木構歷史建筑保護修復適宜性技術探究

張鵬

(1.江蘇建筑職業技術學院 建筑裝飾學院,江蘇 徐州 221116;2.東北大學,遼寧 沈陽 110819 )

歷史建筑是人類文明物化的成果和歷史文明的重要組成部分。國內外相關《規范》強調在歷史文化街區內的歷史建筑不得拆除。這一規定意味著歷史建筑的保護具有非常高的權威性,也體現對文化遺產的尊重與保護[1]。我國近年借鑒學習國外歷史建筑保護先進經驗,對文化遺產的保護意識日益提高。由于我國歷史建筑多以木構為主,而且這些建筑的保護對象具有獨特性質,同時受制于地域文化差異,這都無法簡單地應用西方的建筑遺產保護理論和方法。中國傳統建筑的保護工作比西方歷史建筑更加緊迫,需要我們更加注重對這類建筑的保護和修復工作。因此,我們需要總結一套符合中國國情并且易于操作實施的歷史建筑保護方法,以保障這些建筑文化遺產的完整性和延續性。

1 歷史建筑保護設計導則

為了規范歷史建筑保護的方法和程序,并進一步實施適宜的保護修復技術,應該制定歷史建筑保護導則。該導則應涵蓋保護目標、保護原則和保護內容等方面的分類標準,并提出針對不同歷史建筑對象的具體保護導則和要求。

閆力等[2]提出歷史建筑保護是維護文化遺產和傳承歷史文化的必要方法,在此過程中需要遵循一定的設計導則框架。其包括三個組成部分,第一個部分是保護目標,這提供歷史建筑保護與更新的總體思路,需要我們明確歷史建筑的文化價值和保護意義,以此為根基規劃具體設計方案。第二個部分是導則分類,包括評價、設計和技術三個方面,它們之間相互關聯共同構建一個完整的指導性體系。評價方面通過詳細研究文化遺產、歷史建筑和古建筑風格等方面,進行文物價值評估,從而了解歷史建筑保護的重要性。設計方面主要是如何創新性地將歷史建筑與現代設計進行融合,同時保護原有的文化價值。技術方面則涉及具體的保護方法和技術實現。所有這些方面都需要有計劃地進行分析,以確保歷史建筑得到應有的保護和更新。第三個部分,導則的具體內容則要求表述精簡扼要或采用圖示形式,使其易于理解,同時鼓勵設計師在此基礎上進行差異化設計創新。此外,導則的實施應當考慮相關法律法規和政策,保障歷史建筑保護和更新設計的順利進行[2]。

2 基于保護對象分類的適宜性技術

閆力等提出的保護歷史建筑包括建筑環境景觀、建筑外觀和建筑室內。需要保護的內容包括歷史建筑的尺度、材料、類型及其特征。為了滿足保護需求,需要制定保護目標、原則和方式,并評價其可行性。為實現目標,必須選用適宜的防護措施[2]。

1)建筑環境景觀保護設計。歷史建筑的保護不僅僅是對被視為文化遺產的建筑物本身的保護,還包括一系列文化、歷史和社會價值的保護。近年來,隨著城市化進程的加快,社會對歷史建筑的保護需求愈加迫切。在這一背景下,歷史建筑環境景觀保護設計被賦予越來越多的關注。其目的在于從整體上保留經過時間沉淀的原有道路格局、建筑結構和場所功能等,以弘揚歷史建筑的文化內涵和人文精神。建筑環境景觀的保護,因其覆蓋面較廣而涵蓋的內容十分復雜,包括如何在保留歷史建筑文化意義的同時,周邊城市景觀更好地呈現其歷史價值。因此,建筑環境景觀保護不僅能夠保存歷史建筑周邊的特別空間形態,也有助于提高城市街區的文化品格和人居環境品質。

2)建筑外觀保護設計。為了高度重視歷史建筑的保護與更新,必須經過細致的審慎評估,分別考慮其歷史價值、建筑質量和建筑風格特色,以便確定相應的分類處理策略。在過程中需要綜合各種因素,包括但不限于建筑材料的原始性、建筑結構的完整性、建筑外立面的表現形式,以及歷史文化的代表性等方面。在具體實踐中,歷史建筑的立面形式和材料,需要運用保留、維護、整修和更新等不同的方式,以確保歷史建筑能夠保持其文化價值和建筑質量,同時應該促進文化遺產的傳承和發展,以適應當代的社會需求。在對歷史建筑周圍的新建筑操縱上,需要注重其立面風格與歷史建筑協調的統一性,從而體現連續性和諧感。這方面主要體現在垂直和水平比例、開窗率、墻體細節處理、門窗等方面,以及對天際線和高度控制等考慮,以保證新老建筑的協調共存,實現街區的整體美感。在實施過程中,可以采取一系列的設計手段,通過采用具有代表性的元素設計,實現歷史街區的連續性、新舊建筑之間的協調過渡,展現更具有學術性和審美性的效果。

