吳猛
【摘要】筆者就天津市五大道區域歷史風貌建筑外檐整修實踐技術應用進行簡要介紹。
【關鍵詞】外檐原始材料;研究;墻面修復
05年至今,按照政府保護利用歷史風貌建筑的工作部署,依據《天津市歷史風貌建筑保護條例》和《天津市歷史風貌建筑保護修繕技術規程》等有關法律法規和政策規定,天津市歷史風貌建筑整理有限責任公司(以下簡稱“風貌整理公司”)嚴格保護建筑本體及與之相關的歷史、人文和自然環境,對以慶王府和先農商旅一期為代表的40余幢、近5萬平方米歷史風貌建筑進行了全面整修。
八年的歷史風貌建筑的整修工作,鍛造了一批技術管理人員,并在外檐整修環節中探索工程現代技術與歷史的完美結合,挖掘保留傳統材料、工藝和作法等方面取得重要成果。以下,就天津市五大道區域歷史風貌建筑外檐整修實踐技術應用進行簡要介紹。
1. 外檐原始材料分析研究
天津市五大道歷史風貌建筑材料立面裝飾材料豐富多彩,這些不同類型的材料組成了五大道獨特的材料語言。
1.1清水墻面材料的沿襲。
1.1.1燒結黏土磚。
(1)根據現場調查,天津市五大道有中國大多數近現代歷史建筑常見的磚。
(2)另外的一種紅色與灰色夾雜的紅磚,南方福建泉州類似的彩色磚——胭脂磚很類似,代表建筑睦南道28號李贊臣舊宅等。這類磚是溫度與氧化不均勻的導致的。
1.1.2砌筑與勾縫材料。
(1)經過分析測試,可以判斷,天津五大道地區大部分歷史風貌建筑的砌筑灰漿均為土或泥灰,一種石灰與當地土(海河土)混合的材料。其雖然強度低,但是與磚一般有比較好的結合力。
(2)勾縫劑從材質上看,有兩類,一類為水泥,添加了一定量的石灰,骨料為細河沙。形制以凹縫為主,縫凹入深度2~10mm。
(3)第二類為石灰,形制上分為元寶縫和平縫或淺凹縫,元寶縫表面呈圓弧,縫寬8±2mm,幾乎為純石灰。平縫或淺凹縫,縫寬8±2mm。
(4)五大道不同類型磚與不同類型、顏色的縫組成了非常有特色的清水立面。
1.2五大道裝飾粉刷。
天津市五大道建筑材料的第二語言為各種不同的水泥基裝飾粉刷,這其中包括水刷石、卵石罩面、粗細面水泥疙瘩以及后期噴涂等。
1.2.1水刷石(含斬假石)材料沿襲。
(1)早期的水刷石是一種仿花崗石的裝飾粉刷,早期或重要的建筑, 采用花崗石粉碎,篩選而成,在質感最接近花崗石。
(2)后期則采用細卵石,白色與黑石子組成,接近花崗石,而更晚期則只采用白色石子。工藝由細變粗,材料組成由繁變簡。另一種工藝為斬假石,是加石子粉刷在固化后,用刀斧等剁斬出石材毛面效果。
1.2.2卵石罩面材料分析研究。
(1)卵石裝飾面層最早起源于西班牙、意大利,分為干沾(Dry dash)和濕沾(Wet dash)兩類。干沾是先批石灰或水泥砂漿,在砂漿未干時,將石子手沾或打到墻面。濕沾是將石子添加石灰、水泥后,打到墻面或批到墻面。可按照表面平整度判別其原始工藝。
(2)材料上,早期選擇的均為粒徑大小幾乎一致的天然形成圓形卵石,近期在修復的幾個樓面,大多采用圓卵石夾破碎石子 。
(3)很多精美的卵石墻面被涂上各種不同的涂料。而今天,大多數的大多數的卵石墻面出個別刷有無色透明的涂料外,一般保留自然的效果。
1.2.3水泥粉刷材料沿襲。
水泥粉刷在天津分為光面粉刷與粗面水泥疙瘩兩類。前者是中細河沙加水泥石灰,粉出各種紋飾。后者采用大小不一的河沙添加水泥。早期有粗面及細面兩種類型,而近現代主要采用粗面效果。
2. 外檐墻面修復工藝簡介
2.1清水墻修復。
2.1.1一般要求。
(1)清水墻是天津五大道地區歷史風貌建筑的名片之一。當墻面出現嚴重的風化、缺損、掉角、灰縫松動、脫落、滲漏等損壞并影響使用功能時,應予以修復。
(2)本著少干預的原則,保存相對完善且不影響使用功能的墻面則不宜修復。在修復過稱中宜尊重不同類型清水磚墻固有的形制,特別的是灰縫的形制。
