基础上进行更加细致的划分，是古建筑的角梁构件之一。若枋构件的破损程度较轻，可使用局部剜补法进行修复；若承椽枋受到外力影响而发生变形，可附加压椽枋进行加固。斗拱在建筑中的应用具有承重、装饰等作用，斗拱起到承上启下的作用，承受上部屋檐，将其重量集中在柱上，或纳至额枋上转移到柱上。榫卯结构是斗拱的主要结构，将斗、拱、昂等构件在不使用外部工具的情况下，穿插在一起，形成紧密的承重和装饰结构。

古建筑中的椽、飞檐。古建筑中的椽是位于建筑顶部榫卯结构的一部分，对屋檐起到支撑作用。飞檐是建筑顶部一种可被直接看到的造型，具体指建筑屋角檐部向上翘起，呈现飞举之势，普遍用于亭、台、楼、阁、宫殿、庙宇等建筑屋顶的转角处，外形如同展翅高飞的鸟。在木构件修缮与保护工作中，可根据椽、飞檐等位置的损坏程度，对其进行修补，或更换新的椽条，飞檐的修缮则要根据雕刻的图案，进行针对性修复，保留其原有的图案、形状等，遵循古建筑完整性和历史性的修缮原则。

古建筑木构件修缮与保护措施

木构件的修缮与保护是加固古建筑、提升建筑安全性的重要举措。古建筑整体由木构件组合而成，不同类型、不同位置的木构件，其在建筑中起到的作用不同，受到自然环境影响的受损程度不同。在木构件修缮与保护工作中，需要工作人员根据木构件所在的位置、建筑功能以及受损程度，进行针对性的选材、修缮与保护，必要的情况下，可根据实际需求更换相应位置的木构件。同时，以计算机为载体的BIM技术可为工作人员提供技术层面的支持，扫描古建筑外形，对古建筑的整体外形和木构件结合当地的自然环境、气候条件等进行数据分析，辅助工作人员制定针对性建筑修缮与保护方案。

BIM技术在古建筑木构件修缮与保护中整体运用。BIM技术以计算机为载体，在信息收集、分析、数据处理、操作以及应用等方面均显现出优势，将其应用于古建筑修缮与保护工作中，能更加全面地满足工作人员的实际需求，提高古建筑信息收集与整理、模型搭建与演示、参数调整与改进等工作效率，在扫描设备、互联网平台、虚拟现实技术的支持下，辅助工作人员进行古建筑修缮、检查预警、管理、保护。

以古建筑飞檐的修缮为例，各朝代的飞檐外形、名称等均存在一定差异性，飞檐修缮的重点是复原飞檐原有的纹路、图案等。部分年代较为久远的古建筑的飞檐受到外界环境的影响，磨损较为严重，原有的图案模糊不清，给工作人员造成较大的工作困难。将BIM技术应用于该环节，将扫描形成的图纸、建筑上传至互联网平台，且与考古单位联合，获取与该建筑相关的文献资料，了解同时期建筑飞檐的图案，从历史、文化、社会以及建筑等方面，全面分析建筑的飞檐结构、外形以及图案等信息，辅助工作人员找准飞檐修复的方向，在最大程度上还原古建筑飞檐的外形、纹路。

在建筑修缮过程中，工作人员还需依据古建筑画出图纸，全面了解古建筑的整体结构、空间分布等，在扫描设备和BIM计算机程序的支持下，工作人员可通过扫描、测量将古建筑的各项数据录入系统，并生成信息化建筑模型，向工作人员全面展示古建筑的空间分布信息，如，古建筑的内部空间关系、位置、形状、区域空间结构等，以VR技术呈现由CAD绘制的建筑信息模型，辅助工作人员进一步明确古建筑修缮要求，各单位均能对建筑信息模型进行确认，确保最终形成的修缮工作方案内容完整、针对古建筑实际情况。

例如，建筑修缮单位与考古单位联合开展古建筑修复工作，在设计考古专业知识时，考古单位可从历史考证的角度，协助工作人员落实古建筑修建朝代，体现古建筑在不同时期的结构、外形特点。以古建筑的额枋结构为例，宋代建筑的额枋分为额、阑额，檐柱插入枋两端；清代建筑的额枋结构包括大小额枋、额垫板三个构件，建筑修缮单位将设计的修缮建筑信息模型传送给考古单位，考古单位从历史专业角度，对修缮单位设计的修缮图纸进行审核、确认，确保古建筑修复能真实还原不同朝代的建筑特点。

