顧鋒

中億豐建設(shè)集團(tuán)股份有限公司 江蘇 蘇州 215000

中華文明源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，經(jīng)過幾千年的文化演進(jìn)，不僅影響了中國人在造型藝術(shù)方面的藝術(shù)觀念，還對(duì)其生活觀產(chǎn)生了實(shí)質(zhì)性影響。當(dāng)前正值中國式現(xiàn)代化改革時(shí)期，在“并聯(lián)式”發(fā)展方案下古建筑維修施工單位應(yīng)結(jié)合生態(tài)化、數(shù)字化、產(chǎn)業(yè)化融合發(fā)展理念，積極探索與古建筑維修相關(guān)的技術(shù)，并將其落實(shí)到對(duì)新材料和新技術(shù)的引入、研發(fā)及推廣應(yīng)用方面，為其實(shí)踐賦能。下面先古建筑的歷史價(jià)值做出簡(jiǎn)要概述。

1 古建筑的歷史價(jià)值概述

古建筑反映了歷史上不同時(shí)期廣大勞動(dòng)人民的智慧，呈現(xiàn)了時(shí)代精神，向后世展示了當(dāng)時(shí)的社會(huì)狀況、生活方式、建造技藝、藝術(shù)風(fēng)格等。例如：（1）隋唐時(shí)期的古建筑裝飾中應(yīng)用了琉璃和磚；（2）兩宋時(shí)期縮小建筑規(guī)格后通過殿閣樓臺(tái)深化了建造形式；（3）元朝時(shí)期受多元宗教影響改變了建筑形態(tài)與設(shè)計(jì)風(fēng)格；（4）明清時(shí)期通過對(duì)磚的大量使用，促進(jìn)了古建筑的標(biāo)準(zhǔn)化、模式化發(fā)展等。根據(jù)“存在決定意識(shí)，意識(shí)反映存在”的基本原理，現(xiàn)代人通過對(duì)客觀存在的古建筑之研究，有利于了解其建造時(shí)期的歷史并更為深入的理解其價(jià)值。從當(dāng)前的研究成果看，古建筑的歷史價(jià)值具有多元性。如圖1所示。

圖1 古建筑的歷史價(jià)值示意

2 古建筑維修原則分析

古建筑是一種物質(zhì)文化遺產(chǎn)，對(duì)其進(jìn)行維修的目的是保護(hù)古建筑文物。從近年來高質(zhì)量維修經(jīng)驗(yàn)看，古建筑文物保護(hù)工程維修期間已總結(jié)了若干原則，用于指導(dǎo)其實(shí)施。其中，總的維修原則是“不改變古建筑原貌”，配套原則包括：（1）修舊如舊原則；（2）系統(tǒng)性原則；（3）技術(shù)性原則。分述如下：

2.1 修舊如舊原則

古建筑維修中為了保持其原貌，要求施工人員嚴(yán)格遵循修舊如舊原則。具體而言，此類建筑建于歷史上的不同時(shí)期，每個(gè)時(shí)期的設(shè)計(jì)理念、施工材料、營造法式、藝術(shù)風(fēng)格、造型特征等，均存在差異。此時(shí)，施工人員需要在該原則下做好對(duì)維修對(duì)象的調(diào)查工作，確認(rèn)其維修性質(zhì)。例如，在分析其建筑年代方面，可以根據(jù)歷史資料、建筑構(gòu)件、法式特征等進(jìn)行綜合考察，然后根據(jù)調(diào)查結(jié)果選擇匹配的材料、施工工藝、做舊法，確保在不損傷建筑原貌的前提下使其在修繕后達(dá)到修舊如舊效果[1]。

2.2 系統(tǒng)性原則

建筑通常被稱為“凝固的音樂”（歌德語），屬于偉大的造型藝術(shù)類型。我國古建筑多、采用木制結(jié)構(gòu)，而且在連接設(shè)計(jì)中一般會(huì)應(yīng)用卯榫，形成了“牽一發(fā)而動(dòng)全身”的基本特點(diǎn)，要求施工人員在維修過程中嚴(yán)格遵循其系統(tǒng)性原則開展相應(yīng)的結(jié)構(gòu)安全評(píng)估，包括地基、柱、梁、墻、門、窗、屋頂、瓦片、桁條等，然后在確認(rèn)風(fēng)雨侵蝕、垌路脫斷、瓦片下滑、屋面桁條桷板霉?fàn)€、梁架木構(gòu)件空洞等問題的前提下，追溯導(dǎo)致其受損的原因，并在該原則下制定合理的維修策略與實(shí)施措施。

