陳曉文

上海建工四建集團(tuán)有限公司 上海 201103

1 工程背景

上海玉佛禪寺位于普陀區(qū)安遠(yuǎn)路170號，中軸線上排列著天王殿、大雄寶殿、玉佛樓三重殿堂，東西兩側(cè)配建有觀音堂、銅佛殿、臥佛堂、懷恩堂、禪堂、齋堂等，并開設(shè)了文物室、法物流通處和素齋餐廳，共有堂舍200多間。占地面積約11.6畝（約7 800 m2），建筑面積8 856 m2。

玉佛寺1983年被國務(wù)院列為漢族地區(qū)佛教全國重點(diǎn)寺院，1994年由上海市人民政府公布大雄寶殿為市級建筑保護(hù)單位，2011年普陀區(qū)將大雄寶殿列為文物保護(hù)單位。玉佛寺歷經(jīng)百年風(fēng)雨，建筑結(jié)構(gòu)日漸老化，存在較為嚴(yán)重的消防、公共安全隱患和環(huán)境問題。2014年7月正式啟動消除公共安全隱患保護(hù)性修繕工程，寺院在主體布局上，保留天王殿、大雄寶殿這2座歷史保護(hù)建筑，其余非保護(hù)建筑采取拆除新建的方案。天王殿原地不動，大雄寶殿向北位移30 m，中間增設(shè)觀音殿，大雄寶殿與觀音殿廣場的面積擴(kuò)大，為重大香期及大型活動提供了容積可觀的場地，也為有效疏散人流提供了可能（圖1）。

圖1 修繕前后對比

2 屋面修繕概況

修繕工程中2棟保留建筑為江南明清殿閣建筑風(fēng)格，大雄寶殿為單層抬梁式木結(jié)構(gòu)五開間殿閣，重檐歇山頂；天王殿為五開間抬梁式木結(jié)構(gòu)重層殿閣，二層歇山頂屋面，一層做副階和腰檐。由于建筑歷史悠久，長期日曬雨淋，屋面瓦出現(xiàn)大量開裂、粉化問題。故決定在原屋面結(jié)構(gòu)不動的情況下，對屋面瓦及屋面基層進(jìn)行修繕。

在屋頂瓦片的選擇上，考慮到傳統(tǒng)青瓦材質(zhì)脆、易損壞、施工效率低、脊飾吻獸不易加工的現(xiàn)況，以及黏土建材在本市明確受限、后期維修成本高、應(yīng)用于坡度大的屋面時安全性較低等因素，現(xiàn)決定修繕建筑屋面瓦、屋脊、吻獸均以洛陽銅材為主要材質(zhì)，利用仿宋舉折壓彎、預(yù)埋不銹鋼支架及鋼板結(jié)合氬弧焊工藝，在木屋面上鋪仿宋銅瓦的結(jié)構(gòu)體系并采用鑄銅、蝕刻及鍛雕工藝進(jìn)行全面裝飾。該體系結(jié)合外噴氟碳清漆可以達(dá)到廟宇建筑的風(fēng)格效果，不僅實(shí)現(xiàn)了大體量高坡度銅瓦鋪裝，同時滿足了廟宇建筑屋面做工的要求（圖2），實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代工藝與傳統(tǒng)工藝的有機(jī)相融，提高了材料的使用壽命，展現(xiàn)了新時代的廟宇建筑特色。

圖2 觀音殿銅瓦鋪設(shè)完成

3 木屋面-銅瓦施工技術(shù)難點(diǎn)分析

木屋面-銅瓦施工的難點(diǎn)在于3個方面：一是如何1∶1還原屋面吻獸及脊飾，二是屋面銅瓦與木屋面的融合，三是屋面銅瓦本身的防水、防腐及施工過程中的防火處理[1-5]。

3.1 屋面吻獸及脊飾的還原

本建筑屋面歷史已有100多年，屋面吻獸及脊飾原為泥塑造型，經(jīng)過長年的日曬雨淋，存在大面積開裂、表面風(fēng)化褪色等問題，遠(yuǎn)觀已陳舊失雅。按照設(shè)計(jì)及圖紙要求，修繕時外觀不能進(jìn)行變動，需在現(xiàn)有基礎(chǔ)上推斷出原有形貌進(jìn)行還原，且原始建造資料已經(jīng)缺失，在沒有圖紙的情況下進(jìn)行還原對精度提出了重大挑戰(zhàn)，屋面吻獸及脊飾是本次廟宇建筑屋面施工的一大亮點(diǎn)，保證對此泥塑吻獸及脊飾進(jìn)行等比例還原，是本次屋面銅瓦施工的點(diǎn)睛之筆（圖3）。

