林劍清

摘要：作為一種不可再生的文化遺產，古代建筑作為一種載體能夠有效地傳承和認知文明。獨特的結構和形式是我國古建筑聞名的主要特點，木質構件則是我國很多國代建筑的主要結構。作為一種植物性材料，木材有著十分明顯的生物特性，在經(jīng)歷成百上千年歷史的打磨下，木材會受到化學因素、物理因素、生物因素等多種外部因素影響，微生物會在適宜的溫度以及濕度條件下迅速的發(fā)展，腐朽或者是蟲蛀就會出現(xiàn)在木構件中，進而導致木材物理力性逐漸的縮減，最終形成古建筑木結構的殘損和物理力學的破壞，若不對其進行有效的加固或者是防腐處理并將直接影響到木結構的壽命。因此，怎樣將古建筑木結構這種危機的狀態(tài)進行優(yōu)化改善，將不破壞木結構的木質特性作為基本的原則，并在此基礎上提升木結構的壽命，已經(jīng)成為當下文物保護行業(yè)的首要任務。本文就針對南方粵西地方的實際情況對古建筑木構件原位加固防腐技術做出探究，以望引起重視。

關鍵詞：古建筑;木結構;原位加固防腐

一、前言

由于古建筑木構件模材料的變化與木結構古建筑的壽命有著直接的關聯(lián)，其能夠對木結構的強度產生至關重要的影響[1]。能夠造成古建筑木構件木材材性出現(xiàn)變化的原因多種多樣，其中生物和微生物的破壞、酸性有害物質以及污染物的覆蓋侵蝕;環(huán)境中的灰塵以及自然老化等都能是造成古建筑木結構木材材性降低的重要原因，而其中低古建筑木構建材質破壞最為嚴重的原因就是生物和微生物。因此，要真正實現(xiàn)對古建筑木構件的原位防腐加固保護，則應當改進古建筑木材的材質，針對生物以及微生物對木材材質破壞的原因進行深入的分析，以此來研究古建筑木構件原位加固防腐技術。由于當下科學技術在不斷地進步，人們在發(fā)現(xiàn)保持木材原有紋理質樸自然等木性的前提下，結合一系列的化學以及物理處理方式，經(jīng)過改善之后的古建筑木構件材質具備克服傳統(tǒng)木材易變色、防腐防蟲性能差、易燃、各向異性、尺寸穩(wěn)定性差以及干縮濕脹等缺點，促使古建筑木構件的壽命得以延長，有效的保護和修復了珍貴的現(xiàn)存古建筑木構件。