2.3 技術(shù)性原則

古建筑與現(xiàn)代建筑存在根本性差異，維修對(duì)象幾乎涵蓋了整個(gè)建筑及周邊地區(qū)。施工人員在對(duì)其進(jìn)行維修期間，應(yīng)始終遵循技術(shù)性原則，在修繕、復(fù)原、加固等維修工作中提升其效率與質(zhì)量。例如，在日常修繕工作中，對(duì)大型構(gòu)架、桁類補(bǔ)配、更換用材的重視程度較高，施工相對(duì)頻繁。其中的技術(shù)要求包括木材含水率、木構(gòu)件斜率、蟲蛀、髓心、腐朽、力學(xué)性能試驗(yàn)、干燥處理等。如表1：

表1 古建筑維修中的木制構(gòu)件維修技術(shù)要求

3 古建筑維修中對(duì)新材料的應(yīng)用

古建筑在物質(zhì)文化遺產(chǎn)傳承與發(fā)展中占據(jù)著重要地位，對(duì)其進(jìn)行維修期間牽涉到對(duì)古建筑歷史價(jià)值的了解、認(rèn)識(shí)、分析、保存、開發(fā)、利用，為了預(yù)防維修中發(fā)生失誤與造成二次破壞，通常要求根據(jù)古建筑本身的形制、布局、形態(tài)，選擇與之匹配的建筑材料，如根據(jù)古建筑構(gòu)成要素選擇木、石、磚、泥、灰等。然而，由于此類材料穩(wěn)定性差、控制難度大，為了應(yīng)對(duì)此類問題施工人員往往會(huì)選擇一些與其不發(fā)生沖突的新材料。下面僅對(duì)其中應(yīng)用較多的水泥、金屬、環(huán)氧樹脂三種新材料展開具體分析。

3.1 以水泥材料為例

雖然現(xiàn)代建筑中應(yīng)用的水泥不屬于新材料，但是在由于古建筑中未應(yīng)用該材料，相對(duì)而言屬于新材料。例如，古建筑應(yīng)用的材料主要包括泥土、磚石、木材、爐灰等，在維修過程中使用此類材料時(shí)普遍會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)度控制難度較大的問題，同時(shí)不利于古建筑維修后的保存。此時(shí)，可以根據(jù)古建筑維修中的材料管控標(biāo)準(zhǔn)選擇一些水泥材料，作為輔助性施工材料。具體應(yīng)用時(shí)，由于對(duì)水泥使用控制較為嚴(yán)格，施工人員應(yīng)根據(jù)古建筑材料與水泥材料的適配性，通過合理的配比，對(duì)其加以應(yīng)用。以西北地區(qū)的古建筑為例，主要采用麥草泥墻面做法。如果在當(dāng)前的古建筑修復(fù)中使用泥、水、麥草（剁成5cm左右的小條），隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)造成裂縫、強(qiáng)度弱化、耐久性下降、表面觀感效果變差等問題，因而在新時(shí)期的維修過程中可以結(jié)合經(jīng)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)相結(jié)合的方式，在其中摻入相應(yīng)的水泥材料，改變上述問題[2]。

3.2 以金屬材料為例

古建筑維修中對(duì)金屬材料的應(yīng)用頻率相對(duì)較高。例如，古建筑中大量使用了木結(jié)構(gòu)，在梁、柱、牛腿、檁等使用期間，承托位置、連接位置容易發(fā)生質(zhì)量問題，弱化其堅(jiān)固度。此時(shí)，施工人員可以將托墊、鐵箍作為主要的金屬材料，輔助木結(jié)構(gòu)增強(qiáng)其整體上的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。再如，經(jīng)過新一輪工業(yè)化改革之后，我國金屬鍛造技術(shù)方面創(chuàng)新了知識(shí)產(chǎn)權(quán)，研發(fā)了適用于不同建筑部位的加固構(gòu)件，此時(shí)可以根據(jù)古建筑修繕要求，配置相應(yīng)的金屬部件?；蛘?，在定制化模式下由施工單位向預(yù)制廠家提供BIM結(jié)構(gòu)材料，由其采購材料、按需生產(chǎn)并提供相應(yīng)的售后服務(wù)等，從而在協(xié)同合作條件下通過對(duì)金屬材料的多元化應(yīng)用，提高古建筑維修質(zhì)量。以柱開裂為例，可以使用金屬材料制作相應(yīng)的“薄片”，將其包裹到木柱之上，既可遵循不改變古建筑原貌的總原則完成維修工作，也能在系統(tǒng)性、技術(shù)性原則下提升維修效果。

