木构历史建筑保护修复适宜性技术探究

张鹏

(1.江苏建筑职业技术学院 建筑装饰学院,江苏 徐州 221116;2.东北大学,辽宁 沈阳 110819 )

历史建筑是人类文明物化的成果和历史文明的重要组成部分。国内外相关《规范》强调在历史文化街区内的历史建筑不得拆除。这一规定意味着历史建筑的保护具有非常高的权威性,也体现对文化遗产的尊重与保护[1]。我国近年借鉴学习国外历史建筑保护先进经验,对文化遗产的保护意识日益提高。由于我国历史建筑多以木构为主,而且这些建筑的保护对象具有独特性质,同时受制于地域文化差异,这都无法简单地应用西方的建筑遗产保护理论和方法。中国传统建筑的保护工作比西方历史建筑更加紧迫,需要我们更加注重对这类建筑的保护和修复工作。因此,我们需要总结一套符合中国国情并且易于操作实施的历史建筑保护方法,以保障这些建筑文化遗产的完整性和延续性。

1 历史建筑保护设计导则

为了规范历史建筑保护的方法和程序,并进一步实施适宜的保护修复技术,应该制定历史建筑保护导则。该导则应涵盖保护目标、保护原则和保护内容等方面的分类标准,并提出针对不同历史建筑对象的具体保护导则和要求。

闫力等[2]提出历史建筑保护是维护文化遗产和传承历史文化的必要方法,在此过程中需要遵循一定的设计导则框架。其包括三个组成部分,第一个部分是保护目标,这提供历史建筑保护与更新的总体思路,需要我们明确历史建筑的文化价值和保护意义,以此为根基规划具体设计方案。第二个部分是导则分类,包括评价、设计和技术三个方面,它们之间相互关联共同构建一个完整的指导性体系。评价方面通过详细研究文化遗产、历史建筑和古建筑风格等方面,进行文物价值评估,从而了解历史建筑保护的重要性。设计方面主要是如何创新性地将历史建筑与现代设计进行融合,同时保护原有的文化价值。技术方面则涉及具体的保护方法和技术实现。所有这些方面都需要有计划地进行分析,以确保历史建筑得到应有的保护和更新。第三个部分,导则的具体内容则要求表述精简扼要或采用图示形式,使其易于理解,同时鼓励设计师在此基础上进行差异化设计创新。此外,导则的实施应当考虑相关法律法规和政策,保障历史建筑保护和更新设计的顺利进行[2]。

2 基于保护对象分类的适宜性技术

闫力等提出的保护历史建筑包括建筑环境景观、建筑外观和建筑室内。需要保护的内容包括历史建筑的尺度、材料、类型及其特征。为了满足保护需求,需要制定保护目标、原则和方式,并评价其可行性。为实现目标,必须选用适宜的防护措施[2]。

1)建筑环境景观保护设计。历史建筑的保护不仅仅是对被视为文化遗产的建筑物本身的保护,还包括一系列文化、历史和社会价值的保护。近年来,随着城市化进程的加快,社会对历史建筑的保护需求愈加迫切。在这一背景下,历史建筑环境景观保护设计被赋予越来越多的关注。其目的在于从整体上保留经过时间沉淀的原有道路格局、建筑结构和场所功能等,以弘扬历史建筑的文化内涵和人文精神。建筑环境景观的保护,因其覆盖面较广而涵盖的内容十分复杂,包括如何在保留历史建筑文化意义的同时,周边城市景观更好地呈现其历史价值。因此,建筑环境景观保护不仅能够保存历史建筑周边的特别空间形态,也有助于提高城市街区的文化品格和人居环境品质。

2)建筑外观保护设计。为了高度重视历史建筑的保护与更新,必须经过细致的审慎评估,分别考虑其历史价值、建筑质量和建筑风格特色,以便确定相应的分类处理策略。在过程中需要综合各种因素,包括但不限于建筑材料的原始性、建筑结构的完整性、建筑外立面的表现形式,以及历史文化的代表性等方面。在具体实践中,历史建筑的立面形式和材料,需要运用保留、维护、整修和更新等不同的方式,以确保历史建筑能够保持其文化价值和建筑质量,同时应该促进文化遗产的传承和发展,以适应当代的社会需求。在对历史建筑周围的新建筑操纵上,需要注重其立面风格与历史建筑协调的统一性,从而体现连续性和谐感。这方面主要体现在垂直和水平比例、开窗率、墙体细节处理、门窗等方面,以及对天际线和高度控制等考虑,以保证新老建筑的协调共存,实现街区的整体美感。在实施过程中,可以采取一系列的设计手段,通过采用具有代表性的元素设计,实现历史街区的连续性、新旧建筑之间的协调过渡,展现更具有学术性和审美性的效果。