基于不同木构件，进行针对性修缮与保护。古建筑不同木构件的修缮原则不同，除了尽可能还原古建筑的原有结构、外形、色彩和图案，还要重点关注每个木构件的功能，在必要的情况下，可更换原有木构件。在对古建筑进行修缮与保护过程中，工作人员要始终坚持针对性原则，将修缮方案和技艺落实到具体某一木构件，根据当地的自然环境、气候变化，科学选择修缮材料。

针对性选材。“原形制、原结构、原材料、原工艺”是古建筑修缮的基本原则。当古建筑某一木构件损坏、腐朽、病害不得不更换时，要选择与原木构件相同的木材作为替换材料。当不存在相同木材时，所选择木材的物理性质、颜色应与原构件使用的木材保持一致或近似。以甘肃省静宁县清真寺为例，对建筑进行整体考察可知，清真寺的主要材料为松木，在木构件修缮时，选择强度等级为TC13的红木，且控制木材的含水率≤13%，防止在当地气候环境的影响下，木材在构件中脱水严重，构件尺寸发生变化，构件功能、建筑整体性受到影响。同时，不同构件材料的选择应根据其破损程度、速度进行适当调整。如，梁柱木材的选择完全不同，具体见表1。

由表1可知，梁柱位置的木构件对木材的选择不同，梁构件不可选用树木髓心、存在虫蛀损伤的木材，而柱构件则可根据修复要求选择髓心，并按照要求选择具有虫蛀问题的木材。梁、柱分别从横向、纵向两个方向支撑建筑的整体结构和重量，其对木材的硬度、强度、稳定性均要求较高。

此外，静宁县清真寺古建筑修缮时，对柱、梁、檀枋位置的木构件进行选材，应将木材的含水率控制在以下范围：当地木材年平均含水率，2%≤木材含水率≤当地木材年平均含水率+2%。

针对性修缮。在修缮古建筑柱子时，若柱子的干缩裂缝深度≤直径的30%，对其进行嵌补修补，如，对于干缩裂缝宽度＜3毫米的柱子使用腻子勾实；对于裂缝宽度在3～30毫米范围内，使用防水胶嵌入木条修补；若干缩裂缝的宽度＞30毫米，对裂缝进行两步处理，一般先使用木条嵌补，而后在开裂处使用铁质箍子加固2～3道。若柱子表面破损，柱心状态良好，工作人员需清除表层糟朽，对清理位置进行防腐处理，而后使用相同木材补齐柱子表面清理形成的缺陷，并使用环氧树脂将木材粘实。

与现代建筑的施工工艺不同，古建筑的地基打入土壤深层，未进行水泥固定，长年累月，土壤地基受到环境的影响，古建筑往往发生整体偏斜等问题，地基不稳，建筑重心偏移，对建筑进行整体纠偏复位刻不容缓。打牮拨正是我国古建筑整体纠偏的重要技艺，工作人员在古建筑外合适的位置，设立牮杆，即，杠杆结构，以牵拉力使倾斜的木结构复位，杠杆、拉索装置的使用，可复位倾斜、拔榫卯的木构件。打牮拨正技艺不仅可对建筑木构件施加牵拉力，还可对建筑施加水平顶推力，或将两种力结合在一起，改变倾斜的木构件的重心，让古建筑整体复位。

古建筑是历史的见证者，伫立于世界民族之林，是中华传统文化的承载者。修缮和保护古建筑的木构件，是保护民族文化与瑰宝的重要举措。古建筑以木构件为主要结构，随着建筑年龄的增加，建筑木构件表面破损、内部腐朽、位置偏移等，均是古建筑不可避免的问题，也是古建筑修缮的重点内容。古建筑木构件的修缮与保护应坚持“原形制、原结构、原材料、原工艺”的原则，在信息技术的支持下，提高古建筑信息收集、整理、分析、利用效率，并依托建筑信息模型，从古建筑整体结构，优化木构件修缮、保护方案，针对不同木构件的位置、功能、材质、磨损情况等进行针对性修缮，合理选材、控制木材含水率，针对古建筑木构件存在的问题，科学选择修缮技艺，分别修复木构件，并从整体上加固古建筑结构、夯实地基、纠正偏移，有效修缮与保护古建筑。