二、南方粵西工作的地域病蟲害

粵西是指我國廣東省西部地區(qū)的簡稱，此處我國熱帶和南亞熱帶海洋性季風氣候，粵西地區(qū)有著充足的光照和溫暖的氣候，更憑借粵西地區(qū)獨特的古建筑成為人們旅游度假的圣地[2]。由于粵西地區(qū)自然條件得天獨厚，因此為植物生長提供了便利的條件，粵西地區(qū)的古建筑中，木構件是主要內容之一，各式各樣的木構件為古建筑的審美品位的提升做出了巨大的貢獻，例如粵西地區(qū)宋元使其木構古建筑的瑰寶“梅庵，始建于北宋至道二年（996），為古端州名剎，也是嶺南地區(qū)最為古老的木構建筑，其梁架、斗拱均保留了宋代建筑的風格，為嶺南僅有的宋代遺構，故有“千年古庵，國之瑰寶”的美譽”“德慶學宮大成殿，結構采用"四柱不頂"的獨特形式以滿足建筑物防災的要求，其大成殿，對研究我國宋、元建筑史有重要意義，是嶺南元代木構建筑的瑰寶”“高要學宮大成殿，全殿豎36根大楠木柱，微側腳，柱礎為石質花籃形。柱頂為斗拱結構，上檐斗拱24組，下檐斗拱32組。下檐正立面除各柱頭置斗拱外，正間置鋪作斗拱2組，次間置鋪作斗拱1組。斗拱用足材，外出三跳六鋪作，單抄三下昂。殿宇高大莊嚴，雕梁畫棟，結構復雜，是廣東保存較好的明代學宮建筑藝術珍品”，其一精美的木構件設計每年都吸引了大量的游客前來參觀。但對于粵西地區(qū)的古建筑來說，由于其大部分是采用木質構件進行建造，以為木材有著極大的加工便利性，再結合粵西地區(qū)的得天獨厚的天然優(yōu)勢，木材構建成為最古老的建筑材料之一[3]。作為一種植物性原料，木材的生物特性十分明顯，這在某種程度上也是木材構建的一種不足，木材室友木質素、半纖維素以及各種纖維素共同組成了木材，因此粵西地區(qū)古建筑中的木材在經(jīng)歷了成百上千年的歷史之后，由于身處地區(qū)的化學、物理、生物等環(huán)境因素的影響，產生蟲蛀和腐朽的情況更加難以避免，在機上粵西地區(qū)氣候溫暖、降水充足、日照充足等環(huán)境因素，這更為物生物的快速繁殖提供了極大的便利。由于古建筑木構件出現(xiàn)了蟲蛀以及腐朽的情況，最終導致木結構的殘損以及物理力學性能的降低，最終形成嚴重的木結構損毀，影響了古建筑木結構的壽命。因此，古建筑的壽命在某種程度上與古建筑木構建的木材材性的變化有著緊密的聯(lián)系，是一種能夠直接影響木結構強度的內在因素。

三、需要進行原位加固防腐古建筑的范圍

第一，需要對一些使用不當、使用年限過長并且沒有進行適當?shù)男蘩?、古建筑木結構自身存在一定程度損傷或者破壞、現(xiàn)階段的功能需求以及安全系數(shù)難以達到要求的情況下需要進行鑒定以及加固仿佛修復處理;第二，古建木結構程由于遭受一些事故以及災難性的損毀，需要根據(jù)古建筑木構件的實際情況對其進行加固修復處理，例如火災、爆炸以及地震等情況造成的損傷;第三，一些重要性的古建筑木構件需要進行一些適當?shù)目拐鸺庸烫幚韺ζ溥M行有效的保護;第四，一些使用時間過長需要根據(jù)使用需求進行加層、擴建以及改建的古建筑物，需要對古建筑的原有木結構進行有效的抗震加固仿佛修復處理;第五，一些古建筑木構件進行維修的過程中，對古建筑原有木結構進行了中的改變進而導致古建筑木結構的體系受力結構改變，則需要根據(jù)情況對原有木結構進行加固處理;第六，古建筑木結構經(jīng)過成百上千年的使用，木構件出現(xiàn)了腐蝕情況，需要根據(jù)實際情況針對木結構進行防腐處理;第七，古建筑木結構收到了嚴重的病蟲害侵蝕，對古建筑木結構的穩(wěn)定性以及輕度的特性產生影響的情況下應當進行原位加固防腐處理。

（一）古建筑木結構病害類型

1.自然老化

由于古建筑木構件長期的暴露在自然環(huán)境中，能夠導致木材表面老化的原因多種多樣[4]。其中化學和物理原因是最為主要的兩個原因。首先是因為古建筑木構件長期受到陽光照射以及雨水的淋溶等，其次空氣中污染物、有害氣體、灰塵以及大氣條件都能夠對古建筑木構件的強度、密度以及使用壽命產生嚴重的影響。木材自然老化之后，一般原來材質顏色較深的木材會逐漸變得很淺或者很淡，經(jīng)過長年累月的自然老化木材表面會出現(xiàn)一層十分民新概念的灰白色，不進行及時的處理還會造成木材變得暗淡粗糙，甚至出現(xiàn)裂紋。