圖3 原屋面泥塑吻獸及脊飾

3.2 銅瓦與木屋面的連接

傳統(tǒng)的青瓦與屋面連接采用水泥砂漿鋪灰后進(jìn)行臥瓦或者采用木掛瓦條形式進(jìn)行掛瓦，但銅瓦本身自重較輕，不適用此類連接，且本項(xiàng)目結(jié)構(gòu)形式為純木結(jié)構(gòu)殿堂，屋面為大坡度斜屋面，屋面脊飾復(fù)雜、內(nèi)容多。屋面上需安裝整體泛光照明系統(tǒng)，同時需考慮到照明管線的隱蔽性以及銅瓦連接不能破壞原木結(jié)構(gòu)屋面的保護(hù)性措施。如何處理建筑仿古工藝與現(xiàn)代化材料相結(jié)合的難題，做到簡化連接手法與統(tǒng)一外觀表現(xiàn)力的統(tǒng)籌兼顧，是修繕施工的技術(shù)難點(diǎn)之一。

3.3 屋面瓦本身防水、防腐、安裝過程中的防火處理

屋面瓦的最基本功能是防水，輔助功能在于體現(xiàn)出仿古風(fēng)格的觀感。由于屋面瓦采用銅瓦，使用年限期限較長，且登高措施在施工完成后均已拆除，今后的屋面維護(hù)修理相對困難，故防腐處理也同樣重要。在保證建筑的使用功能的同時，探尋效果良好的屋面瓦本身的防腐處理及其施工過程中的防火處理方案，是本修繕工程的另一難點(diǎn)。

4 關(guān)鍵技術(shù)路線制定

4.1 1∶1屋面吻獸及脊飾還原技術(shù)路線

以10 cm×10 cm的鋼網(wǎng)格作為標(biāo)尺，對目標(biāo)試件拍照作為底圖（圖4），在電腦端操作畫出還原圖。首先根據(jù)圖紙，制作出此模型的泥塑，然后用石膏包裹住泥塑表面，待1∶1的石膏模型制作完成后，用樹脂包裹表面制造出雕塑原型的膠體模具，將加熱熔化的石蠟加壓射入膠體模具倒模制造出一個蠟胚，對模具中剝離出來的石蠟原型進(jìn)行修整后，對蠟胚連續(xù)多次重復(fù)浸入泥漿，外層均勻包漿7 mm并除濕干燥，在泥漿殼適當(dāng)位置預(yù)留一個孔洞以供蠟質(zhì)流出，然后將包裹蠟胚的泥漿殼先以60 ℃預(yù)熱20 min，然后在200 ℃條件下加熱，將液體蠟從預(yù)留孔洞中排出干凈。最后通過預(yù)留孔洞向陶殼內(nèi)澆鑄銅液，凝固冷卻后將外層陶殼振破，即得無痕、光潔精密的銅鑄件。用此法操作后得到的銅件具有很高的仿真度，適合復(fù)原由于歷史性因素腐蝕的保護(hù)性建筑構(gòu)件。

與假手術(shù)組比較，模型組大鼠腦組織梗死區(qū)域MVD顯著下降，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；與模型組比較，訶子提取物中、高劑量組大鼠腦組織梗死區(qū)域MVD均顯著提高，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），詳見表3。

圖4 屋面泥塑吻獸現(xiàn)場實(shí)測

4.2 銅瓦與木結(jié)構(gòu)屋面連接技術(shù)路線

1）原則：本次施工在確保屋面整體統(tǒng)一、連接安全可靠的前提下，為展現(xiàn)江南明清殿閣建筑屋面特色，以木屋面基層為基調(diào)，上鋪設(shè)鋼板保護(hù)層，采取支架連接、預(yù)留管線空間的工藝做法，以隱蔽連接方式為主導(dǎo)，于整體運(yùn)用連體底瓦及蓋瓦的形式進(jìn)行長條形鋪設(shè)。（圖5）。

圖5 銅瓦安裝節(jié)點(diǎn)

2）底瓦連接：首先將不銹鋼板沖壓成“ ”形，然后使用自攻螺絲將埋件固定在屋面不銹鋼板和木板上作為底瓦支架，將連體底瓦同底瓦支架進(jìn)行焊接連接。同時檐口瓦口板與兩側(cè)底瓦進(jìn)行焊接作為支撐，底瓦上口碰脊處使用螺釘與脊件構(gòu)架進(jìn)行連接。

