浅谈优秀历史建筑修缮工艺——以上海山阴路历史保护建筑修缮工程为例

■ 张鑫鑫 ZHANG Xinxin

0 引言

随着城市建筑的不断更新，风貌特色也在不断变化。优秀历史建筑是城市的建筑文化资源，具有不可再生性，必须在保护的基础上进行修缮更新，在确保居民居住安全的前提下，修复其原有风貌，作为历史的记忆永久传承下去。相比于现代建筑，近代历史建筑的修缮工艺针对性较强、影响因素较多，其修缮工艺区别较大。笔者以此为背景，结合山阴路风貌保护区（图1）多个优秀历史建筑的修缮改造过程（该项目包含山阴路133弄、229 弄等多个建筑物），对屋面及外立面的几项关键技术进行研究总结。

图1 风貌保护区俯视图

1 建筑概况及保护价值

1.1 建筑形制和格局特点

山阴路133 弄（东照里）的总体布局沿用了石库门里弄的空间组织方式，该建筑于1927 年左右建成，建筑面积15 693 m2，属于新式里弄住宅。大部分为3 层砖木结构，竖向主要为砖墙承重，水平承重构件楼面主要为木搁栅，屋面采用木屋架、桁条、椽子等组成，外挑阳台为混凝土板。

山阴路229 弄属于英式花园式里弄，房屋以及花园的格局较大，每两幢相连。建筑的外立面是青砖墙体，中间镶嵌红砖腰线，水泥勒脚，建筑南立面为内廊形式，连续拱形的木制门窗。屋面是四面红瓦坡屋顶，上有老虎窗。建筑细部腰线带有西方古典样式的齿型檐口及线脚。

1.2 历史价值

山阴路133 弄（东照里）作为上海市第四批优秀历史建筑，位于山阴路历史文化风貌区核心位置，是历史风貌保护区内的重要区域。墙面为灰色水刷石，门窗洞周围均带有装饰线脚，主入户门上带有拱券形雨棚，房屋三层设有露台，露台装饰有方形宝瓶栏杆。该里弄均为独门独院，通过入户小院进入房屋，院围墙高度较低，颇有日式风格（图2）。

图2 山阴路 133 弄立面图

山阴路229 弄二层外窗带有拱形的门窗楣，配以西式柱装饰，砖工精巧、线脚细腻考究，北面有平屋面晒台。建筑既有新古典主义的氛围，又有海派的韵味，勾勒分明、高贵优雅，细细品来，韵味十足（图3）。属于虹口区第五批优秀历史保护建筑。

图3 山阴路 229 弄立面图

该风貌区最能体现老上海高级住宅的味道，反映出20 世纪20—30年代上海租界的历史风貌，具有一定的历史研究价值。瞿秋白故居坐落于弄内东照里12 号。

2 工程特点及难点

保护、保存是该工程施工的特点。即保护原有的建筑风格、保存原有的结构体系；保护原来的建筑材料、保存原来的工艺技术，保存建筑最有价值的部分。

使建筑“延年益寿”，而非“返老还童”是该工程修缮的目的。要用原来的建筑材料、施工工艺以及式样，达到原貌恢复，还原其历史面目。要坚持建筑的本质特征，将历史传统与先进功能相结合，确保在原汁原味的基础上，提升居民的生活水平。

该工程修缮的难点在于屋面及外墙修缮，也是修缮重点。首先，由于建筑建造年代较长，需要对屋面内部结构逐步检查；其次，外立面风化严重，防水质量达不到要求。因此，必须在确保还原屋面及外墙原有面貌的基础上，保证屋面和墙面的修缮质量，并具有一定的耐久性。

