古建筑保护修复加固技术及建筑设计探析

侯彩筠

山东省文物工程公司 山东 济南 250000

为了保护和传承这些重要的文化遗产，古建筑保护修复加固技术及建筑设计变得愈发重要。在古建筑保护工作中，修复加固技术是其中的重要一环。修复加固技术可以帮助古建筑保持结构完整性和安全性，同时确保其文化价值得以保留。而在古建筑设计中，需要充分考虑保护其文化价值和特色，同时考虑现代使用需求和建筑安全等因素。

1 古建筑保护修复及加固的现实意义

古建筑的保护修复及加固工作有助于提升国家文化软实力和社会文明程度。古建筑保护修复及加固工作不仅需要遵循严谨的文物修复技术标准和操作规程，更需要融入文化传承的理念和价值观。在保护修复过程中，需要综合考虑历史、文化、艺术等多方面的因素，进行细致的文化研究和材料分析，制定科学合理的保护修缮方案，确保古建筑的历史风貌和文化内涵得以完整地保留。同时，古建筑的保护修复及加固工作涉及结构、材料、力学、地质等多个学科领域[1]。在此过程中，需要专业的技术支持和人才储备，促进专业人才培养和科技创新，推动相关领域的发展。

2 古建筑修复与加固措施

2.1 屋面修复措施

屋面是指建筑物屋顶的表面，不仅具有实用功能，还彰显了建筑物的风格和美感。由于长期暴露在自然环境中，屋面易受到大风、雨水侵蚀，导致瓦件出现脱落、碎裂、捉节夹垄灰老化等问题。屋顶作为极其重要的结构组成部分，需要采取适当的保护修复措施。

古建筑中的屋面修复工作极为重要，在进行屋面修复时，需要进行全面详细的勘测和评估，确定修复的范围和方式。在选择修复材料时，要注重选择具有良好耐久性和同规格型号的材料，以保证修复后的屋面瓦件与原有的屋面瓦件颜色一致，从而保持其整体的美观性[2]。同时，在进行瓦垄加固时，也需要考虑到其稳定性和抗风压能力，选择合适的材料和加固方式，确保瓦垄的安全性。瓦面修补也应注意填补和修补的材料要与原有的材料相同，避免破坏其原有的风格和历史文化价值。

例如，位于河南省开封市的铁塔寺佛殿屋面修复工程。铁塔寺佛殿建于北宋年间，是一座极具历史价值的古建筑。受长期的风雨侵蚀和人为破坏，佛殿的瓦面出现了许多龟裂和碎裂的现象，需要进行全面的修复和加固。修复工程由一支专业的修复队伍进行，修复人员首先对佛殿的屋面进行了彻底的勘测和评估，确定了修复方案。在屋面瓦件修复方面，工程师使用了传统的石灰和麻刀进行修补，使瓦面平整，并增加了其耐用性。同时，工程师还选用了与原材料相同的瓦件进行更换修补，以保证整体美观性和风格的统一性。经过多次精心的修复和加固，铁塔寺佛殿的屋面得到了有效地修缮保护，同时也为后代留下了一座宝贵的历史文化遗迹。

2.2 木结构修复措施

木结构是中国传统建筑中最常见的结构形式，其具有独特的历史、文化价值和艺术价值。但由于木材自身的缺陷和长期暴露在自然环境中的影响，木结构易损坏，如木材老化、虫蛀、变形、开裂等问题。因此，需要基于实际情况采取有效的修复措施。

木结构修复是指针对已经出现损伤或老化的木结构进行维修和加固的过程。由于木材具有易受潮、变形、腐烂等特性，因此木结构修复需要经过一系列专业处理，以确保修复后的木结构具有良好的强度和稳定性。在修复工作中，尽可能修复原有的构件，如若构件损坏严重，则需要及时更换，在更换前，应对受损木材进行评估，并选择与原材料相同的木材进行替补，选择与原材料相同的木材可以保证修复后的木结构具有相同的性质和外观，需要注意保持木结构的性能，同时要注意与周围环境的协调性。

木材加固是指对受损木材进行加固处理，增强其稳定性和承载能力。在木材加固方面，在隐蔽部位可以使用钢板、角铁、木钉等材料进行加固，或者使用传统的木栓加固方法。其中，角铁和钢板加固是常见的加固方法，可以有效提高木结构的稳定性。在对木构件糟朽部位进行木材替补时，需要先对受损区域进行清理，去除病虫害和朽烂部位，然后使用同类木材进行修补处理。替补材料的选择需要根据木材的性质和修复的要求进行选择，通常使用的材料包括树脂、胶水、木粉、麻花等。填补材料需要与原材料相同，以保证修复后的木结构的木材性能一致。

