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木结构古建筑的保护及修缮方法研究——以泾县吊栋阁为例

时间:2019年12月16日 所属分类:推荐论文 点击次数:

摘要:木结构古建筑是我国建筑文化极具特色的代表。然而,木结构建筑受建材材料本身特性、环境和人为等因素的影响,在岁月的洗礼中已有不同程度的腐蚀和变形。为研究木结构古建筑的受损原因及对应的修复方法,使更多的木结构古建筑得到更好的保护,本文以泾

  摘要:木结构古建筑是我国建筑文化极具特色的代表。然而,木结构建筑受建材材料本身特性、环境和人为等因素的影响,在岁月的洗礼中已有不同程度的腐蚀和变形。为研究木结构古建筑的受损原因及对应的修复方法,使更多的木结构古建筑得到更好的保护,本文以泾县吊栋阁为例,从木结构古建筑的特征和现状出发,探讨木结构古建筑的保护和修缮方法。

  关键词:古建筑;木结构;修缮方法

四川建材

  0引言

  木结构建筑是以木材为主要建造材料,通过榫卯连接、齿连接等手段连接固定木材,形成木结构承重体系的建筑。因主要构件为木制,而木材在外界环境的影响下极易腐烂损坏,故木结构建筑迫切需要解决这些因建造材料的性质带来的房屋承重体系破坏、构件腐坏等问题。

  为了更全面研究木建筑,本文以吊栋阁为例,开展了相应的调研和分析。吊栋阁坐落于安徽泾县县城西南约二十公里处的章渡镇,章渡镇位于泾县境内青弋江河畔,是历史上十分繁华的码头。它北靠四顾山,南临青弋江,沿河岸一排吊脚楼式的民居绵延有一两里路长,形成了有名的“江南千条腿”,是皖南泾县章渡古镇特有的一种古民居形式。[1]

  居住在吊栋阁的居民“开门上街,推窗见河”,一面临街,推门即可上街,一面临江,木柱凌空支架在青弋江上。在岁月的滚轮里,常年失修的吊栋阁日渐破败,利用现代的技术与工艺修复吊栋阁刻不容缓,且具有深远的历史意义,对其他木结构古建筑的修缮亦有积极的借鉴意义。

  1木结构古建筑概述

  在没有钢筋混凝土的年代,木材是我国主要的建筑材料。我国以木材为主要建筑材料搭建建筑的历史可以追溯到石器和青铜器时代,经过长时间的实践与探索,前人总结出了一套完善的木结构营造技术体系。以木材为主要材料的建筑,木材自然是需要着重研究的一点。[2]木材可以通过自己种植获得,通过积攒普通民众也可以得到建造一栋房子所需的材料,同时木材的加工、搭建和拆卸均较为简易,正因如此木结构建筑才会成为古代建造房屋的首选。

  1.1木结构优点

  ①轻便性。木材密度相较金属、水泥都要小,因此木制房屋自重较轻,在搭建或拆卸房屋时能够节省大量的人力,同时也方便了建筑材料的运输。运用密度较小的木材搭建的房子自重轻,也能减少建筑物的不均匀沉降,提高建筑的整体稳定性。②耐用性。木材是一种质量轻且耐压能力强的材料,木结构建筑韧性大、沉降少,满足了房屋应有的稳定性和牢固性。很多木结构建筑在维护得当的情况下,历经千年风霜仍能屹立不倒,其稳定性和耐用性是如今很多钢筋混凝土建筑望尘莫及的。

  ③美观性。木材的强度和硬度均小于石材等,对木材加工无需使用大型加工仪器技能,与其他材料相比能节约很多人力物力。我国古代建筑中均有花纹、图腾等雕饰,木材较于其他材料更方便雕刻,也更易雕刻出精致美观的图样。④保温性。

  木材具有良好的隔热性,在同样厚度的情况下,木材的隔热值比标准混凝土高16倍,比钢材高400倍,因而木结构建筑的保温、隔热性能良好,更适宜没有空调、暖气等现代化设备的古人生活居住。[3]⑤抗震性。在遇到地震等地质灾害时,木制斗拱可在强烈地震中发挥“减震器”的作用。在具体应用中通过各种构件的连接增强房屋的整体性,在地震中可将地震力传递给其他柱子,从而为结构安全性提供了保障。[4]

  1.2木结构缺点

  ①易燃烧。木材的着火点很低,通常在100~200摄氏度下,木材就会开始燃烧,故木结构建筑一旦遇火,很容易燃烧起来,且会在很短的时间内失去支撑的能力,极大缩短了着火建筑中人们逃生的时间,给安全留下隐患。②易腐蚀。木材主要由有机高分子组成,且硬度较小,易被真菌和虫类,如白蚁等啃噬。木结构建筑一旦受到一定面积的腐蚀,其稳固性就会受到很大影响,腐蚀严重时建筑甚至会倒塌。③易变形。木材极易受周边环境影响,在潮湿环境下木材吸收周边的水分,木材体积发生改变,产生严重的变形,影响建筑的整体结构。[5]