3）蓋瓦連接：將不銹鋼板沖壓成“ ”形。使用焊接的方式固定在底瓦上。蓋瓦使用自攻螺絲固定于蓋瓦支架上。蓋瓦支架與底瓦連接處使用密封膠勾縫處理。

4）管線隱蔽：在設(shè)計(jì)底瓦“ ”形不銹鋼支架時，考慮了瓦下管線的安裝空間并適當(dāng)提高了支架的高度。同時，木結(jié)構(gòu)建筑的室內(nèi)管線也可通過銅瓦下的空間走線，待到對應(yīng)的燈具安裝位置確定后，將管線從瓦下空間穿下，避免了室內(nèi)管線暴露的問題。

4.3 銅瓦屋面防水、防腐、安裝過程中防火的技術(shù)路線

4.3.1 防水處理

1）本技術(shù)路線將銅瓦設(shè)計(jì)成連體瓦片，將每條底瓦在工廠內(nèi)加工成條狀全覆蓋扣式結(jié)構(gòu)，無蓋瓦時底瓦即有防水性能，加上蓋瓦后，具有復(fù)合全防水功能，同時對蓋瓦進(jìn)行了整體改進(jìn)，摒棄了簡單的連體式設(shè)計(jì)，采用了工藝更加精湛的疊加式設(shè)計(jì)。

2）蓋瓦最上端設(shè)有引水槽，寬19 mm、深15 mm，在斜風(fēng)雨或大雨情況時雨水上滲，引水槽可將水流引出到底瓦上，然后流下。

3）在安裝完底瓦后，設(shè)計(jì)一個倒“U”形的蓋瓦支架，類似防水蓋板，既能作為蓋瓦的固定支架，又能杜絕極端天氣雨水從底瓦兩端漫入屋面的隱患。

4）在端部設(shè)置瓦當(dāng)及滴水瓦，瓦當(dāng)上部設(shè)置擋水坎條，將水引入下方滴水瓦，滴水瓦下端有下垂的圓尖形狀，安裝時放在檐口，方便引導(dǎo)雨水流下，保護(hù)墻壁的潔凈。在防水方面瓦當(dāng)與滴水瓦有機(jī)結(jié)合，從建筑造型上兩者展現(xiàn)出和諧之美（圖6）。

圖6 瓦當(dāng)與滴水瓦示意

4.3.2 防腐處理

銅瓦及其飾品防腐處理工藝是將預(yù)處理與后處理有機(jī)結(jié)合在一起。預(yù)處理是在工廠內(nèi)構(gòu)件加工完成后，由于銅材表面的復(fù)雜性除了表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)上的不完整性、不均勻性以及粗糙的表面外，還反映在表層內(nèi)化學(xué)組成的變化上，通過預(yù)處理（拋光、除油、清洗、酸洗、JX氧化工藝）使銅制品涂層氧化，獲得一個平整、光潔的表面，有利于著色及后續(xù)防腐處理。

后處理是在銅瓦及其飾品安裝完成進(jìn)行干燥后，選定氟碳清漆（FC型高強(qiáng)度耐腐蝕涂料）進(jìn)行底漆及面漆的2遍噴涂，在不影響外觀的前提下，可提高著色膜的穩(wěn)定性和著色效果，并保證銅瓦及其飾品的耐腐蝕性。

4.3.3 安裝過程中防火處理

本工程木結(jié)構(gòu)的屋頂為傳統(tǒng)木屋架形式，銅瓦安裝在鋪有防水卷材的木屋面板上，下部為純木結(jié)構(gòu)，考慮到銅瓦安裝時動火作業(yè)較多，存在較大的安全隱患，故在防水卷材上方加鋪了一層0.3 mm厚的不銹鋼板以保護(hù)木屋面。

5 木屋面-銅瓦施工實(shí)施

工藝流程：鋪設(shè)0.3 mm厚不銹鋼板→找線定位→固定底瓦支架及埋件→鋪設(shè)底瓦→安裝防水蓋板（蓋瓦支架）→鋪設(shè)蓋瓦→脊飾內(nèi)襯骨架安裝→脊飾銅線條及吻獸的安裝→噴涂氟碳清漆（圖7）。

圖7 屋面結(jié)構(gòu)

1）鋪設(shè)不銹鋼板：待屋面防水卷材施工完成后，整體鋪設(shè)0.3 mm厚不銹鋼板與屋面連接。

2）找位與放線：按屋面各翼長經(jīng)“分中號隴”后的底瓦間距，縱向按450 mm間距分布，對各個埋件及構(gòu)件的安裝位置、標(biāo)高等進(jìn)行彈線復(fù)核。

