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古建筑木结构保护技术在现代园林工程中的应用

2010-01-09马方超

河北民族师范学院学报 2010年2期
关键词:腻子木结构古建筑

马方超

(承德广播电视大学,河北 承德 067000)

古建筑木结构保护技术在现代园林工程中的应用

马方超

(承德广播电视大学,河北 承德 067000)

作者通过某大型别墅小区中园林工程中木结构工程的维修和防护两方面,阐述了古建筑木结构的保护技术在现代园林工程中的应用。

园林工程;古建筑;木结构;保护技术

一、项目简介:

该项目位于太湖湖畔,是一个大型的山水别墅小区。建筑面积16万平方米,占地面积80万平米,由近400栋独立别墅组成,三面环山一面临湖,风景宜人。开发商为开发好这块风水宝地,采纳了景观先行的设计理念,在整体规划上坚持 “将建筑融入风景”,尽量保持地块的原生态风貌,精心设计了各具情态的组团式景观。生态小岛、林间小道、景观廊架、风雨长廊、环山步道相映成趣;溪流、瀑布、跌水、喷泉,各具风情,充分营造了一个自然、灵动的生态居住空间。

该项目总投资4个亿,其中用于园林景观的投资约5000万,由于该项目投资较大,开发商采用了分期开发的方法,一期项目2004年开工,2007年竣工,二期项目2005年开工,2008年竣工。一期项目中的园林绿化工程投资2000万,其中涉及到木结构的主要是湖畔和溪畔的栈道、四角亭、花架和座椅,该园林绿化工程2006年已竣工,保修期一年。2008年时发现有较大面积的木结构出现油漆脱落、腐朽、开裂、虫蛀现象,严重影响高档小区的形象,由于该工程已过了保修期,开发商决定委托二期园林景观的施工单位进行维修。二期项目中的园林绿化工程投资3000万,其中涉及到木结构工程与一期类似,该工程2007年开工,2008年底竣工。下面我就从一期园林工程木结构的维修和二期园林工程木结构的防护两方面来对古建筑木结构的防护技术在现代园林工程中的应用进行简要的阐述。

二、古建筑木结构维修技术在现代园林工程中的应用

1.木结构损坏程度的勘查

在对损坏的木结构处理之前,我们有必要先对它的损坏程度进行判断,才能“对症下药”。古建筑木结构材质状况勘查已经有了十几种无损和微创检测技术,但考虑到现场的实际情况和检测成本,我们只进行了表面观察。

按照国标《木材天然耐久性野外实验方法》(GB/T1394)木材的腐朽(虫蛀)分级标准如下:

木材腐朽(虫蛀)分级标准

对照该标准,现场腐朽(虫蛀)的程度全部为轻度以上,另外还有少数木构件开裂、一根木柱被人为严重破坏。

2.木结构损坏构件的维修

轻微腐朽(虫蚀)构件的处理:对油漆脱落、轻微腐朽(虫蚀)构件,先将构件表面原油漆铲掉、对腐朽部分根据腐朽程度采用削除或砂纸砂除,基层清理干净后,再批腻子,用喷雾器将桐油喷涂6遍(一般2-3遍,考虑到该木构件临水易腐,且喷淋法药液损失大,增加到6遍,局部再人工涂刷)。每遍喷涂后均用塑料薄膜覆盖,避免药液蒸发,每次喷涂均要待木构件表面稍干后进行,最后刷本色树脂清漆4遍。

中度腐朽(虫蚀)构件的处理:本工程未发现,一般较轻的按轻微腐朽(虫蚀)构件处理,较严重的采用挖补法和包镶法。挖补法是先将腐朽部分剔除干净,剔除成规则的几何形状,将洞内木屑杂物清理干净,用防腐剂涂刷4遍,每次涂刷均要待木构件表面稍干后才能进行,再制作一块与挖除形状吻合的木块,用防腐剂处理后用胶黏结或用钉钉牢。包镶法一般用于构件周围全部腐朽,而深度不超过构件直径的1/4时。包镶法先将腐朽部分沿构件周边截一锯口,剔除腐朽部分,再将周围贴补新材料,剔除腐朽部分后的槽口和嵌补的新木料均应做防腐处理。嵌补木块较短时,可以胶黏或钉牢,较长时需加铁箍1-2道,箍的宽窄、厚薄根据具体情况决定,铁箍要嵌入构件内,以便油饰。