3)建筑室內保護設計。為了保護歷史建筑的內部,需從多方面著手。其中,一方面需要注重保護歷史建筑的結構體系,對其進行還原修復、維護加固以及采用替代接合等方式。另一方面則需注重保護歷史建筑內部的空間格局、裝飾特色,并根據實際情況恰當加以利用。此外,對室內建筑設備進行適時更新,如電器照明、空氣調節等,以提高建筑室內環境的質量,同樣具有重要意義。

3 基于建筑材質分類的適宜性技術

本文對建筑材質分別為磚、石、木三種類型的適宜技術進行研究和分析,并提出反饋建議,為歷史建筑修復項目提供指導,形成反饋機制,以期對其他項目產生積極影響。張帆[3]總結木結構和磚石結構歷史建筑在保護、修繕、監測和預防性保護方面的經驗和教訓,就不同階段、內容、對象進行研究,探究多學科科技保護的規律和方法;深入剖析歷史建筑保護和修復的過程,以及其技術和評價研究,探討歷史建筑保護的發展歷程和保護理念,從而為歷史建筑文化的傳承和保護提供有力支持。

1)磚墻適宜性修復技術。在磚墻適宜修復技術的選擇中,可基于評價學的方法建立以真實性、破損情況、經濟性和外觀效果為主要因素的適宜性評價模型。在歷史建筑保護修復中,在通常情況下,真實性都是首要考慮的因素。在特定情況下,可能會更加重視其他三種因素之一進行評價選擇。

2)石質建筑表面適宜性處理技術。在歷史建筑保護修復中,石材適宜性修復技術應當體現可識別和最小干預的理念,并充分考慮未來處理可能性。這種保護修復技術具有廣泛的應用性和推廣性,對大量一般性歷史建筑均可采用。修復步驟包括基層清理和清潔、表面滲透增強、石材修補以及表面處理等,其中表面滲透增強和石材修補是修復技術的關鍵環節。在修復過程中,應嚴格控制修復材料的選擇、使用和處理,以確保修復結果的可靠性和持久性。

3)木構件表面保護適宜性修復技術。為了確保木材表面的保護效果,需要采用物理或化學等不同方法進行處理。其中,物理方法可通過改變微氣候環境或調整建筑設計等手段實現;而化學方法則通過使用油漆技術,在不影響微氣候環境的前提下對木材進行保護。被視為具有特殊價值的原始木材或經過修繕后的木材,應當采用保留和最小干預的原則進行處理;而價值較一般的木材或本次修繕中添加的木材,則應按照協調和可識別的原則進行脫漆處理,并進行選擇性浸漬、底漆和面漆處理。此外,在進行面漆處理時,除滿足視覺美觀的需要,還應特別注意其功能性要求,例如防水防變形、抗紫外線、防腐防蟲等方面的要求,以實現有效的保護效果。

4 木構歷史建筑保護修復技術適宜性探索

我國眾多具有歷史意義的建筑文化遺產,特別是那些由木材構筑而成的建筑物,銘刻著中國傳統建筑文化的傳承和智慧。長期以來,工匠們延承一整套傳統的木結構保護技術,這種技藝在實踐中已然體現其原生態的保護和維修意義,旨在繼續利用這些古老的建筑并讓它們符合現代人的使用需求。其核心思想在于通過使用傳統施工工具對木結構進行校正,通過新木材的修復補全木構件的形狀和強度,以及通過附加的支撐體系彌補舊有結構的變形等方式,維護建筑的完整性。這套傳統做法在文物保護修繕中得到很好沿用,經久不衰,向我們當代人展示中華民族獨特文化的魅力所在[4]。

4.1 歷史建筑木構件保護修復技術原則

在歷史建筑的修繕保護工作中,真實性、可逆性和最小干預原則已經成為普遍認可的關鍵原則。這些原則涵蓋歷史建筑保護工作的核心內容,并受到國際社會廣泛關注和應用。其中,真實性原則要求尊重歷史建筑的本來面貌,盡最大可能保留其原有的格局、結構和空間,以呈現歷史建筑的原貌及當時的建造技藝與文化;可逆性原則則要求新的修繕方案應該是可逆的,確保后代可以更好地進行修繕保護工作;最小干預原則強調修繕措施的最簡與最必要性,盡量保留現有材料,并只針對必須替換的腐化或損壞構件進行必要替換。這些原則不僅適用于現場指導工作,還指導相關政策和規范的制定,確保修繕工程的高質量和長期可持續性,保護文化遺產的價值和意義。各大歷史建筑修繕保護機構在國際范圍內堅定地推進和執行相關原則,以確保歷史建筑在修繕過程中獲得全面細致的保護和傳承。因此,深刻理解和遵守這些原則不僅有利于保護歷史建筑的文化價值,也可為后代留下更為可貴的文化遺產[5]。 中華民族的文化和建筑空間觀念與歐洲民族存在深刻的歷史、文化和地理差異,這些差異導致在木質建筑保護工作中需要建立一個具有本土特色、基于中華民族對空間的認知和理解的保護理論體系。然而,在實際保護工作中,如何平衡“整舊如舊”原則的爭議、如何維護木構件、如何保護和使用油漆彩畫等問題,需要我們進行深入思考并不斷進行探索和創新,以確保這些珍貴的文化遺產得到更全面、更深層次、更可持續的保護和傳承[6]。