例如，敦煌莫高窟是世界文化遗产，内有精美的佛教艺术壁画和木结构建筑窟檐。由于多年的风吹雨淋和自然老化，敦煌莫高窟的木结构出现了明显的腐烂和损坏，需要进行保护修复。为了保持修复后的木结构与原有结构的一致性、完整性，修复工程采用了“原材料、原工艺、原技术”的修复原则，即使用与原材质相同的松木进行修复。在修复过程中，工程师先清理受损木材，然后进行木材填补。在进行木材填补时，工程师采用了与原材质相同的松木进行修复。首先，工程师从附近的松林中选取生长条件相似、树龄相近的松木，经过加工处理，制成符合修复需要的木块。然后，在进行木材填补时，工程师使用专门的填补工具将木块逐层压实，直至与原有木材平齐，最后进行表面修整，使修复后的木材与周围环境相协调，与原有木材保持一致性。这样的修复方式既保留了原有木材的历史和文化价值，又确保了修复后的木材的承载能力。经过精心的修复工作，敦煌莫高窟的木结构得到了有效的保护和修复，并为后续的文化遗产保护工作提供了有益的参考和借鉴。

2.3 壁画修复措施

壁画是中国传统建筑中常见的装饰形式，具有丰富的科学价值和艺术价值。但由于受长期的自然风化和人为破坏等因素的影响，古建筑中的壁画出现了大面积的受损剥落问题，如颜色脱落、表面脱皮、裂缝、污渍等问题[3]。基于此，需要给予科学、有效的保护修复措施。

壁画作为重要的文化遗产，其保存和修复一直备受关注。壁画的修复工作主要包括壁画表面清理、壁画色彩修复和壁画裂缝修复等方面，这些工作需要通过专业的技术和方法，对壁画进行细致而精确的处理，以保护和恢复其文化价值和艺术魅力。于壁画表面清理工作而言，壁画表面容易积累尘土、污渍等杂质，需要使用特殊的工具进行清理。在进行清理时，需要根据壁画表面的不同材质和损伤程度，选用不同的清理方法。清理后的壁画表面可以拥有更好的展示效果，展现壁画的艺术价值。于壁画色彩修复工作而言，在色彩修复过程中，需要根据壁画原有的颜色和风格进行修复。选用相同或类似颜色的颜料进行修复，可以使壁画修旧如旧，还可以增加其可持续性和保持性。于壁画裂缝修复工作而言，在壁画的使用和保存过程中，由于环境和人为因素的影响，壁画表面容易出现裂缝缝隙。为了保持壁画的完整性和美观性，需要进行裂缝修复。裂缝修复可以通过填补、糊合和补强等方法进行，以使壁画恢复原有的形态和状态。

例如，中国丽江古城的狮子山石窟是一处历史悠久的石窟群，内有大量精美的壁画，是中国文化遗产中的重要代表之一。然而，多年的风吹雨淋和游客涌入等因素，导致这些壁画受到了不同程度的损坏和腐蚀。为了保护和修复这些壁画，狮子山石窟进行了一次重要的壁画修复工作。在壁画修复过程中，工程师采用了先进的激光扫描和数字化技术进行壁画表面清理和颜色修复。激光扫描技术可以精准地扫描壁画表面的杂质和损伤部分，然后通过数字化技术对其进行处理和修复。同时，工程师还采用了传统的矿物颜料进行颜色修复，以保证修复后的壁画颜色与原作品一致。在壁画裂缝修复方面，工程师采用了环氧树脂进行裂缝填补。环氧树脂是一种高强度、高韧性的填补材料，可以有效填补壁画的裂缝和缺损部分，使壁画更加完整、美观。在进行裂缝填补时，工程师科学选用填补材料，确保其质量和粘结强度。经过精心的修复工作，狮子山石窟的壁画得到了有效保护，使其重现了原有的辉煌和魅力。同时，这次修复工作还为壁画修复技术的研究和应用提供了有益的参考和借鉴，对文化遗产保护工作具有重要的意义。

2.4 古建筑加固措施

古建筑的加固是指对已有破损结构进行加固和强化，以提高其承载能力和安全性。加固措施的选择和实施需要根据古建筑的具体情况、历史背景和建筑风格来进行。古建筑代表了古代人类文明的高度和创造力。由于古建筑的年代久远和材料老化等原因，许多古建筑在现代社会的保护利用过程中面临着各种问题[4]。为了保护和修复这些古建筑，加固工作是必不可少的环节。

古建筑加固措施主要包括增强结构的承载能力、改善结构的稳定性、提高结构的抗震能力等方面。增强结构的承载能力是通过增加材料、改变结构形式等方式提高结构的承载能力。在加固石拱桥裂缝时，可以采用水泥浆灌注缝隙加固法，将浆料灌入缝隙中，增加其承载能力。此外，也可以使用其他材料进行加固，例如铁钯锔、钢板等，以提高古建筑的整体强度和承载能力；改善结构的稳定性是通过加强结构连接、增加支撑等方式提高结构的稳定性。在加固古塔时，可以采用加固塔身和塔基连接部分的方法，提高塔的整体稳定性。同时，可以加强结构的支撑和固定，防止结构发生倾斜和变形；提高结构的抗震能力是通过加强结构的抗震性能，减少地震对结构造成的破坏。在加固木结构建筑时，可以采用传统的木栓加固方法或者基于FRP的加固方法，增强其抗震能力。此外，还可以通过加强结构的钢筋网、增加防震支撑等方式提高古建筑的抗震能力。