2.生物破壞

對于古建筑木構件而言，生物敗壞是對其自身產生影響最為嚴重的一種因素，生物敗壞又可以細分為菌類和蟲類兩大類。古建筑木結構經(jīng)常會出現(xiàn)蟲蛀，木材害蟲種類繁多，主要涉及有膜翅目、等翅目以及鞘翅目等，這些昆蟲都會在木構件上蝕出蟲孔，而這些蟲孔通常都會對古建筑木構建的強度產生嚴重的影響。

3.人為破壞

現(xiàn)如今古建筑發(fā)展中，對其破壞的現(xiàn)象越發(fā)嚴重，如在古建筑上刻字，涂抹等現(xiàn)象，甚至對古建筑木結構造成了直接的損壞[5]。作為歷史文化遺產豐富的一種古典建筑，在城市化發(fā)展中逐步淡化。以現(xiàn)代角度恢復原貌，不僅神韻無法達到以往的狀態(tài)，使城市文化底蘊蕩然無存，還無法滿足人們對古典文化的向往，尤其對古建筑進行破壞，說明保護機制沒能良好地形成，造成被利用和破壞，使得城市發(fā)展品位逐漸減少。

（二）古建筑木構件原位加固防腐處理

1.古建筑木結構的加固處理

古建筑結構中，主要材料采用傳統(tǒng)磚瓦與木材，在表現(xiàn)整體結構中，主要采用木構造，在框架體用使用基礎上，采用柱網(wǎng)平面格局，在整體應用結構體系中，建筑方式還可以采用井干式、穿斗式、抬梁式等[6]。其中疊梁式和穿斗式在現(xiàn)今存留的古建筑中最多應用，景干事主要用于官辦建筑，在民用建筑中應用較少，在古代建筑藝術結構中，井干式，穿斗式，抬梁式和建筑藝術相互吻合。木結構中形成整體藝術性與客觀性主要運用雕刻一些植物和動物等形狀。通過運用藝術展現(xiàn)靈活性藝術要素。現(xiàn)如今框架結構模式與木結構類似，將伸縮范圍進行保留， 使地震對木結構產生的影響隨之減小。在古建筑結構上，建筑物立、平等布置會產生規(guī)則和對稱結構形式，從而使木結構剛度能夠均勻變化。

對古建筑木構件加固是為了能夠加強建筑結構自身的牢固性，恢復并且提高古建筑木構件承載能力以及抗震能力的一種加固方式。增強自身加固法主要適用于修補古建筑木構件的裂縫，在應用的過程中具體有壓力灌注環(huán)氧樹脂漿加固法以及鐵把鋸加固法。所謂的鐵把鋸加固法就是針對古建筑木構件的裂縫，通過鐵把鋸將木構件折彎成直徑6毫米構件，其長度應當超過古建筑木構件縫隙兩側并大于200毫米，通過這種方式來加固古建筑木構件的裂縫提升建筑結構的抗震性以及牢固性。外包加固法，外包加固法是指在古建筑木構件外面增設強化層，保障建筑結構的抗震能力能夠得到提升，并且同時提升古建筑木構件的整體性以及變形能力。外包加固法對于一些古建筑木構件破壞嚴重并且要求較高的古建筑木構件而言有著良好的適用性。鋼構件網(wǎng)籠加固法，這種加固方法適用于古建筑木構件，施工作業(yè)過程尤為方便，但是在應用這種方式的過程中需要適當?shù)夭扇∫恍┓冷P措施，古建筑中有害氣體侵蝕并且濕度較高的情況下不宜使用這種加固方式。這種方法能夠在原有木構件以外適當?shù)卦黾右恍┬碌臉嫾硖嵘沤ㄖ緲嫾目拐鹉芰?、整體性以及變形能力。增設構件法，在應用這種方法對建筑結構進行加固的過程中，有關工作人員應當考量增設構件之后對原有古建筑木構件的影響。對增設構件加固法進行細分可以分為：增設墻體加固法，當抗震橫墻之間的距離超過規(guī)定值的情況下，或者建筑墻體結構承載力嚴重不足的情況下，使用這種方式有著良好的效果，可以適當?shù)乜紤]增設砌體墻以及新的木構件;增設柱子加固法，在古建筑木構件中適當?shù)脑O置一些外加柱能夠提升建筑結構的抗傾覆能力，當建筑結構的抗震承載力差別較小的情況下，可以在建筑結構中增加拉桿、圈梁以及鋼筋混凝土柱等構件來對建筑結構進行加固;增設拉桿加固法，這種加固方法多應用于受彎構件加固的建筑工程中以及縱橫墻鏈接部位的建筑工程加固中，在某種情況下這種加固方式可以代替內墻的圈梁。