  2木结构古建筑的现状分析

  针对以上分析木建筑存在的问题,为了探索木结构古建筑的保护及修缮方案,本文对吊栋阁开展了相关的调研工作。

  2.1建筑概况实地调研

  吊栋阁单户的开间约为5米多,进深为8.5米左右,为瓦房木板结构,前店后宅,前部为临街店面,开门即是街道,后部空间由数根木柱支撑起,悬挂于青弋江边,供商户自家住宿。吊栋阁除屋顶盖的是青瓦块,其余结构均是木制,各类尺寸的木柱构成了建筑的承重结构,墙体及地面则均由若干块木板铺设而成。吊栋阁为一户接一户建造而成,前面绵延一、二华里的店面连同着青石铺成的小路,形成一条颇有韵味的老街,后面逾千根木柱矗立于青弋江边,形成“江南千条腿”的壮丽景象,商户推开窗就可以看见青弋江水从屋下潺潺流过。

  2.2建筑历史查找调研

  吊栋阁不仅具备独特的建筑特色,同时也蕴含着深厚的历史底蕴,充满了革命历史的传奇色彩,震惊中外的皖南事变就发生在青弋江两岸,战士的爱国热血曾随河水从江中流过,叶挺将军曾乘竹筏从老街头的码头上岸,去往老街的一处酒楼召开小型会议。

  虽然经过维护,依稀能从街道中看出当年的繁华风貌,但仍掩盖不住如今吊栋阁的破败,荒凉。笔者去往章渡吊栋阁时,老街上偶尔才会路过几个人去往河中浣衣,仍居住在吊栋阁中的也只三两户人家,且都是年迈的老人,其余建筑均无人居住,大门紧闭,甚至有几户房屋已经坍塌了大半。

  3木结构古建筑的修缮及保护

  3.1古建筑修复原则

  “文物保护法”第十四条规定:“古建筑保护单位在进行修缮、保养、迁移的时候,必须遵守不改变文物原状为原则”。[6]在对古建筑进行修缮保养时应当遵守国家的法律法规,将“整旧如旧,延年益寿”作为根本宗旨和出发点,尽量保持建筑的真实样貌,使古建筑能最大程度的体现出其文化历史底蕴。在修缮吊栋阁的过程中,必须遵守古建筑修复的基本原则,即保持建筑的完整性和真实性。

  修缮时应平衡好吊栋阁的原状和现状,原状指建筑最后建成时的原来状况,现状指古建筑经过岁月的洗礼乃至破坏性的修理后,工艺价值和文化价值大打折扣的状况,若是能够保证修缮过后可以使古建筑恢复原状,则应尽量恢复。[7]修缮过程中,应坚持采用传统材料和传统工艺,力求提高修复效果,古建筑中的青石、砖瓦、雕花木材不是现代的钢筋混凝土能够相媲美的。古建筑的修缮一定要尊重历史和建筑物当地的民风民俗,最大程度的还原建筑物的历史样貌。

  无论是材料还是工艺,不能仅以成本作为考虑问题的唯一标准,还需以价值保留、质量保证为重要准则,多维度多方面综合考虑。要不断改善工艺,以科技和现代技术的发展为古建筑的维修工作更好的服务。[8]古建筑反映的是一个时代在某个地区留下的痕迹,它是一段历史的见证者,它不应该被现代的观念所影响或抹灭,修缮的过程不需要创新和想象,唯一需要的是保持原状。

  当然,如若某古建筑在某一历史时期已大幅修改过,且修改后的形式已为大众所接受,成为当地的地标式建筑,那么即使该建筑已和“原状”相去甚远,仍应保持“现状”。

  3.2修缮前的准备

  在进行修缮前,首先应对建筑现状进行测绘及拍照记录,分析古建筑被破坏原因,同时收集相关资料,根据建筑现状和现有资料,最大可能的复原出古建筑的原状,并根据原状进行材料和工艺选择,准备好一切后,开始对古建筑的修复。

  3.3修缮方法

  ①木结构建筑框架的修缮。梁柱是建筑的主要承重构件,支撑起整个建筑,因此梁柱一旦变腐朽或崩裂就会对房屋的安全性产生巨大威胁。如吊栋阁临江一侧的柱子,将一半的屋子悬托于江面上,起着巨大的承重作用,一旦发现有柱子腐朽或开裂,应立即着手修缮补救,同时也应对未产生腐朽的柱子进行基本的防护措施。

  若梁柱部分区域腐朽,腐朽深度不超过柱子半径时可采用挖补的方法,挖去腐朽的部分且尽量保证挖去部分呈规则的几何形状,在填补的木块和腐朽部位均做防腐处理,利用钉子或环氧树脂将木块固定在挖去部位。吊栋阁在修建之初,临江一侧的柱子是被水浸润的,随着三峡大坝的建造,青弋江中水流减小,“千条腿”完全暴露在空气中,在较为干燥的情况下,这些木制的柱子易开裂。若裂缝细微,可采用环氧树脂填充裂缝,裂缝较大时则应用木条将裂缝部位填补严实,当裂缝过大时应考虑更换柱子。