3.3 以環(huán)氧樹脂為例

環(huán)氧樹脂屬于新型建筑加固材料，在古建筑維修中的應(yīng)用十分普遍。從應(yīng)用效果看，可以起到預(yù)防二次破損、穩(wěn)定結(jié)構(gòu)、提升性能的作用。在實(shí)際應(yīng)用環(huán)氧樹脂時(shí)，施工人員應(yīng)根據(jù)以往的維修經(jīng)驗(yàn)，將其應(yīng)用到柱、內(nèi)梁等構(gòu)件加固之中。尤其在構(gòu)件與構(gòu)件連接方面，存在黏結(jié)性相對(duì)較差的截面位置時(shí)，可以充分利用環(huán)氧樹脂材料的高粘結(jié)性能，一方面減少對(duì)構(gòu)件外形的改變，另一方面降低對(duì)古建筑外觀形態(tài)的影響，達(dá)到保護(hù)古建筑文物的目的[3]。

4 古建筑維修中對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用

古建筑維修期間，主要應(yīng)用了設(shè)計(jì)施工一體化實(shí)踐模式，具體工作落實(shí)到了維修項(xiàng)目立項(xiàng)、前期調(diào)查、投資決策、維修方案設(shè)計(jì)、招投標(biāo)、物料采購、維修施工、試運(yùn)行、維保、竣工驗(yàn)收、正式運(yùn)行等。新時(shí)期考慮到古建筑維保中可能產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)和高質(zhì)量維修要求，施工人員普遍加強(qiáng)了對(duì)新技術(shù)引進(jìn)和新工藝的應(yīng)用，預(yù)期在不破壞建筑結(jié)構(gòu)安全、不改變其外部形態(tài)、不影響其原始風(fēng)貌及其藝術(shù)風(fēng)格的前提下，擴(kuò)大對(duì)無損技術(shù)的應(yīng)用比例，全面提高其維修效率與質(zhì)量，為其維修實(shí)踐工作賦能。下面僅對(duì)雷達(dá)探測(cè)、化學(xué)灌漿、現(xiàn)代切割、粒子噴射清洗、新型做舊五種技術(shù)的應(yīng)用做出具體討論。

4.1 以雷達(dá)探測(cè)技術(shù)為例

古建筑維修屬于文物保護(hù)工程范疇，前期調(diào)查直接影響著維修方案設(shè)計(jì)、材料選擇。通常而言，施工人員應(yīng)在調(diào)查階段盡可能在其基礎(chǔ)上對(duì)各項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)說明，但是在原結(jié)構(gòu)探測(cè)期間，如果采用傳統(tǒng)技術(shù)容易對(duì)古建筑本身產(chǎn)生危害。此時(shí)，可以選擇無損檢測(cè)技術(shù)中的雷達(dá)探測(cè)技術(shù)，把電磁波中的微波頻段（90～1000MHz）作為探測(cè)媒介，對(duì)古建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件圖像進(jìn)行探測(cè)，并根據(jù)相關(guān)參數(shù)獲取相關(guān)測(cè)量結(jié)果。此類參數(shù)包括：（1）電磁波傳播時(shí)間；（2）折射率；（3）反射系數(shù)等。例如，古建筑多用非金屬材料，電磁微波在含水率方面具有敏感性，此時(shí)可以使用該技術(shù)對(duì)其材料中的含水率進(jìn)行檢測(cè)，分析其中的潛在缺陷。以上文表1中的古建筑維修中的木制構(gòu)件維修技術(shù)要求為例，明確了梁與枋構(gòu)件、桷斗板類構(gòu)件、桁類構(gòu)件的含水率，應(yīng)用該技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)后可以精準(zhǔn)識(shí)別其中的含水率是否超標(biāo)，并甄別出其缺陷。再如，部分古建筑應(yīng)用了穹頂、墩柱、樓蓋結(jié)構(gòu)，此時(shí)可以通過聯(lián)用雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)和地理測(cè)量系統(tǒng)，完成對(duì)維修對(duì)象的高精度檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并加以修繕[4]。