3)建筑室内保护设计。为了保护历史建筑的内部,需从多方面着手。其中,一方面需要注重保护历史建筑的结构体系,对其进行还原修复、维护加固以及采用替代接合等方式。另一方面则需注重保护历史建筑内部的空间格局、装饰特色,并根据实际情况恰当加以利用。此外,对室内建筑设备进行适时更新,如电器照明、空气调节等,以提高建筑室内环境的质量,同样具有重要意义。

3 基于建筑材质分类的适宜性技术

本文对建筑材质分别为砖、石、木三种类型的适宜技术进行研究和分析,并提出反馈建议,为历史建筑修复项目提供指导,形成反馈机制,以期对其他项目产生积极影响。张帆[3]总结木结构和砖石结构历史建筑在保护、修缮、监测和预防性保护方面的经验和教训,就不同阶段、内容、对象进行研究,探究多学科科技保护的规律和方法;深入剖析历史建筑保护和修复的过程,以及其技术和评价研究,探讨历史建筑保护的发展历程和保护理念,从而为历史建筑文化的传承和保护提供有力支持。

1)砖墙适宜性修复技术。在砖墙适宜修复技术的选择中,可基于评价学的方法建立以真实性、破损情况、经济性和外观效果为主要因素的适宜性评价模型。在历史建筑保护修复中,在通常情况下,真实性都是首要考虑的因素。在特定情况下,可能会更加重视其他三种因素之一进行评价选择。

2)石质建筑表面适宜性处理技术。在历史建筑保护修复中,石材适宜性修复技术应当体现可识别和最小干预的理念,并充分考虑未来处理可能性。这种保护修复技术具有广泛的应用性和推广性,对大量一般性历史建筑均可采用。修复步骤包括基层清理和清洁、表面渗透增强、石材修补以及表面处理等,其中表面渗透增强和石材修补是修复技术的关键环节。在修复过程中,应严格控制修复材料的选择、使用和处理,以确保修复结果的可靠性和持久性。

3)木构件表面保护适宜性修复技术。为了确保木材表面的保护效果,需要采用物理或化学等不同方法进行处理。其中,物理方法可通过改变微气候环境或调整建筑设计等手段实现;而化学方法则通过使用油漆技术,在不影响微气候环境的前提下对木材进行保护。被视为具有特殊价值的原始木材或经过修缮后的木材,应当采用保留和最小干预的原则进行处理;而价值较一般的木材或本次修缮中添加的木材,则应按照协调和可识别的原则进行脱漆处理,并进行选择性浸渍、底漆和面漆处理。此外,在进行面漆处理时,除满足视觉美观的需要,还应特别注意其功能性要求,例如防水防变形、抗紫外线、防腐防虫等方面的要求,以实现有效的保护效果。

4 木构历史建筑保护修复技术适宜性探索

我国众多具有历史意义的建筑文化遗产,特别是那些由木材构筑而成的建筑物,铭刻着中国传统建筑文化的传承和智慧。长期以来,工匠们延承一整套传统的木结构保护技术,这种技艺在实践中已然体现其原生态的保护和维修意义,旨在继续利用这些古老的建筑并让它们符合现代人的使用需求。其核心思想在于通过使用传统施工工具对木结构进行校正,通过新木材的修复补全木构件的形状和强度,以及通过附加的支撑体系弥补旧有结构的变形等方式,维护建筑的完整性。这套传统做法在文物保护修缮中得到很好沿用,经久不衰,向我们当代人展示中华民族独特文化的魅力所在[4]。

4.1 历史建筑木构件保护修复技术原则

在历史建筑的修缮保护工作中,真实性、可逆性和最小干预原则已经成为普遍认可的关键原则。这些原则涵盖历史建筑保护工作的核心内容,并受到国际社会广泛关注和应用。其中,真实性原则要求尊重历史建筑的本来面貌,尽最大可能保留其原有的格局、结构和空间,以呈现历史建筑的原貌及当时的建造技艺与文化;可逆性原则则要求新的修缮方案应该是可逆的,确保后代可以更好地进行修缮保护工作;最小干预原则强调修缮措施的最简与最必要性,尽量保留现有材料,并只针对必须替换的腐化或损坏构件进行必要替换。这些原则不仅适用于现场指导工作,还指导相关政策和规范的制定,确保修缮工程的高质量和长期可持续性,保护文化遗产的价值和意义。各大历史建筑修缮保护机构在国际范围内坚定地推进和执行相关原则,以确保历史建筑在修缮过程中获得全面细致的保护和传承。因此,深刻理解和遵守这些原则不仅有利于保护历史建筑的文化价值,也可为后代留下更为可贵的文化遗产[5]。 中华民族的文化和建筑空间观念与欧洲民族存在深刻的历史、文化和地理差异,这些差异导致在木质建筑保护工作中需要建立一个具有本土特色、基于中华民族对空间的认知和理解的保护理论体系。然而,在实际保护工作中,如何平衡“整旧如旧”原则的争议、如何维护木构件、如何保护和使用油漆彩画等问题,需要我们进行深入思考并不断进行探索和创新,以确保这些珍贵的文化遗产得到更全面、更深层次、更可持续的保护和传承[6]。