  ②屋顶部分的修缮。木结构古建筑屋顶由斗拱和瓦两部分构成。古建筑屋顶一般盖的都是青瓦片,而随着时光流转,青瓦片易风化破碎或者移位,造成遮蔽性的缺失,房屋开始漏雨,故应按时检修、翻新屋顶,更换破旧的瓦片。斗拱构件数量多且复杂,起着承上启下、传递荷载的作用,将屋顶受到的荷载传递给下部的柱子等承重构件,斗拱收力的作用发生扭曲变形,易出现缺口挤裂等问题,维修时应尽量保持现状,粘紧后继续使用,无法粘紧再使用的需进行更换或修补。

  ③装修装饰的修缮。木结构古建筑中有天花,门,窗等装饰,装修较为精致的房屋中屋脊,飞檐等处还会有彩绘装饰。随着时间迁移,外界环境影响和人为破坏等,装修构件易松动、脱落、破损,彩绘易褪色、龟裂起皮。在修复过程中,应对装饰构件所属时期进行考证,并严格按照该时期装饰物的建造特点对装饰进行复原。

  3.4保护措施

  3.4.1白蚁防护

  木结构古建筑由于大面积由木材构成,因而易受白蚁侵害,且一旦受侵害就会严重受损。故应对木制门、窗框架进行相应的防治白蚁处理,如涂刷油剂型白蚁防治药物,在墙四周每隔一定距离钻洞并灌注乳剂,形成一层有毒的屏障等。同时,每年应定期检查建筑中是否有白蚁聚集现象,如若发现聚集立刻投放有毒诱饵进行诱杀。

  3.4.2加固措施

  ①对于木材质量尚佳、整体框架强度轻微降低、保养得当的房屋,主要观察木结构节点间的连接是否紧实、填充墙材料和砌法是否合理及其与木柱的连接方式是否牢靠等,并根据情况采取构件间的拉结和加固措施。[9]②对于木材质量欠佳,已出现腐朽情况的木材,或者因地基不均匀沉降造成的房屋整体强度下降的情况,可采用加固房屋主体部分的措施,或用托接、夹接的方法加固起着承受房屋重量作用的梁。

  ③对于部分重量超过梁、柱承载能力,由此造成梁、柱产生裂痕的区域,可适当增加撑拉杆,形成承重能力更强的承重构件。④木结构加固方法分为整体加固和构件加固。整体加固即拆卸木架后,对破损、腐朽构件进行逐一修复、替换,再重修搭建起来进行整体加固。构件加固则在不拆分木架的情况下,复位倾斜、拔榫、扭转的构件,最后再采取整体加固措施。

  3.4.3加强城市规划

  城市规划于古建筑保护有着深远影响,保护古建筑需先做好城市的规划,假若城市规划出现问题,则可能对古建筑造成无法预估的伤害和损失。现今社会经济与科技齐头并进,古建筑虽能在飞速发展的科技下得到更好的技术修复,但经济的发展使城市化进程加快,很多古建筑在现代化的过程中受到严重的创伤。在城市发展的进程里,加强古建筑保护是城市规划过程中不可忽视的一点。对城市进行科学的规划与调整,亦是政府作为城市历史文化保护者的重要责任。[10]

  3.4.4其他

  木结构古建筑的修缮和保护还涉及其它方面的工作,如屋顶的防漏举措、杂草的防治、地面的排水、抗震、防腐、消防等。[11]故对古建筑的养护还应注意以下方面:定期检修屋顶;定期去除长出的杂草,并喷洒抑制杂草生长的药剂;定期安排人员检修电路,更换老旧电线;同各专业人士密切沟通,解决好建筑涉及的排水、抗震等问题。

  4结语

  木结构古建筑是建筑史上的一座丰碑,同时亦见证了中国在历史长河中的时代变迁,是前任智慧的结晶,是中华民族流传千年的文化瑰宝。因此对木结构古建筑的研究有着深远的意义,在研究的过程中也能更好的了解中国历史上建筑风格的不断更迭。

  现今,包括吊栋阁在内的很多木结构建筑受时间、环境及人为因素影响,已然破败、腐朽甚至坍塌。虽然近10年来木结构古建筑的修复在不断进行中,但力度远远不够,还有很多的建筑亟待人类的保护修缮。随着科技发展,古建筑的修缮技术更趋于成熟,期待木结构古建筑在未来更先进技术的修复下能“延年益寿”,得到更好的保护。

  建筑方向论文投稿刊物:《四川建材》(双月刊)创刊于1975年,由四川省建材工业科学研究院主办。是四川省国内唯一取得国家公开发行资质的建材行业综合性科技期刊。设有近二十个栏目宣传国家关于行业管理、产业结构调整的方针政策;推广应用建材行业的新产品、新工艺、新技术、新装备、新材料;探索行业材料和应用领域的先进技术和管理经验,以及应用现代网络信息技术在传统产业中的应用。