古建筑的南迁北建案例分析及运用以北京世园小镇接待服务中心古建筑迁建为例
2022-03-05章毅
章毅
0 引言
随着现代社会的发展,传统文化交流不断继承和发扬,古建风格也在各地工程建造中复兴运用,如在寺庙、鼓楼、戏台、园林类牌坊及亭台楼阁等均有采用。其建造方式各异,有原址修缮的、有仿古建造的、也有异地迁建的。本文以南北地理差异为特点,通过江南古建迁建至北方的实际案例,主要描述迁建的一系列施工过程、维护工作、注意要点及解决方法。
1 实例项目背景及特点
本项目实例为4 栋南方徽派建筑(为修复后的明清时期民居老建筑,以下统称古建筑),于2018年底迁建于北京市延庆区,作为“2019 年北京世界园艺博览会”的世园小镇接待服务中心办公区之用,集接待、餐厅、茶室、健身、多功能宴会于一体。
其中最大一栋为江南第一官厅之称的“五凤楼”,占地面积近1300m,建筑高度达11m,该楼采用三进二天井形式,左右对称,前低后高;门头八字砖雕装饰;四周高筑马头墙;内部以石材、木构件为主;各构件雕梁画栋,精美绝伦。
“五凤楼”整体风格庄严、大气,在世园会开园期间接待了国内外众多领导人,成为宣传中国传统文化建筑的一张名片(如图1、图2 所示)。
图1 “五凤楼”南门楼
图2 “五凤楼”进2 古建筑构件修复
古建筑迁建前的首要工作就是对那些年久失修、残破不堪的构件进行修复,本项目先进行保护性拆存就近入库,并在仓库内进行复原工作。其目的是:修补构件表面、搜寻匹配符合的材料、替换损坏或缺漏构件、修复后的构件最后按原样式进行试拼装及复建。最大程度地保留了其原真性,恢复了其历史价值、美学价值和科学研究价值。
2.1 构件材料的选择
首先对原构件材料进行选配,剔除不合格的,添配缺失的构件材料。添配材料主要为屋面以下部分,而屋面部分(如椽子、瓦片、吻兽等)因长期受到室外风吹雨淋和冻融的侵蚀,其承载力、安全性都不具备良好性能,所以该部分宜用新材料替代。
2.2 木材预处理
木材为古建筑的主要使用构件,因木材易腐蚀、老化的特点,需先行去虫、防腐及干燥处理。可采用加压渗透处理法、浸泡处理法、搭棚密闭处理法等,相应费用也由高趋低。
结合本工程特点,采用加压渗透处理法和浸泡处理法对老构件木材损伤或变形较大,故权衡后采用搭建玻璃棚熏蒸处理结合后续烘干处理,达到经济实用之目的。
处理剂(药剂):一般常用的药剂处理剂为防腐剂、防霉剂、防虫剂、雾化熏蒸剂等。如ACQ 木材防腐剂:集防腐防虫于一体;木材杀虫剂:能有效灭杀食材性和食菌性昆虫等。因处理剂具有低毒及腐蚀性,所以在操作时需加强安全防护。
2.3 构件修复工艺
2.3.1 木材修复
针对木材构件的修复可采取填补法、挖补法、墩接法、化学材料浇铸法等进行处理。
填补法:针对构件上已有的孔洞、裂隙进行填补处理,常用环氧树脂或细木条进行嵌补严实。
挖补法:对木构件表层局部或大块面的腐朽、损坏的修复,在挖除腐坏木材后打胶并填充材料嵌紧。
墩接法:适用于柱或不承重长构件,因构件腐朽、损坏而截短后,为达到原设计尺寸而接长使用的方法。
化学材料浇铸法:是一种现代修补工艺,对于构件内部出现的腐朽、空心、虫蛀现象,采用不饱和聚酯树脂进行浇铸渗透后的加固。此方法在原址就地修缮复原效率高,而在本项目所属仓库内修复尽可能利用完整度高、小修少补且安全系数有保障的完好木构件。
另外,若涉及改造面较大或影响到木构件应力传递及安全风险的,还采用包扎铁箍或铜箍起稳固及美观效果。
2.3.2 石材修复
石材构件受到硬碰伤或风化缺失的情况下,可预制加工好相同材质或色泽的石料进行粘接,对损坏较重的断裂石材可内嵌预埋件进行粘接拼合。
2.3.3 雕饰物修复