4.2 以化學(xué)灌漿技術(shù)為例

古建筑維修內(nèi)容較多，在整體修繕、局部修復(fù)、日常養(yǎng)護(hù)、加固施工時(shí)，受到材料、技術(shù)、工藝條件的限定，往往不能達(dá)到預(yù)期的建筑強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)其壽命的目的。在這種前提下，施工人員可以根據(jù)維修中的實(shí)際缺陷情況、修繕需求等，選擇應(yīng)用頻率高、修繕效果較好的化學(xué)灌漿技術(shù)。例如，古建筑應(yīng)用木-磚-石后，隨著使用環(huán)境、氣候條件、天氣狀況、物理化學(xué)作用、人為因素等綜合影響，容易發(fā)生建筑裂縫問題，當(dāng)裂縫相對(duì)較大時(shí)，不僅會(huì)降低了其強(qiáng)度，還影響建筑結(jié)構(gòu)本身的抗荷載能力、抗壓能力，此時(shí)宜采用化學(xué)灌漿技術(shù)，選擇與之匹配的化學(xué)溶液并注入裂縫之內(nèi)，促進(jìn)維修目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。在裂縫較窄時(shí)可選擇上文提到的環(huán)氧樹脂，以注射方式在15～25℃之間注入環(huán)氧樹脂，直接待到完全固化狀態(tài)為止。

4.3 以現(xiàn)代切割技術(shù)為例

古建筑維修處理對(duì)象包括了損壞部分和未損壞部位，其中當(dāng)損壞部位面積較大、修復(fù)效果較難達(dá)到預(yù)期效果時(shí)，往往需要運(yùn)用現(xiàn)代切割技術(shù)對(duì)其中的損壞部位進(jìn)行切除，并通過新、舊部位的精準(zhǔn)銜接，提高維修效果。例如，在處理前、后銜接方面的工作時(shí)，銜接度要求相對(duì)較高，傳統(tǒng)的人工手動(dòng)切割精準(zhǔn)性差，容易發(fā)生銜接失誤，嚴(yán)重時(shí)可能給古建筑的整體性造成影響，并在其流暢性、協(xié)調(diào)性降低后弱化其藝術(shù)性。在這種條件下，施工人員應(yīng)對(duì)取代傳統(tǒng)手工切割技術(shù)，借助斜切鋸更為高效的完成切割、銜接作業(yè)等。

4.4 以粒子噴射清洗技術(shù)為例

古建筑維修對(duì)象固定、維修頻率較高。從日常維修經(jīng)驗(yàn)看，隨著古建筑使用時(shí)間的延長(zhǎng)，會(huì)使其表面長(zhǎng)期暴露在外，既會(huì)將大氣環(huán)境中的煙塵會(huì)覆蓋到其表面，也會(huì)因水溶性鹽、石銹等形成去除難度較大的污垢。此時(shí)，可借助干法清洗技術(shù)中的粒子噴射清洗技術(shù)（也稱粒子噴射翻新技術(shù)），使用壓縮空氣把粒子噴射到古建筑表面，通過沖擊、微觀切削等，去除其中的雜質(zhì)。然后，使用配套的化學(xué)藥液噴涂法，修復(fù)、翻新、防護(hù)磚石表面，恢復(fù)其舊貌、延長(zhǎng)其使用壽命[5]。

4.5 以新型做舊技術(shù)為例

目前，古建筑維修過程中普遍應(yīng)用了BIM之類的三維建模、四維仿真技術(shù)，可以利用其中的模擬功能，還原古建筑的顏色、紋飾、圖案、連接部位等，然后借助模擬、仿真等功能，制提前預(yù)演做舊前、做舊后的效果，預(yù)防因準(zhǔn)備不足而造成做舊效果不達(dá)標(biāo)的問題。具體操作時(shí)，施工人員應(yīng)將BIM技術(shù)、PS技術(shù)、激光掃描技術(shù)等進(jìn)行聯(lián)合應(yīng)用，選擇最佳做舊技術(shù)，提高做舊效果。

5 結(jié)束語

總之，古建筑反映了建設(shè)時(shí)期的人民生活方式、社會(huì)現(xiàn)狀、技術(shù)水平、藝術(shù)風(fēng)格，見證了當(dāng)時(shí)的歷史風(fēng)貌。在新時(shí)期高質(zhì)量維修期間，既要遵循“不改變古建筑原貌”的基本原則，也應(yīng)在技術(shù)賦能路徑下增強(qiáng)對(duì)新材料、新技術(shù)的應(yīng)用。建議在古建筑維修過程中，一方面結(jié)合維修前期的調(diào)查結(jié)果選擇適配性較高的環(huán)氧樹脂、金屬、水泥等材料，另一方面則需根據(jù)實(shí)際的維修需求，在維修的不同階段應(yīng)用雷達(dá)探測(cè)、化學(xué)灌漿、現(xiàn)代切割、粒子噴射清洗、新型數(shù)字做舊技術(shù)等，全面提高維修質(zhì)量與效果，使古代建筑在新時(shí)期煥發(fā)生機(jī)，產(chǎn)出經(jīng)濟(jì)、藝術(shù)、文化、教育等綜合效益，促進(jìn)對(duì)“中國夢(mèng)”的落實(shí)。