重度腐朽(虫蚀)构件的处理:本工程未发现,如果碰到此类构件,一般均予以更换,对于白蚁危害的心腐构件,如果确有必要,可参照古建筑木结构维修技术采用高分子材料进行浇铸加固。先在构件的受损部位锯开约10CM的槽口,将锯下的木条保留,待内部处理完毕后贴回原处。将构件内部所有朽烂木或蛀屑清理干净,用环氧树脂将木条贴回,并用环氧腻子封堵贴缝及构件上的裂缝、孔眼。浇注部位上端开浇筑孔,间隔1M,分段浇注,灌入高分子材料,每次约4KG,并间隔半小时,直至灌满为止。

开裂构件的处理:木材干裂分为干缩裂缝和受力裂缝,对于危害到结构安全的受力裂缝构件及时更换处理。考虑到木构件的美观性,同时又防止干缩裂缝的发展,对于细小的裂缝,可用环氧树脂腻子封堵严实。对干缩裂缝较大处补加不锈钢扒钉或不锈钢钉、必要时可用组钉板(厚0.9-1.5mm的薄钢板冲压而成的钉板扣件,人工锤击进入裂缝出两侧,由于组钉板有足够的刚度,可以抵消木材在干缩过程中出现的阻力)、铁箍加固或不锈钢螺栓夹紧,螺栓垫板应有足够的面积,并在螺栓松动时及时拧紧。较大的缝隙用竹片或木条嵌牢,缺角部分用木块填补、钉牢,竹片、木条、木块均要做防腐处理,基层清理干净后再刷桐油3遍、补腻子,刷本色树脂清漆4遍。如果顺纹裂缝的深度和宽度大于1/4构件直径,长度大于构件1/2;斜纹裂缝超过矩形构件的两个相邻表面或圆形构件的1/3周长时,已无修补必要,应更换构件。

人为破坏木柱的处理 该木柱柱脚约1/2被人为砍掉,经综合考虑,该构件采用阴阳巴掌榫刻半墩接法处理,如下图一。如果柱脚相对面被破坏,则可采用莲花瓣榫(也叫抄手榫)刻半墩接二进行处理。

墩接时榫头要严密对缝,榫高40-50CM,新旧木材断面处均要做防腐处理,基层清理干净后刷防腐油3遍、接头部位截面尽量吻合,墩接时用环氧树脂胶黏牢,然后补腻子,刷油漆。

三、古建筑木结构防护技术在现代园林工程中的应用

木材是生物材料,所以它在潮湿的环境中,特别是在室外的环境中,极易受到有害生物的侵袭 (腐朽、虫蛀等)。同时,一些非生物因素(物力、化学等)也以不利于方式影响着木材,使其发生变化。由于有一期园林工程木结构损坏的前车之鉴,二期园林工程施工时加强了这方面的预防工作。具体如下:

1.木结构防腐

木材防腐的历史可以追溯到约公元四世纪,晋朝葛洪《抱朴子》内篇“铜青涂木,入水不腐”,说明当时已经把铜的氧化物用于木材防腐。现阶段我国的森林资源已日趋匮乏,许多古建筑木结构所用的防腐树种已无从寻觅,2006年公布的第六次全国森林资源清查结果显示,全国森林覆盖率为18.21%,人均森林占有面积仅0.08公顷,在全球排名134位。所以将木材进行化学防腐已是大势所趋,木材的化学防腐就是用有毒药剂(防腐剂)处理木材、杀死危害木材的各种生物或阻止其生长。防腐剂分为无机和有机两大类,无机药剂主要是一些水溶性的盐类,有机药剂又可分为油类和油溶性药剂两类。1957年我国第一个木材防腐厂在武汉创办,时至今日,从事木材防腐的厂家已有一两百家,虽然具体的木材防腐技术有很多种,但具体到现场施工由于工期和现场条件的限制,已没有必要也不可能自己进行处理,材料采购时完全可以直接购买专业厂家已处理过的防腐木材,现场加工时再对锯切部位补刷桐油,钉接处均采用不锈钢钉,并在钉眼处填嵌腻子和补刷桐油。木柱除采用了支撑在混凝土柱础上以隔断潮气上升的设计措施外,还在柱底开了十字槽口,以利通风和多余水分外渗。防腐剂要求厂家选用不影响油漆、可用于室外的材料,如铜铬硼(CCB)、氨溶砷酸铜(ACA)等。

2.木结构的防虫

木材防虫的历史可以追溯到约公元前500年,孔子指出树木只有适时砍伐,才能很好的避免虫害,这和今天木材最好在冬天采伐的理念不谋而合。一般防腐木因为经有毒药剂处理过均有防虫功能,为保险起见,在与木结构接触的地面又加做毒土处理措施,即将高浓度杀虫药剂喷洒在土壤中,与地基一起夯实,以隔断地下白蚁的来路。

3.木结构防火

由于本工程都是室外的临水建筑,所以对木构件的防火未严格要求,如果是房屋木结构,则首先要从构造上避免与高温、高热部位接触,必要时对木构件进行药剂处理,变易燃体为难燃体。

4.木结构防开裂

木材防开裂的历史最早,可以追溯到几千年前燧人氏的钻木取火,因为钻木取火必然是在干燥的木材上进行。木材的开裂与木材的含水率有着密切的关系,木材的含水率是木材的一项重要的物理性质,对木材的防腐、防虫都有重要的影响。一般南方气干材的含水率为17%-18%,北方气干材的含水率为12%-13%。为防止木材开裂,要求厂家提供存放了2-3年的木材,使表面含水率能够降至25%以下,或提供其他方法处理过含水率能够满足要求的木材。

四、总结

经过上述方法处理之后,无论是一期园林木结构的维修工程,还是二期新建的园林工程,迄今均未发现有大面积或较严重的木构件损坏现象,效果显著。

仿古建筑、园林工程近几年发展较快,很多单位施工前未严格控制木材的含水率,防腐、防虫处理不到位,竣工二、三年后大都出现了不同程度的木构件损害,而木构件的维修技术发展较缓慢,相对而言我国古建筑木结构的保护技术却已经发展的趋于成熟,方法众多,我们完全可以借鉴来用于现代园林工程木结构的保护。现代园林工程与古建筑相比,无论是历史性、科学性、艺术性都不能与其相提并论,而且《中华人民共和国文物保护法》第十四条规定:古建筑“在进行修缮、保养、迁移的时候,必须遵守不改变文物原状的原则”,所以,很多古建筑修缮中怕改变文物原状而投鼠忌器的措施在现代园林工程中都可以使用。但是,同样因为古建筑的珍贵性,所以有些维修方法的成本在古建筑维修中相对经济、可行,在现代园林工程中就显得偏高、不值得。而且古代木材(降解材)和现代木材(健康材)在化学成分、含水率等方面都有差异,所以,古建筑木构件的保护技术并不是每一项都适合现代园林工程,具体选用时要根据现场情况、多方案经济比较加以选择,但是总体说来,用古建筑木结构保护技术来处理现代园林工程的木结构,是牛刀杀鸡、绰绰有余的。

[1]陈允适.古建筑木结构与木质文物保护[M].中国建筑工业出版社,2007.

[2]古建筑木结构维护与加固技术规范[S].G B50165-92.

[3]杜仙洲.中国古建筑修缮技术[M].中国建筑工业出版社,1983.

TU986

A

1005-1554(2010)02-0057-03

2010-03-01

马方超(1982-),男,河北省兴隆县人,承德广电视大学助教。

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