徽派建筑一大特点是三雕“石雕、砖雕和木雕”。石雕和砖雕随着时间流逝已很难再修复,多以现有物件原貌呈现或以新物代替旧物进行还原。而木雕可以通过清理、接拼、深入雕琢进行修复。修复后的雕饰构件(如牛腿、雀替、插花等)错落有致、栩栩如生,常带有丰富的题材和寓意(如竹林七贤、琴棋书画等)。
2.3.4 构件的全新制作加工
越久的古建筑构件出现断裂、压碎现象越多,因此对这些没有修复可能性的构件需用新材料进行复古全新制作和加工。制作方法是:先找到原材料或类似材料,按原古建筑及构件风貌特征进行复制加工,包括风格、尺寸、榫卯结构、雕刻、纹样等尽可能原样再现,这样与原构件或古建浑然于一体。
2.4 构件的试拼装、拆解和保存
古建筑构件修复好后按原规格尺寸进行试拼装,试拼装过程可及时发现各构件搭接是否顺当、尺寸及标高是否精确、加工制作工艺是否可行,发现问题后及时进行返修。
试拼装合格后的古建筑构件,可拆解、标记和保存。同时注意每栋古建筑应绘制施工图纸,实物构件与图纸标记应一致,这样可随时运送至施工现场按图装配搭建。
3 古建筑构件的运输
3.1 运输构件种类
运输构件的选用原则是:表观看得到的尽可能采用南方原构件材料,而看不到的可当地采购为宜。这样可以大大节约建安成本,又能最大程度地还原了古建筑的原貌特征。
拟当地采购的材料主要为隐蔽项目材料或基础材料。如:水泥、黄沙、碎石、钢筋、混凝土、纸筋灰、标准砖、防水材料、油漆、屋面木基层及辅材(椽子、里口木、勒望、瓦口板等)。
3.2 构件运输方案
为防止成百上千的古建筑构件同时运达施工现场,造成现场混乱,本项目对各构件进行归类编号,并制定运送顺序。运送顺序原则是:“由下至上、由主至次、分层分批”地运送。其优点是:按施工搭建顺序及时供货及时安装、节约施工场地、避免各单位间争场地和交叉作业、更可减少材料损耗。
4 古建筑构件的搭建
古建筑从构造上来看,自古有“三分说”,简言之就是室内地面以下部分为“下分”,对应的是台基;室内地面以上至梁为“中分”,对应屋身部分;“上分”为梁以上部分,对应的是屋顶部分。现对应这三个层次,结合图示进行论述和注意事项说明。
4.1 台基工程
4.1.1 基础工程
基础是台基的入土部分,起着承受古建筑上部结构的荷载,并传递至地基的作用。
常规有两种做法:(1)传统的做法,即在软土地基上做基础。(2)现代做法,现今往往大开挖基础做地下室结构(如本项目做箱形基础),古建筑基础结构直接能坐落于地下室顶板上,则对整体结构的稳定性更为有利。
4.1.2 台基工程
台基工程为出土部分,也叫台明,主要为石材铺贴作业,往往也是江浙地区古建筑的建筑面积计算范围线。各构件名称及安装位置详见图3(改绘自参考文献)。
图3 台基示意图
需注意的是,北方的低温及雨雪反复冻融会涨裂石材,经检查本项目密度高的金山石材没有开裂现象,但其它石材有开裂出现,所以要尽可能选用密度大、孔隙率小的石材。同时运营期间对临水的石材,在入冬前需提前排干水体、降雪后及时清扫,减少水分对石材的冻融破坏。
4.2 屋身工程
屋身工程主要为木构件的柱、梁、枋、桁等安装,瓦作工程的墙体砌筑,油漆作的刷漆彩绘等内容,剖面示意详见图4(改绘自参考文献)。
图4 屋架进深方向剖面示意图
需注意:(1)各木构件的搭接顺序依次由下至上、由内至外、逐层进行组装。组装工艺采用传统榫卯连接方法,另配现代起重机械可大大提高安装工作效率;(2)为保证木构件外观的原貌效果,所涂刷的油漆采用清漆,漆的种类采用环保漆,这样可尽早投入使用且又能保证人体的身体健康。
4.3 屋顶工程
屋顶工程主要包括小木作工程的木椽、望板等木基层制作和安装。瓦作工程的混凝土板铺设、筑脊、成品构件安装等,详见图5(改绘自参考文献)。需注意:
图5 屋顶剖面示意图
