許業(yè)盛

【摘要】古建筑有著悠久的歷史和建筑文化傳承價值，我國古建筑有很多，隨著如今城市化建設(shè)與發(fā)展，對這些古建筑造成一定程度的破壞，本文圍繞古建筑的保護設(shè)計，針對古建筑被破壞的因素以及對古建筑的保護方法分析，并對碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用進行深入探討。

【關(guān)鍵詞】古建筑;保護設(shè)計;碳纖維復(fù)合材料

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.27.

碳纖維復(fù)合材料是一種應(yīng)用于木架構(gòu)房屋加固的新型材料，具有高強度、高彈性模量、重量輕、耐腐蝕等良好的性能優(yōu)勢，其抗拉強度是普通鋼筋的十倍左右。由于我國有著大量的古建筑，這些古建筑經(jīng)過漫長的歲月保留下來，見證了我國歷史的滄桑變化，有著精妙的建筑結(jié)構(gòu)和獨特的歷史文化魅力。但是也會遭受像自然災(zāi)害、時間磨損造成的建筑老化開裂等破壞，為此，需要加強對古建筑的保護設(shè)計。

1、古建筑被破壞的因素與保護方法

1.1古建筑被破壞的因素

古建筑會受到自然和人為兩方面因素的破壞。自然因素主要包括風(fēng)雨侵蝕，蟲蟻蛀蝕等，人為因素主要是由于人們?nèi)狈ΡＷo意識和保護常識而導(dǎo)致的毀壞。從古建筑保護原則出發(fā)，可以從如下層面分析：首先，從古建筑的材料分析，其是由天然高分子材料構(gòu)成，容易受到自然環(huán)境因素的影響，像氣溫，空氣重金屬含量，紫外線，雨水等因素，都會對木構(gòu)古建筑結(jié)構(gòu)性能產(chǎn)生影響，容易腐蝕建筑結(jié)構(gòu)，讓其在一定的作用下出現(xiàn)老化開裂問題;其次，從古建筑的受保護的重視程度分析，古建筑易受到人為因素的影響，出于人對于自然環(huán)境的改造和古建筑保護意識薄弱，易造成對古建筑的破壞，而這種建筑一旦遭到破壞，就難以恢復(fù)，所以對于古建筑的保護要充分重視，仔細分析導(dǎo)致古建筑損壞的因素，確立完善的保護工作流程和相關(guān)制度措施，在對其進行保護時，工作人員需要分析其破壞原因及破壞程度，按照古建筑保護的原則和方法，針對性確立保護方案;最后，古建筑是我國重要的文化遺產(chǎn)，需要針對易受破壞的建筑結(jié)構(gòu)加強保護措施，加強對古建筑材料分析，哪些容易受到外界因素的影響，以及受影響的程度，做好綜合分析，運用文化保護的視角，尊重古建筑的修復(fù)工作。遵循文化遺產(chǎn)保護原則，將古建筑原有歷史形態(tài)和結(jié)構(gòu)樣式保留下來，將運用新型材料進行建筑修復(fù)，主要針對原有材料和結(jié)構(gòu)被損壞部分，并結(jié)合建筑實際情況加以綜合分析，切勿將材料進行大范圍修整，從局部開始一點點擴展[1]。

1.2古建筑的保護方法

實施古建筑修復(fù)工作，尤其是木構(gòu)建筑，需要明確幾個層面內(nèi)容：第一，明確修繕古建筑的目的。古建筑保護要通過科學(xué)的方法防止其損毀，延長其壽命，而且需要最大限度地保存其歷史、藝術(shù)和科學(xué)價值;第二，研究保護什么的問題。保護工作者不僅需要保存建筑本體，還要結(jié)合多方面歷史綜合信息，保護古建筑原有的平面布局、藝術(shù)風(fēng)格，完整地留下古建筑的各類信息;第三，遵循古建筑修復(fù)的真實性原則，針對古建筑原材料、技術(shù)工藝、結(jié)構(gòu)形態(tài)設(shè)計以及所反映的歷史文化等內(nèi)容經(jīng)，盡可能保留原有的建筑構(gòu)件和結(jié)構(gòu)形態(tài)。除此之外，可以綜合政府管理以及與城市發(fā)展規(guī)劃進行綜合考量，一是政府相關(guān)職能部門充分落實古建筑保護工作，以及其所在地相關(guān)保護規(guī)劃，加以統(tǒng)籌考量，并且不斷改善古建筑周邊環(huán)境，確立相應(yīng)的保護措施，減少外在自然因素和人為因素對古建筑的破壞[2]。二是要正確整合和處理古建筑保護與城市發(fā)展規(guī)劃的關(guān)聯(lián)性，加強政府監(jiān)管機制，完善古建筑保護的法律法規(guī)。三是要全面提升當(dāng)?shù)鼐用駥沤ㄖ谋Ｗo意識，加強思想教育和文化遺產(chǎn)知識普及，嚴(yán)禁杜絕在古建筑上刻字等不文明行為，弘揚歷史文化。而對于從事古建筑保護設(shè)計的設(shè)計師而言，要不斷提升專業(yè)技能，深入對古建筑的探索與研究。在開展保護設(shè)計工作之前，要認真勘察實地環(huán)境，做好充分的資料搜集和環(huán)境調(diào)研等準(zhǔn)備工作，并且可以結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)的古建筑保護技術(shù)和方法，融入當(dāng)?shù)氐墓沤ㄖ慕Y(jié)構(gòu)特點、材料性質(zhì)等信息，加以了解和整合。在古建筑修復(fù)工作中，要堅持不盲從，理性分析，選擇最佳修復(fù)方法和材料，采用先進的施工技術(shù)，促使古建筑保護工作更好地開展實施。