例如，北京市文物保护科学研究所在对北京前门箭楼进行加固工作时，采用了科学、系统的加固措施。在加固结构承载能力方面，工程师采用了增加钢板等方式，提高了箭楼的承载能力。在改善结构稳定性方面，工程师采用了加固楼体与基础之间的连接部分、加固楼梯间结构等措施，提高了箭楼的整体稳定性。在提高结构抗震能力方面，工程师采用了基于FRP的加固方法，增强了箭楼的抗震性能。

3 古建筑保护修复加固技术视域下的建筑设计方案

3.1 满足现代功能和使用需求

在古建筑设计中，需要考虑现代功能和使用需求，以适应现代社会的需要。例如，在将古建筑改造为博物馆或展览馆时，需要考虑展示和使用的具体要求，如温度、湿度等环境要求，这些要求是现代博物馆和展览馆必须满足的基本条件，因此，设计师需要在保护古建筑文化价值的前提下，结合现代技术和设备，为博物馆和展览馆提供合适的环境。

例如，为了满足展示需要，设计师可以采用先进的空调系统来调节室内温度和湿度，以保持展品的最佳状态。此外，为了满足现代游客的观赏需求，设计师可以在建筑中增加一些新的功能和设施，如先进的灯光系统、数字展示系统等。这些新的功能和设施可以提高博物馆和展览馆的互动性和可视性，使游客更好地了解古建筑和文化背景，增强游客的体验感和参与感。但是，在增加新的功能和设施时，设计师也需要注意保护古建筑的文化价值和历史特色，以避免对古建筑造成破坏和影响。因此，在设计中需要合理规划空间和功能布局，以确保新的功能和设施与古建筑的原有结构和风格相适应。

3.2 确保建筑安全

建筑的结构安全性和防火性能直接关系到人们的生命财产安全，因此，在建筑设计方案中需要严格控制风险，确保建筑符合当地的安全标准。

为了确保建筑结构的安全性，设计师需要在设计方案中采用科学的建筑结构分析和评估方法，以评估建筑结构的承载能力和稳定性。在实施加固和修复工程时，需要采用适当的加固材料和技术，以提高建筑结构的强度和稳定性。例如，在加固墙体时，可以使用钢筋混凝土结构、钢结构等现代材料和技术，以增加墙体的承重能力和抗震能力。

在保障建筑的防火性能方面，设计师需要采用一系列的预防措施，以降低火灾发生的可能性和危害程度。例如，在建筑设计方案中可以采用火灾预防措施，如安装火灾报警器、灭火器等设施，并制定逃生预案等，以便及时发现火灾和采取有效的应对措施，最大限度地保护人员生命安全。同时，在建筑设计方案中还需要注意建筑材料的选择和使用。一些古建筑中的材料和结构已经过时，不再符合现代的安全标准。因此，设计师需要在保护文化遗产的同时，采用新的环保材料和现代建筑技术，以确保建筑的安全性和可持续性。

3.3 建筑的功能布局和空间设计

在功能布局方面，设计人员应根据不同功能需求，确定各个空间的大小、形态和布局。例如，客厅、卧室、餐厅等功能区域应该设计合理，大小适宜，满足人们的舒适和实用需求。此外，合理规划公共区域和私人空间，保护私人空间的隐私性和独立性，同时满足公共空间的使用需求，使其更加开放、宽敞和舒适。

在空间设计方面，设计人员应该充分考虑建筑的空间尺度和比例，保留历史建筑的空间特征和风格，以确保设计的连贯性和整体性。在这过程中，应该避免过度的装饰和装修，注重空间的简洁和清晰，使人们更容易理解和欣赏建筑的历史特点和文化价值。此外，考虑到古建筑的特殊性质，建筑设计应该充分考虑光照、通风和保温等因素，以保证室内环境的舒适和健康。同时，在建筑设计中应采用可持续性的设计理念，如使用自然光和可再生能源等，以减少对环境的影响。

4 结束语

综上所述，古建筑保护修复加固技术及建筑设计是一项具有极高价值和意义的工作。相关人员需要重视和加强对古建筑的保护和传承，采用科学的方法和专业的技术，维护和传承古建筑的文化价值和历史特色。同时，在实践中，需要考虑多种因素，如古建筑的实际情况、历史和文化背景、现代使用需求等，综合考虑，制定出最佳的古建筑保护修复加固技术及建筑设计方案。