新技术新材料在古建筑保护中的运用

汪丙亮

摘 要：当前我国古建筑保护面临着危机和挑战，古建筑的维修修缮要求保存现状或恢复原状， 但是逐渐消失的古建筑技艺和相对落后的传统设计方法无法满足日益复杂的古建筑保护的危机。随着我国建设事业的发展，大量的新型建筑技术和材料被研究和创新应用。迅速发展的现代建筑技术和现代材料，需要我们去分析建筑新技术和新材料发展的一般规律和方法，拓宽古建筑保护中新技术和新材料的应用及创新。

关键词：建筑保护；新技术；新材料；应用

随着人们对古建筑保护的认识的提高和古建筑材料的不断挖掘，越来越多的古建筑得到了人们的重视。本文想通过对建筑新材料和新技术的研究和梳理，从多个角度更好的展现出新材料和新技术在古建筑保护方面的作用。

1 我国古代建筑技术简介

在数千年的历史进程中，我国各族劳动人民和建筑匠师建造了无数的建筑物，许多古代建筑遗存至今，具有优秀的技术传统和独特的艺术风格，其推动了中国建筑的发展，为现代建筑工业的发展积累了宝贵经验，是我国古代科学技术成就的一个重要组成部分。

中国古建筑，其最大的特点就是采用的木结构体系。木结构建筑是用木料做成房屋的构架，先从地面上立起木柱，在柱子上架设横向的梁枋，再在这些梁枋上架设屋顶。所有房屋顶部的重量都由梁枋传到柱子，经过柱子传到地面。木结构建筑的营造与现今框架结构的建筑建造相似，木结构的墙壁不作承重墙使用，而是用柱子来承受屋顶重量，无论用土、砖、石或者其他材料筑成，都只起到隔断的作用而不承受房屋的重量。

2中国古建筑保护所面临的问题

古建筑作为历史的遗存，是中国古代劳动人民的智慧结晶，是祖先留给我们的宝贵遗产，保护这笔遗产，和弘扬中国文化，延续历史文脉是我们这一代人的任务和执着。然而关于古建筑保护的问题，始终困扰着我们，通常，我们在古建筑保存是会受到各种因素的干扰，市政建设集团的拆除，自然界的侵蚀。

2.1 大木结构腐朽变形

大木结构腐朽变形是古建筑普遍存在的问题之一，在我国古建筑的主要结构材料便是大木，这就提醒着我们在修缮古建筑时大木的损坏程度是首先要考虑的问题之一，面对大木损坏问题，是对其加固还是变更部分，这个环节需要弄清楚，否则不但谈不上是保护，反而是在保护的旗帜下进行损坏。

2.2 石件的风化

在我国古建筑群中，砖石的风化现象非常常见，其中汉白玉的风化问题在国内更为普遍，近现代特别是当前，我国专家虽然很重视石件的保护和修缮，但国内人士意见不同，所采取的的措施不同，力度也不同，所以长期以来石件的保护研究工作仍然没有得到理想的研究效果。

2.3 砖体的风化

在我国，砖体的风化较之石体构件砖体的风化更为突出，以为砖体的更换成本不高，所以大都采用拆旧换新的方法来解决，提出了整旧如旧的概念，但随着修缮规模和手段的不断扩大和使用，又出现了砖体酸碱保护这个问题，于是，对价值较高的文物的保护要求越来越高，形式更加不容乐观。

3 新技术新材料在古建筑保护的应用

3.1新技术在古建筑保护中的应用

运用地面透射雷达测绘教堂结构构件图像地面透射雷达 探测是一种较好的无损检测技术。这种技术应用微波频段的电磁波作为探测媒介， 常用的频率在90～1000MHz。通过测量和分析电磁波的传播时间、反射系数、折射率等， 可以推断出所测物体的形状和性质。由于电磁微波对非金属材料的含水量较敏感， 使用地面透射雷达容易辨别砖、石、混凝土中的缺陷和金属物体。美国工程师Woodham 运用地面透射雷达技术， 在2000 年秋季对巴尔的摩市的圣母玛利亚升天大教堂进行了结构测试和评估[1]。这座具有希腊复兴风格的教堂是美国第一座天主教大教堂， 在美国建筑史和宗教史上有重要的意义。在这一工程中， 地面透射雷达（GPR） 被用来测定教堂穹顶的厚度、形成墩柱的图像以及调查主楼盖的结构， 用于测试的设备为配置了900MHz 天线的地理测量系统SIR22000。

灌浆已有进200 年歷史，到20 世纪20 年代后，灌浆已广泛地应用在近代土木工程中，其中一项就是用来修复和加固有历史意义的古老的但有缺陷的圬工建筑物。目前国内外在古建筑保护加固中浆液多选用化学溶液，这是因为多少年来，化学以其巨大的威力在岩土工程中塑造了许多成功的典型实例，其中就有土遗址保护工程。

3.2 新材料在建筑保护中的应用

金属材料在古建筑保护中的应用。在钢、铁、铜、锡等金属材料本是我国加固古建筑的传统材料，在建筑的实物中经常可以看到。如用于木结构梁柱劈裂加固的铁箍，梁柱拔榫加固的铁扒锯、铁拉扯、梁头榫卯加固的铁托垫等等，效果非常显著。金属材料加固的最大优点是不改变原来材料的本质，只是作为附加的东西，也不改变原结构的性能，仅起辅助加强作用。金属材料作为加固补强最大的优点是可逆性强，如果有其他的原因需要去掉时，也比较容易拆除。现代化锻制技术的进步，更有利于所需钢铁加固部件的制做，钢材性能也比以前的铁件好得多了，因此，将金属材料用于古建维修工程加固的方法很值得重视。金属材料不仅适用于木结构的加固，而且用于砖石建筑的加固效果也是很好的。一千多年前隋代赵州桥上就用了腰铁、铁拉杆等来增强它的坚固性。在我国南方各地许多居民、祠堂、寺庙的高大砖墙上也用了丁字形的傀拉杆来拉固。在近几十年来的古建筑维修工程中，使用金属构件加固也取得了显著的效果。好在古塔的加固工程中，将破裂的塔身外壁用钢箍箍住，把钢箍嵌入塔体表层之内，而外观依然如旧。西安小雁塔就是一个很好的例子。原北京大学红楼的抢险加固工程也是一个用钢材加固的创造性设计。该楼是一座20世纪二十年代建成的砖木混合结构，在1976年的唐山大地震波及下，出现了墙裂顶塌、门窗破裂的情况。设计人员采用了水平钢桁架和槽钢、扁钢壁柱相结合的隐蔽钢制框架结构体系，使原来摇摇欲坠的结构能抗八度以上地震。这些钢结构大都嵌入了墙体之内，水平钢桁架则隐藏于楼板夹层之间，因此内部结构得到了很大的加固补强而外观如旧。环氧树脂黏结与钢铁金属构件合并使用往往能收到很好的效果。如木构梁柱的加固除了用钢箍、钢钉、暗榫等之外，再加环氧树脂黏结就更加坚固了。又如砖石建筑和岩壁加固，除了用环氧树脂配剂黏结、灌注之外，再加上钢箍、钢杆，效果会更好。

4 结束语

综上所述，我国古建筑的保护离不开新技术新材料的应用，要想做好古建筑的保护工作，必须从新技术新材料入手，努力发展新技术新材料，并且加强新技术新材料在古建筑的应用。

参考文献：

[1]梁思成，中国建筑史[M]中国建筑工业出版社，2005.