4.2 历史建筑木构件常见劣化现象分析

我国古建筑多采用木结构,木材易于运输和加工,受力系统优良,但也面临腐朽的问题。木材的特殊性和外在因素导致其易受虫蛀,格外容易老化。木材的破坏一般从边材开始,通过缝隙慢慢蔓延至中心,最终导致木材软化、折断,危及建筑安全[7]。

4.3 历史建筑木构件保护修复技术一般程序

历史建筑木构件保护修复技术的常规步骤包括多个方面：首先是价值评估环节,主要评估历史、科技、文化和再利用等方面的价值;其次是现状勘察阶段,主要包括树种鉴定、屋顶、梁柱、楼梯和地板等其他木构件的勘测;再次是方案设计过程,需要明确保护和修复类别、确定修缮方法和功能定位等,施工阶段需注意防止对其他构件造成不良影响,避免造成更严重的后果。需要拆卸维修的构件,应标记并保护。修复过程需翔实记录,包括全面的设计图纸、现场施工技术资料和照片。记录方面需注意整体与劣化部位的关系、针对损伤和病害所采取的技术措施,以及对比传统工艺流程与现今工艺。同时需记录修复前后的对比等重要信息。历史建筑的木构件,修复完成后需要定期检查。尤其在湿度高、寒冷、易受虫害的地区,需要密切关注外露部分是否有劣化现象。建议一至两年进行全面检测[8]。

4.4 历史建筑木构件修复技术

1)木构件裂缝的修复技术。锚栓加固法主要用于木构件出现龟裂、劈裂等较严重的裂缝,通过钢制锚栓或螺栓穿透或夹紧被加固截面,提高木构件截面的抗剪能力,限制裂缝进一步扩展,并利用拧紧螺栓提供的压力进行加固,同时可以加配木板或钢板提高木构件的抗剪性能[9]。

2)木构件糟朽的修复技术。木构件糟朽的修复需要根除糟朽现象诱因,否则有可能会反复出现。修复技术包括糟朽的传统修复技术、木构件原位防腐加固技术和化学防腐技术。选择适合不同类型木材和外界条件的防腐试剂,并在保证木构件自身性能提升的同时,保证遗产建筑的原真性。

3)木构件拔榫滚动的修复技术。历史建筑木结构的构造节点普遍采用“榫卯”工艺,其连接的灵活性较强,但存在地震和潮湿等因素导致的拔榫滚动问题,影响整体稳定性。对于评价为“轻微”和“一般”的拔榫现象,可采用环氧复合销钉加固法和 CFRP 加固法进行修复;对于评价为“严重”和“很严重”的拔榫现象,则需采用扁钢加固法或铁皮包裹法进行加固。这些加固技术的应用有望为历史建筑木结构的保护和修复提供有效的方案。

4)木楼梯楼板修复加固技术。木楼梯和楼板会因磨擦和基层损坏而降低品质。部分历史建筑木楼梯栏杆和扶手细节精美,包括雕花和镂空,除了实用还有很高的艺术和历史价值。裸露的楼梯易损坏,因此可采用竹塑板包裹楼梯以减少磕碰和损伤。竹塑板是竹子片状处理后用热压胶处理而成的,能够防护楼梯免受外界和自身损坏。

5)维护、装饰构件的修复技术。在历史建筑的修复过程中,门窗等构件通常被较低重视。然而,作为建筑外观的一部分,门窗不仅在美学上具有重要性,也在技术、心理、造型和学术方面发挥重要作用,因此需要保留其本真之美。为确保门窗的原始属性不失,我们需要注重它们的细节和质感,并尽可能保留其天然美感。此外,在门窗设计的过程中,还需要考虑建筑的整体风格和色彩搭配,以使其更好地融入建筑立面。历史建筑中常用木质窗框和门框,常见劣化包括腐朽、变形、开裂等,评价等级分为“轻微”或“一般”。针对修复门窗的不同情况,应采取不同的维修方法。对程度不大的损伤,可以采用就地修复的方式进行,在不影响门窗结构和稳定性的前提下,尽可能地维持其原有外观和功能。然而,对评价等级较高、程度较严重的损伤,为了确保门窗整体性能的恢复,需要将门窗扇进行拆卸修复。

5 结语

历史建筑木构件的修复是为了改进和提高原有的结构体系和构件性能。然而,对传统的修复方法,应该遵循辩证的修复原则,既要保留经验,也要时刻探索更为优越的新方法。在修复手段的选择上统筹传统与现代的修复技术,探寻适宜历史建筑中木结构的修复技术,实现对传统修复手段的优化继承,对新技术新材料的辩证引进。针对木质构件的历史建筑进行适宜性技术研究,提出相关的反馈建议,旨在形成一种反馈机制,为其他历史建筑修复项目提供指导性意见,有效促进我国历史建筑保护的实践发展,并为相关工程项目提供可参考的经验。