4.2 歷史建筑木構件常見劣化現象分析

我國古建筑多采用木結構,木材易于運輸和加工,受力系統優良,但也面臨腐朽的問題。木材的特殊性和外在因素導致其易受蟲蛀,格外容易老化。木材的破壞一般從邊材開始,通過縫隙慢慢蔓延至中心,最終導致木材軟化、折斷,危及建筑安全[7]。

4.3 歷史建筑木構件保護修復技術一般程序

歷史建筑木構件保護修復技術的常規步驟包括多個方面：首先是價值評估環節,主要評估歷史、科技、文化和再利用等方面的價值;其次是現狀勘察階段,主要包括樹種鑒定、屋頂、梁柱、樓梯和地板等其他木構件的勘測;再次是方案設計過程,需要明確保護和修復類別、確定修繕方法和功能定位等,施工階段需注意防止對其他構件造成不良影響,避免造成更嚴重的后果。需要拆卸維修的構件,應標記并保護。修復過程需翔實記錄,包括全面的設計圖紙、現場施工技術資料和照片。記錄方面需注意整體與劣化部位的關系、針對損傷和病害所采取的技術措施,以及對比傳統工藝流程與現今工藝。同時需記錄修復前后的對比等重要信息。歷史建筑的木構件,修復完成后需要定期檢查。尤其在濕度高、寒冷、易受蟲害的地區,需要密切關注外露部分是否有劣化現象。建議一至兩年進行全面檢測[8]。

4.4 歷史建筑木構件修復技術

1)木構件裂縫的修復技術。錨栓加固法主要用于木構件出現龜裂、劈裂等較嚴重的裂縫,通過鋼制錨栓或螺栓穿透或夾緊被加固截面,提高木構件截面的抗剪能力,限制裂縫進一步擴展,并利用擰緊螺栓提供的壓力進行加固,同時可以加配木板或鋼板提高木構件的抗剪性能[9]。

2)木構件糟朽的修復技術。木構件糟朽的修復需要根除糟朽現象誘因,否則有可能會反復出現。修復技術包括糟朽的傳統修復技術、木構件原位防腐加固技術和化學防腐技術。選擇適合不同類型木材和外界條件的防腐試劑,并在保證木構件自身性能提升的同時,保證遺產建筑的原真性。

3)木構件拔榫滾動的修復技術。歷史建筑木結構的構造節點普遍采用“榫卯”工藝,其連接的靈活性較強,但存在地震和潮濕等因素導致的拔榫滾動問題,影響整體穩定性。對于評價為“輕微”和“一般”的拔榫現象,可采用環氧復合銷釘加固法和 CFRP 加固法進行修復;對于評價為“嚴重”和“很嚴重”的拔榫現象,則需采用扁鋼加固法或鐵皮包裹法進行加固。這些加固技術的應用有望為歷史建筑木結構的保護和修復提供有效的方案。

4)木樓梯樓板修復加固技術。木樓梯和樓板會因磨擦和基層損壞而降低品質。部分歷史建筑木樓梯欄桿和扶手細節精美,包括雕花和鏤空,除了實用還有很高的藝術和歷史價值。裸露的樓梯易損壞,因此可采用竹塑板包裹樓梯以減少磕碰和損傷。竹塑板是竹子片狀處理后用熱壓膠處理而成的,能夠防護樓梯免受外界和自身損壞。

5)維護、裝飾構件的修復技術。在歷史建筑的修復過程中,門窗等構件通常被較低重視。然而,作為建筑外觀的一部分,門窗不僅在美學上具有重要性,也在技術、心理、造型和學術方面發揮重要作用,因此需要保留其本真之美。為確保門窗的原始屬性不失,我們需要注重它們的細節和質感,并盡可能保留其天然美感。此外,在門窗設計的過程中,還需要考慮建筑的整體風格和色彩搭配,以使其更好地融入建筑立面。歷史建筑中常用木質窗框和門框,常見劣化包括腐朽、變形、開裂等,評價等級分為“輕微”或“一般”。針對修復門窗的不同情況,應采取不同的維修方法。對程度不大的損傷,可以采用就地修復的方式進行,在不影響門窗結構和穩定性的前提下,盡可能地維持其原有外觀和功能。然而,對評價等級較高、程度較嚴重的損傷,為了確保門窗整體性能的恢復,需要將門窗扇進行拆卸修復。

5 結語

歷史建筑木構件的修復是為了改進和提高原有的結構體系和構件性能。然而,對傳統的修復方法,應該遵循辯證的修復原則,既要保留經驗,也要時刻探索更為優越的新方法。在修復手段的選擇上統籌傳統與現代的修復技術,探尋適宜歷史建筑中木結構的修復技術,實現對傳統修復手段的優化繼承,對新技術新材料的辯證引進。針對木質構件的歷史建筑進行適宜性技術研究,提出相關的反饋建議,旨在形成一種反饋機制,為其他歷史建筑修復項目提供指導性意見,有效促進我國歷史建筑保護的實踐發展,并為相關工程項目提供可參考的經驗。