3）固定底瓦支架及埋件：在屋面不銹鋼板上，依據(jù)原先所彈線的位置，使用M5不銹鋼自攻螺絲將“ ”形埋件固定在屋面不銹鋼板及木板上，螺絲連接處加防水墊片。在屋脊處同樣采用M5不銹鋼自攻螺絲（加墊片）固定1.5 mm厚不銹鋼板作為屋脊內(nèi)襯骨預(yù)埋件（圖8）。

圖8 支架與鋼板連接

4）鋪設(shè)底瓦：底瓦支架間距為260 mm，根據(jù)現(xiàn)場屋面進(jìn)行調(diào)整，確保瓦片均勻分布。支架安裝完成后，將底瓦與支架臨時固定，并用氬弧焊滿焊底瓦固定在支架上（圖9）。

圖9 底瓦與支架連接

5）安裝防水蓋板（蓋瓦支架）：底瓦安裝完后，在“ ”形支架上增加一個“ ”形不銹鋼防水蓋板，兼作蓋瓦的支架。此蓋瓦支架與底瓦焊接連接，蓋瓦支架與底瓦連接處使用密封膠勾縫處理（圖10）。

6）鋪設(shè)蓋瓦：蓋瓦由檐口分塊疊加至屋脊處，蓋瓦每塊都應(yīng)與蓋瓦支架固定，固定方式采用M5自攻螺絲，蓋瓦間采用銷釘固定。

7）脊飾內(nèi)襯骨架安裝：當(dāng)屋面瓦作鋪設(shè)底瓦階段時，根據(jù)屋面脊飾大小和高度，預(yù)制成品骨架，整體或分塊安裝。骨架采用20 mm×20 mm的不銹鋼方鋼，以方鋼四邊滿焊的形式與底部不銹鋼板進(jìn)行連接，在安裝龍骨之前復(fù)核銅飾面板的位置，做到水平一致、中間對稱。

8）脊飾銅線條及吻獸的安裝：銅飾線條安裝前，對骨架位置、平直度、連接牢固情況進(jìn)行檢查，然后從下向上逐條安裝。安裝骨架兩側(cè)脊飾線條，采用不銹鋼拉鉚釘與原先內(nèi)襯不銹鋼骨架進(jìn)行固定，有不銹鋼板折邊造型的用結(jié)構(gòu)膠黏結(jié)固定。鏤空花格造型為工廠預(yù)制，現(xiàn)場焊接固定。最后安裝壓頂線條，壓頂線條采用氬弧焊方法與兩側(cè)脊飾線條進(jìn)行固定。吻獸造型及內(nèi)部骨架在工廠內(nèi)已經(jīng)定型化完工，由于吻獸本身相對于其他銅飾品質(zhì)量較重，故固定處需進(jìn)行加固處理以達(dá)到其承載能力。先在屋面上使用M5不銹鋼自攻螺絲將厚6 mm的鋼板固定在屋面不銹鋼板及木板上，在鋼板上焊接工廠內(nèi)預(yù)制的吻獸托架（厚8 mm鋼板作為底托板＋6#槽鋼作為支腿），局部在現(xiàn)場底瓦上焊接鋼板托架進(jìn)行連接作為加固，最后在此托板上將吻獸內(nèi)部骨架進(jìn)行焊接連接。蓋瓦安裝完成后，在蓋瓦與脊飾連接處采用密封膠勾縫（圖11）。

圖10 蓋瓦連接節(jié)點(diǎn)

圖11 銅瓦屋面完工效果

9）噴氟碳清漆：待銅瓦及脊飾、吻獸全部安裝完成后，需進(jìn)行整體清理銅飾表面，在適宜的溫度及濕度下用氟碳清漆噴涂進(jìn)行三度處理。噴涂時須由上至下分塊分段進(jìn)行施工，要選好收邊部位并做好每層的對接。

6 結(jié)語

上海玉佛禪寺一期工程已于2018年5月順利完成，歷經(jīng)幾場臺風(fēng)及暴雨的考驗(yàn)，屋面排水順暢，未發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。銅瓦屋面建筑外觀完全達(dá)到了預(yù)期的效果，并與周邊木結(jié)構(gòu)建筑群在視覺觀感上形成融合，信眾香客廣為稱贊，社會評價良好。綜上，本工藝下的木屋面-銅瓦體系應(yīng)用前景較為廣闊。本文施工技術(shù)探討希望能夠拋磚引玉，為類似工程提供參考。