本文针对屋面及外立面的保护修缮部位进行工艺研究，主要为：平瓦屋面、拉毛墙面、水刷石墙面、清水墙墙面等。

3 保护部位的修缮工艺

该项目修缮性质为优秀历史建筑修缮工程，包含的修缮内容较多，研究形成的主要关键技术如下。

3.1 屋面修缮技术

3.1.1 木屋架加固施工工艺

打开屋面，检修加固屋架、桁条。替换腐朽的木构件。

3.1.2 屋面木基层施工工艺

选取18～20 mm 厚的屋面板铺设，同一桁条上同缝接头≤500 mm且不得在同一条线上（图4）。铺设完成后，需进行白蚁防治处理；采用4 mm 厚APP 防水卷材从下往上、从左向右铺设，短边搭接≥150 mm，长边搭接≥80 mm；防水层上铺设截面尺寸为6 mm×40 mm 的顺水条，间距≤500 mm；根据瓦片长度计算垂直方向上的挂瓦条间距（一般上下瓦片盖住长度≥50 mm），将截面尺寸为25 mm×40 mm 的挂瓦条钉在顺水条上。

图4 屋面板错缝示意图

3.1.3 平瓦铺设工艺

挑选瓦片→清扫瓦片→瓦片打孔→穿铜丝→铺设瓦片→绑扎铜丝。

铺设瓦片前，需先将瓦片水槽等部位清扫干净。因建筑物屋面坡度＞30°，需在平瓦上部小水槽内开孔，将18#镀锌铁丝穿入孔中并拧成麻花状。铺设瓦片时，应从下至上，从右至左按顺铺设，瓦片的搭接缝要交错半张，瓦槽落榫，瓦头顺直，挂正挂牢。

檐口的瓦片需挑出横水落40～50 mm，整体伸出檐口70 mm左右。因部分屋面有斜沟，遂采用拉线弹线方式，沿着斜沟上下两端位置，从上至下做好标记，将覆盖在斜沟上的瓦片按照弹线切割。斜沟左右两端的瓦片应伸入斜沟内50～90 mm，为了不影响斜沟排水，龙梢处斜沟宽度应＞220 mm。

3.1.4 屋（戗）脊施工工艺

两端拉线校正→铺设脊瓦→粉刷屋脊基层面→粉刷屋脊面层。

屋脊施工前，需先将屋脊两头的脊瓦固定好，用麻线拉直，沿着麻线水平方向堆砌砂浆（一般采用石灰黄砂），屋脊高度按照实际情况控制在50～80 mm（图5）。境止瓦需伸入屋脊≥40 mm。脊瓦搭接应顺东南风方向，铺设平整，盖过屋脊两边瓦片≥40 mm，铺设完成后粉刷基层，隔天粉刷面层。

图5 脊瓦铺设细节图

3.2 外立面修缮

3.2.1 外墙面现状及修复原则

该项目建筑外立面蕴含的元素较多，不仅包含清水砖墙和水刷石墙面，还有拉毛墙面等，对于不同部位的修缮采取了针对性施工方法。

多年前，山阴路229 弄的清水墙曾做过改造和调整，目前，清水墙外立面覆盖涂料，建筑下部砖体风化酥碱严重；由于长期的气候、雨水影响及不合理修缮等，造成了砖砌体、嵌缝受到了严重坏损；此外，因长期无人管理，外墙被爬山虎覆盖，植物根系扎入砖墙内，造成砖墙开裂破损（图6）。

图6 清水砖墙原状

水刷石墙面具有耐久、实用、美观的特点，上海很多里弄房屋的外墙使用此工艺。山阴路133 弄外立面的水刷石是重要的外立面特征。由于年久失修，出现空鼓、开裂等破损现象。此外，山阴路133 弄山墙侧的拉毛墙面由于脱层、空鼓和开裂，出现大面积脱落现象（图7）。

图7 水刷石及拉毛墙面原状

外墙的修复工程不仅是恢复外立面原貌，还要让修复的外墙能经受住大气环境、气候现象的长期影响，尤其要防止出现常见的泛碱现象，增加其耐久性。另外，还要坚持“可逆性原则”，保证施工材料具有牺牲性保护[1]，即在不带入其他有害成分的基础上，能吸附原有主体存在的有害成分，进一步保护墙体的耐久性。