(1)屋顶传统工艺采用木望板承托屋面或防水工艺,也可采用现代钢筋混凝土板现浇形式代替,其防水、承重及保温效果更好。
(2)屋顶的防水层与保温层设置,宜采用倒置式屋面的做法(即保温层在上、防水层在下)。若防水层在上的话,长期受日晒雨淋,易加速防水层老化,且排不出来的水汽也会使防水层起鼓,所以优选倒置式安装工艺。
(3)本项目在屋面瓦铺设时未采用南方常用的直接铺设方法,而在底瓦下设置水泥砂浆粘合层,这样坐浆牢固,可抵抗北方大风和雨雪冻融侵蚀。
4.4 装饰工程
主体结构搭建完成后,后续进行装饰完善工作,装饰工程古代也称为装折,包括门、窗、挂落、栏杆、吴王靠、抱鼓石、石狮等,这些装饰构件可事先加工或修复成型,然后运送到现场进行安装即可。
4.5 现代设施及配套工程
为满足现代使用功能和舒适度,增加了许多现代设施及配套工程,主要包括:灯光系统、电气、通风、采暖、设备管线等。通过现代化的建造手段,使古建筑品质得到进一步提升。需注意:
(1)现代生活所需的设备及管线明排布置在室内,很影响视觉效果,所以本项目将管线统一排线并暗铺布置,外饰面采用与古建风格类似的材料或木格栅进行装饰遮挡。
(2)北方冬季寒冷,传统普通木门窗达不到保温隔热和气密性效果,故采用现代复合门窗工艺替代,如铝木复合门窗、钢木复合门窗等。
本项目使用的钢木门最大高度达到了4.2m,内部采用钢构件支撑成骨架不致变形,外部采用装饰木板、木花格、钢化夹丝中空玻璃组成花纹图形,既起到古朴风格,又达到了节能、保温效果。
5 古建筑后续维保工作
古建筑后续维保工作包括巡视检查、维护保养、监控设备保障等维保措施。
5.1 巡视检查
搭建好的古建筑需特别维护,首先是加强巡视检查工作并落实到专人执行。巡视检查一般以目测为主,可配备手电筒(查看暗处)、卷尺(测量)、木槌(敲打听声)、铅丝(掏挖查找有无虫蛀,测量开裂深度)等检测工具。若有必要可采用木材阻力仪、雷达扫描等专用工具对有疑问的构件探测检查。
5.2 维护保养措施
5.2.1 生物病害防治
从地理位置看,生物病害的危害程度由北至南逐渐加重,主要针对木构件,由昆虫动物、微生物等活动引起的破坏。本项目维保期间就发现过木蜂啃食危害。通常还有白蚁(啃食木材破坏)、天牛和蠹虫(蛀孔、筑巢产卵及啃食破坏)等引起的危害。
防治办法:在春季至秋季仔细巡视木构件进行预防,保持空气环境干燥,发现有虫尸或虫啃食过的木粉、碎屑、虫洞等,进行人工灭杀、药物毒杀、注意木材表面刷漆防护、减少房屋空置或适当的人员活动都有驱避作用、控制周边开花植物减少昆虫吸引和滋扰、还可请专业防治公司进行防治。
5.2.2 构件材料的修复
维保期间对发现木构件开裂的进行填缝处理,开裂缝较大的打铁箍或铜箍进行包扎加固处理;对出现的构件有位移、松动、脱落等现象的,进行归安加固(或做榫连接)处理;对检查发现严重变形、断裂、碎裂等不能进行修复的构件,则直接进行更换处理。
5.2.3 设备、管线维护
对于古建筑内各类设备、管线重点检查,特别是电缆、电器、灯具、监控设备、安防及消防设施等极易引发重大事故的。设备需经常调试以保证正常使用,老化的及时更换。
5.3 监控设备保障措施
古建筑搭建完成后,宜设置一套监测或监控设备,其目的是监控古建筑大木构件的标高沉降、位移数据,超过安全系数值时及时预警。同时监测到的数据也为今后此类项目提供宝贵的科学数据支持。
6 结束语
借着2019 年世园会开园的契机,本项目在各参建方协作配合下按时竣工并顺利开业,期间接待了国内外众多游客和嘉宾,把中国传统南方建筑最精美的一面向全世界进行了展现。本文通过这次迁建实例,记录和论述了全过程实施步骤,希望为今后的各类古建迁建、传承保护和活化利用提供宝贵思路和借鉴。