2、古建筑保護中碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用

2.1碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用分析

碳纖維復(fù)合材應(yīng)用于土木建筑領(lǐng)域具體體現(xiàn)在對原有建筑物的加固以及結(jié)構(gòu)新建這兩大方面。根據(jù)碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用過程分析，并進行碳纖維圖片展示，如下圖所示。

起初是運用碳纖維片材對原先存在的混凝土結(jié)構(gòu)進行修復(fù)以及加固處理，這種加固工藝技術(shù)源于日本、美國以及歐洲等發(fā)達國家。結(jié)合碳纖維片材特點，具有良好的抗腐蝕、輕質(zhì)、高強以及便于施工等優(yōu)勢，能夠?qū)沤ㄖY(jié)構(gòu)的加固修復(fù)工作有著良好的施工作用，特別是提升建筑的抗震性能方面，可以有效抵御地震災(zāi)害。與此同時，這種碳纖維片材具有良好的環(huán)保性能，在運用這種材料進行加固施工過程中，對自然環(huán)境的污染很小，不會對環(huán)境造成嚴(yán)重破壞和污染，而且應(yīng)用的范圍廣泛，對能源消耗也比較低，是一種可以廣泛使用的新型建筑材料。如日本阪神在發(fā)生嚴(yán)重的地震災(zāi)害之后，應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料對已受損的建筑物結(jié)構(gòu)進行加固以及修復(fù)處理，為災(zāi)后重建工作爭取了寶貴的救援時間，隨著碳纖維復(fù)合材料被廣泛運用，也促進了加固技術(shù)進一步發(fā)展。我國對于碳纖維復(fù)合材料加固混凝土技術(shù)的研究以及使用開始于1996年，主要是應(yīng)用于人民大會堂以及民族文化宮等重大工程的加固修復(fù)工作中，在之后發(fā)展中，又逐漸應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)、橋梁、隧道、地下結(jié)構(gòu)以及管道等多個方面。

2.2碳纖維布加固技術(shù)應(yīng)用分析

碳纖維布是一種新型材料，這種材料有著良好的性能優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于古建筑修繕工作中，使用碳纖維布加固具有以下幾個優(yōu)點：第一，具有高輕度，碳纖維布的強度是普通鋼材的10倍左右，其對古建筑修繕的效果良好;第二，運用碳纖維布加固之后可以提升建筑結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性及耐久性;第三，碳纖維布自身重量輕，可以不增加建筑結(jié)構(gòu)自重，適用范圍廣泛;第四，施工便利，不需要依靠大型機械設(shè)備進行施工，而且便于操作，施工工期也短，有著可靠的經(jīng)濟適用價值。

結(jié)合碳纖維加固技術(shù)適用類型分析，其適用類型廣泛，可以用于各種結(jié)構(gòu)部位的加固修補，如梁、板、柱、屋架、橋墩、橋梁、簡體、殼體等結(jié)構(gòu)，是木結(jié)構(gòu)加固的首選材料。我國運用碳纖維修復(fù)建筑結(jié)構(gòu)的第一例工程是應(yīng)用于安徽省文物保護單位太白樓修繕工作中，如圖1所示。

太白樓原有的加固方式是用直徑20毫米的鋼管斜支撐每個戧角翼角梁下方和明間山墻挑檐檁下方，這種方式不僅改變了古建筑原有結(jié)構(gòu)形態(tài)，而且也影響了建筑美觀性。相關(guān)建筑保護設(shè)計單位針對太白樓原有結(jié)構(gòu)做好了詳細的勘察工作，經(jīng)過計算分析，采用了結(jié)構(gòu)膠粘貼碳纖維布的加固方式，增強梁頭的承載能力和剛度。隨著碳纖維復(fù)合材料加固技術(shù)的不斷完善，碳纖維復(fù)合材料的被應(yīng)用在越來越多的木結(jié)構(gòu)的加固工程中，運用這種材料加固古建筑后，進行油漆涂刷不會影響外觀，也不會增加建筑結(jié)構(gòu)重量，可以有效提升古建筑的承載力、剛度和抗震性能。所以，應(yīng)當(dāng)積極采用新興材料和新興技術(shù)，確?？梢愿玫乇４婀沤ㄖ訌姽沤ㄖ募庸虘?yīng)用。但也需要在實際應(yīng)用中注意的是，對于古建筑的加固與修復(fù)，僅用于原結(jié)構(gòu)或原用材料的修補加固，不得用現(xiàn)代材料去替換原用材料;而且需要在運用中先小范圍試驗在逐步擴大使用范圍[3]。

結(jié)語：

綜合上述對古建筑保護設(shè)計中碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用分析，本文主要是對古建筑結(jié)構(gòu)加固和結(jié)構(gòu)存在缺陷的地方加以修復(fù)，結(jié)合建筑修復(fù)工程案例，提出運用新型碳纖維材料可以起到對古建筑良好的加固維護效果。根據(jù)我國現(xiàn)存大量的福建筑以及古建筑受損情況，運用碳纖維材料進行加固可以不改變古建筑原有構(gòu)件形態(tài)，不會增加建筑原構(gòu)件的質(zhì)量，其抗拉性能可以很好地修復(fù)受損結(jié)構(gòu)。因此，碳纖維材料對于古建筑的加固保護有著重要的應(yīng)用價值。

參考文獻：

[1]王強.土木建筑工程中纖維復(fù)合材料的應(yīng)用[J].城市建筑，2020，17（35）：125-127.

[2]李志才.復(fù)合材料在建筑加固工程中的應(yīng)用研究[J].粘接，2020，43（07）：74-77+81.

[3]別治明，魯艷蕊.古建筑保護設(shè)計中碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用[J].塑料科技，2020，48（07）：137-140.