3.2.2 墙面劣化原因及其对策

3.2.2.1 墙面劣化原因

目前，已经有很多研究表明，外墙的劣化原因主要是可溶盐的盐害。可溶盐主要为可溶性高的离子，包括NO3-、SO42-、Cl-、K+、Na+、Mg2+，、Ca2+等离子。一般认为，由于盐害导致外墙材料劣化的原因如下：①结晶膨胀压力，即水分蒸发导致可溶盐饱和析出，可溶盐的结晶对外立面材料的孔隙或裂隙内壁造成一定压力；②水合压力，即部分可溶盐遇水发生水合作用而膨胀，对孔隙或裂隙内壁产生膨胀压力；③温差应力，即可溶盐与不可溶岩石矿物的热膨胀系数存在差异，在快速升温或降温过程中，岩石晶体之间产生温差应力[2]。

施工过程中，采用可溶盐含量高的材料，不仅会破坏原有清水墙的耐久性，还会在修复后出现泛碱现象。目前，可知的泛碱原因有如下几点[3]：①一般常用的硅酸盐水泥水化过程中，会产生NaOH 和KOH，与水泥中的CaSO4等硫酸盐物质反应，最后生成K2SO4及Na2SO4，这些水性盐类也会随水分游离到砖墙表面，随着天气干燥，蒸发后残留在外立面，形成白霜状物质。②施工时使用含有大量可溶性物质、碱含量较多的水分，会造成墙面大面积和持续性泛碱。

3.2.2.2 外墙修复的材料选取

为了让修复后的外墙增加耐久性并减少泛碱现象，根据上述原因，通过选取合适的材料（表1），并采用新的施工工艺，可改善墙面泛碱现象，同时，也增加了修复后墙面的耐久性。

表1 外墙材料类型

首先，必须使用可溶盐少、碱含量低、环保的材料，并具有一定的耐久性。

其次，遵循优秀历史建筑修缮的“可逆性原则”，清水墙面修补时采用石灰类材料。石灰主要成分为Ca(OH)2，基本不含上述有害可溶盐，相比水泥类及砖类材料，石灰类材料孔隙率更大，可溶盐会优先向石灰类材料内部聚集，并吸附在石灰类材料内部。历史建筑的外立面本身含有大量的可溶盐，使用孔隙率更大、可溶盐吸附能力更强的石灰类材料，盐分会优先聚集至此材料中。

另外，原砖砌体材料强度一般高于石灰类材料，即使去除修补用的石灰类材料，也不会伤害原有的砖砌体。当石灰类材料因长期盐害受到损坏时，只需将此修复材料重新更换，便可在“可逆性原则”的基础上，既修复了外立面的原有风貌，又增加了原有建筑材料的耐久性。

水刷石墙面和拉毛墙面施工时，须采用细砂，且级配均匀，配出的砂浆能够提高密实度，减少孔隙率，阻止水分的残留，从而降低气候的影响，增加墙面的耐久性。使用含碱量低的水泥和可溶性物质少的自来水，可以让墙面的可溶盐含量降低，从源头减缓墙面的劣化。

外墙用有机硅防潮剂涂刷防潮层，防止周边环境潮湿时水分从墙底往上渗透，将地底的可溶盐带进墙面。

外立面整体修复完成后，用有机硅憎水保护剂涂刷整个外立面，增加一层透气性憎水薄膜，既不会堵塞外立面表面的毛细孔及微孔，还能防止水分从外表面渗透进墙体，而且不影响潮气的散发，做到在防潮的基础上保持透气，进一步增强外立面的耐久性。

3.2.3 外墙修复工艺

3.2.3.1 清水墙修复施工工艺

（1）外墙清洗。采用物理法（清水冲洗）和生物法（生物降解法）相结合，自上而下、自前而后清洗。轻度污染面，边用清水冲洗，边用尼龙刷轻刷。中度污染面，清水中添加活性酶，边冲边刷。严重污染部位，需先清除墙面浮灰，涂刷脱漆膏，清除原有清水墙墙面涂料，铺贴塑料薄膜起到保湿作用（时间≥6 h），增强脱漆效果。冲洗原墙面涂料，根据实际情况可多次使用脱漆膏，直至将原墙面涂料彻底冲洗干净，剔除风化砖缝。