2.病害治理

古建筑木構件的外觀受木構件本體殘缺、收縮開裂、鹽害、微生物以及腐蝕的嚴重影響，木構件的藝術價值收到了嚴重的影響。為了充分緩解木構件文物病害的進一步發(fā)展，保障木構件整體耐候能力得以提升，確保木構件觀賞以及藝術價值能夠恢復并提高，要在科學保護的基礎上，將木構件文物的整體價值進行提升?，F(xiàn)階段已經(jīng)形成了相對成熟的方式能夠對古建筑木結構的病害進行有效的修復，值得在西南粵西地區(qū)推廣。

首先對木構件進行除塵作業(yè)，清除古建筑木構件上的灰塵與雜質，采用化學防蟲防腐的方式對古建筑木構件進行處理，隨后將古建筑木構件上的霉斑采用手動清除的方式進行清除，若古建筑木構件中存在局部的病害，應當對其進行預先的加固在對古建筑木結構進行整體性的加固，以此方法能夠有效保障古建筑木構件病害情況得到緩解，提升木建筑的強度。在進行處理的過程中，要充分參照木構件的材質大小、損害程度，采取針對性的修復方式，不但要充分發(fā)揮滅木菌的熊孤傲，還應當對人為破壞以及環(huán)境損壞的情況進行科學的處理，要充分發(fā)揮藥劑的持久性，提升古建筑木結構的。

其次，當木材中含水率超過20%的情況更容易發(fā)生微生物降解，粵西地區(qū)多雨潮濕，古建筑木構件中的含水率更高，若古建筑木構件中含水率超過木材纖維飽和點時，微生物對木材的降解速度將會直線上升，繼而造成木材出現(xiàn)嚴重的腐朽情況。因此，要充分控制的木構件中的含水率，采用防腐防蟲劑對古建筑木構件進行處理能夠將木材中的汗水里控制在20%以下，有效避免木材微生物降解的情況發(fā)生。

四、結語

總而言之，經(jīng)過大量的研究表明，在對古建筑木構件進行加固之前，需要進行復核防腐劑涂刷等對古建筑木結構進行初步的防腐處理，去除木構件表面上陳舊的霉斑，其不但能夠為下一步加固試劑的滲透處理提供便利，并且在經(jīng)過反復的加固之后，能夠有效地加固穩(wěn)定防腐劑與木構件基質，真正實現(xiàn)無機復合材料與木材在分子水平上的原位復合，古建筑木構件原有的優(yōu)良環(huán)境學特性得到充分的保留，木構件的尺寸穩(wěn)定性得到顯著提升，木構件的木材性能在進過防腐加固處理之后有了十分顯著的改善，強度、密度、木材的增重率、抗流失性、耐候性以及防腐抗菌性都得到了顯著提升。

參考文獻：

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[2]張風亮，朱武衛(wèi)，薛建陽，陸建勇，田鵬剛，畢虹，邊兆偉.碳纖維布加固木結構古建筑彈塑性動力時程分析[J].結構工程師，2015，31（1）：174-181.

[3]薛建陽，路鵬，董曉陽.古建筑木結構歪閃斗栱抗震性能的ABAQUS有限元分析[J].世界地震工程，2017，33（4）：11-17.

[4]孫兆洋，程小武，陸偉東.鋼板-自攻螺釘加固殘損古建筑木結構直榫節(jié)點抗震性能試驗研究[J].結構工程師，2018，34（5）：106-112.

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