（2）修补工程。清水墙局部轻微破损的修补：砖面风化剥落、破损、碎片深度＜5 mm 时，不予修补，保留历史的沧桑感。墙面破损深度达到5～20 mm 时，采用专用修复砖粉材料分层批嵌，避免一次成型。首先，依次嵌补；随后，从上至下，顺长缝横向清除黏灰；之后，从上至下清理头缝黏灰；最后，对外立面整体清扫。嵌补的灰缝要求与砖块粘接严密，与原墙面色泽基本一致，灰缝平直、通顺、凹凸鲜明。深层损坏的修补：砖块表面风化深度超过20 mm 时，采用相同建筑年代的黏土砖切割的砖片修补，砖片应采用表皮层；将风化的砖块修凿平整，用普通抹灰砂浆WP15 或DP15 粘贴砖片，粘贴的砖片必须与原墙面保持平整，灰缝均匀。对整体墙面拼色，使整体墙面颜色协调和顺。

（3）砖墙勾缝。用云石片将破损的勾缝清除，并将原有缝隙中的垃圾清除。用水泥砂浆搅拌增固胶粉和防水硅树脂乳液，对缝隙深部进行第一道填充防水。用专用防污型填缝剂加拌防水硅乳液和增固胶粉，对缝隙进行第二道防水和装饰勾缝，确保其密实和持久防水。砖缝为平缝，材料使用石灰类材料，厚度为8～10 mm，内凹3～5 mm。勾缝顺序为从上往下，先水平、后竖向灰缝，砖缝应做到平整密实饱满。修复后的清水墙见图8。

图8 修复后的清水砖墙（修旧如旧）

3.2.3.2 水刷石墙面修复施工工艺

为了将其恢复原有面貌，先参照原有水刷石墙面（图9），推测其石子的成分和石子的密度，制作小样确认施工工艺。

图9 修缮前水刷石墙面

经过多次小样制作，并与设计单位及实施单位沟通后，确定水刷石墙面材料为粒径2～4 mm 的白云石和粒径2～4 mm 的黑金石，白云石和黑金石的比例为15:1，同时，根据原有墙面的石子密度确定水泥石子比例为1:2.8。小样和原墙面对比图见图10。

图10 小样与原墙面对比（上层为小样，下层为原墙面）

由于操作工艺陈旧，一次冲洗很难保证工程质量，因此，采用“三拍三洗”工法[4]，保证修缮质量。

首先，整理基层，清理平整墙面，凿除凸出部分，并洒水湿润墙面。

随后，拉通线，用素水泥浆嵌入分格条，做到横平竖直。待分隔条稍干时，涂刷界面剂，增加黏结力，这样可以防止墙面空鼓。抹水刷石材料（配合比为1:2.8）做面层。做到随刮素浆随上水刷石拌合物。之后实行“三拍三洗”工艺。

一拍一洗：从上往下，从左往右，用铁板将面层浆料抹密实，厚度略高于分隔条1～1.5 mm。之后拍平压光。使得表面平整、石子分布均匀，同时，查漏补缺，阴阳角都要压实，防止冲刷时石子掉落。利用报纸和素水泥，从表面吸出多余水分，之后粉光。使用素水泥时，需边刮边抹，以防造成素水泥凝固，变成隔离层，造成墙面空鼓。当面层浆料手指轻压有纹无凹陷时，开始第一次从上而下顺序冲洗，让面层石子大约露出1/4。

二拍二洗：第一遍冲洗约15 min后，第二次用铁板轻抹平整。如石子掉落或出现小洞，立即用面层浆料补上。大约5 min 后，开始第二次从上往下顺序冲洗，尽量让石子露出1/3。

三拍三洗：第二次冲洗结束5 min 后，用铁板轻抹平整。使用低压水枪，从上而下进行第三遍冲洗。

通过多次拍压冲洗，迫使外表面的石子不断转动，最终让平整面向外，尖锐面向内，石子粘结紧密，排列均匀，使得墙面石粒清晰，紧密平整，表面无掉粒。

为了获得更好的美观度，改变传统的先做凹缝再上色的工艺，先将色料加入1:1 水泥砂浆内并搅拌均匀，在冲洗后的水刷石墙面分格缝处做凹缝，确保深度为3～4 mm，这样形成的凹缝颜色自然均匀。

墙面修补完成后，用草酸清洗墙面，待墙面干燥后喷洒有机硅憎水保护剂，增强墙面的防水性能，进一步提高墙面的耐久性。

3.2.3.3 拉毛墙面修复

拉毛墙面由于风化，墙面脱层、空鼓和开裂严重，并出现大面积脱落现象（图11）。对此，采用强度等同于传统水泥砂浆的商品砂浆，进行修复。

图11 修缮前拉毛墙面

因原有拉毛墙面涂刷过涂料，因此，在拉毛工艺中，曾考虑使用白水泥作为基材进行小样制作。白水泥的白度较高，完工后无需涂刷涂料。为了提高白度，相比普通水泥，白水泥熟料会适量增加一定的碱含量。一方面，K+、Na+等阳离子可以改变部分着色粒子的状态，提高白水泥的白度；另一方面，碱可以降低白水泥生料体系的最低共同点，增加液相量，改善白水泥生料的易烧性[5]。

由于碱盐含量的增加，相比普通水泥，白水泥材料的盐害会愈加严重，不仅可能引起大面积的泛碱，还可能在气候和环境的影响下，加速外墙的劣化。因此，最终还是采用了含碱量少的水泥作为基材，修复拉毛墙面。

拉毛墙面修理前，需通过轻敲墙面，判断其空鼓现状。根据空鼓、渗水、破损面积的大小，来处理基层。

如空鼓面积超过300 mm×300 mm，拉毛墙面用切割机将空鼓、开裂部位周围进行切割，然后凿除至基层，不可直接凿除，避免造成周围墙面大面积空鼓。

如空鼓面积较小，则对起壳开裂的粉刷墙面予以铲除，然后进行修补，具体如下：①清理墙面，充分湿润并处理基层。对墙面基层抹灰进行修理和修补，基层抹灰采用比例为1:0.5:4 的水泥、石灰膏、黄砂混合砂浆，平整基层，表面平整度偏差≤3 mm。②待刮糙砂浆强度达到要求后，再抹搭毛灰，用比例为3:1:1的水泥、石灰膏、黄砂（级配均匀的细黄砂）混合砂浆作为拉毛材料。适当加入少量的建筑胶水，提高拉毛的成型效果。③搭毛前采用界面剂（或水泥浆）打底，湿润墙面，湿度需适宜。如湿度过高，拉毛砂浆容易向下坠流，拉不出形状，如湿度过低，不易施工，拉出的毛头不均匀。④采用传统的搭毛工具，从上至下、从左至右或从右至左按顺序施工。施工时力道要一致，速度要均匀，可拉出效果较好的毛头。如个别地方拉毛不符合要求，可以补拉1～2 次，直至与周围墙面一致；如补拉后还不符合要求，则将此处的混合砂浆清除后重新拉毛。⑤毛头纹路深浅和形状均匀、方向一致，毛头接槎和顺无露底，表面分布均匀。新旧墙面接槎平整、色泽接近。⑥在拉毛墙面干燥成型后，用草酸清洗，待表面再次干燥后，喷有机硅憎水保护剂，增加墙面的防水性能，进一步提高拉毛墙面的耐久性。修复后的墙面如图12 所示。

图12 修复后的拉毛墙面

4 结语

该风貌保护区建筑已有近百年的历史，记录了大量自然变迁与人类活动的信息。其清水墙、水刷石、拉毛墙面等外立面，更是体现了当年独有的风格特征。针对此类保护建筑，需在考证和历史研究的基础上，按照建筑物原有的特征、材料质地、施工工艺进行修缮，恢复其原有风貌。同时，通过材料的对比选取，坚持可逆性原则，将修缮施工对原有建筑的损坏降至最低，以缓解百年来保护修缮部位遭受的损伤，保证历史建筑生命的延续。