(3)修繕的流程應包括下列步驟:修繕前再檢測 → 設計方案 → 樣板試驗 → 評估與造價估算 → 確定方案 → 工程實施。
(4)修繕前再檢測的目的是了解原有的磚的類型、顏色、原料及燒制方法、形制、砌筑構造形式、粘結劑類型、后期修復歷史及對歷史建筑價值保存的貢獻等。
2.1.2修繕設計方法及技術流程。
在檢測基礎上針對具體建筑提出初步修繕設計方案,進行樣板試驗,經專家討論及對樣板進行評估后確定最終方案。
修繕的流程包括基層清潔、脫除涂料、無損排鹽、舊磚置換修復、磚縫修補、表面防滲保護等步驟。
(1)基層清理、清潔。
A.在天津五大道現場考察發現大部分清水墻面刷有涂料,對于有涂料的部位宜采用水可以降解的去涂鴉劑/脫漆劑脫除掉舊涂料。
B.表面清洗:可采用高壓力水清除表面灰塵。特征要素等部位的清洗則需要仔細分析材料的特點后,再確定最終清潔方案。
C.如果檢測發現,墻體磚的水溶鹽含量較高,含鹽高的部位宜采用無損方法(如排鹽灰漿)排除鹽分。
(2) 磚縫清理。
A.保存完好的磚縫,只要不影響墻面的密實性,作為歷史建筑故事的一部分應盡可能予以保留。
B.已經十分酥松的且不具保留價值的磚應清理掉;清理方法包括手工鑿除、角磨機切割等。
C.在清除舊磚縫時,需要不破壞磚,清縫后的墻面需清除灰塵。
(3)磚的修復、保護。
A.歷史建筑的磚無論是從歷史價值還是從保護資源角度應盡可能多地予以保留,應避免后期修復的處置對其造成二次損害。而大規模掏換舊磚,不僅抹殺了歷史建筑的信息記錄,對資源也是一種浪費,應盡量避免。
B.磚表面基本完好,不宜作任何處置,以保持墻面的滄桑感與歷史感。
C.當整塊磚風化≥1/2,且深度大于5 時,宜采用修復磚粉類材料修復;粘結劑以天然水硬性石灰或高品質消石灰為主,顏色及紋理與舊磚相似。
D.采用磚粉等修補劑修復時,只需清除掉風化磚表面的粉末噴少量清水即可,嚴禁鑿深。禁止施工界面劑等可加劇原有磚破壞的材料。
E.當舊磚表面已經完全風化,宜采用貼磚工藝修復:將完好舊磚切成20~25 厚,清理掉舊磚風化粉末,噴清水,用石灰粘結劑將磚片貼到風化磚面輕敲擊壓實。
F.只有當清水墻面的磚風化的體積超過2/3以上,影響清水墻面美觀且導致周邊磚松動并可能進一步影響墻面使用功能時,才采取替換工藝替換掉已風化的舊磚。
(4)勾縫。
勾縫應尊重歷史建筑固有的形制、材料。宜分顏色上可采用與磚相同顏色的普通石灰類材料勾底縫,石灰砂漿勾面縫,可以添加青磚、紅磚粉及氧化鐵顏料調配出需要的色彩。深度與磚的風化起伏相協調。修復后的灰縫應平直、密實、無松動、斷裂、漏嵌。
(5) 表面保護。
A.研究說明,天津五大道使用的磚,如果采用石灰水泥勾縫,具有很好的防雨水的能力,一般不需要進行憎水保護。
B.但是,研究同時發現,部分磚的吸水性特別高,參照德國及我們在五大道地區超過7年以上的經驗,可采用有機硅類對修復后的清水墻表面特別是采用了石灰勾縫劑的墻面進行憎水處理。在進行憎水處理前,宜根除上升毛細水,減低墻體中的鹽份的危害。修復后的墻面禁止使用成膜的涂料。
2.1.3案例分析:先農商旅一期外立面修繕。
先農商旅一期整修工程坐落于天津市和平區,東至河北路,西至湖南路,北起洛陽道的區域內。包括湖南路9號、湖南路1~7號、洛陽道55~67號、先農3號、先農4號、先農5~6號、河北路288~308號在內的單體及聯排建筑群。其中,湖南路9號、先農4號、洛陽道55~67號建筑為歷史風貌一般保護性建筑,總建筑面積為8800m2。
第一幢開始整修的建筑為湖南路9號,于2011年5月1日開始整修施工,全部建筑整修施工于2012年10月19日完成。
(1)墻體掏砌。
A.根據原有建筑墻體破損情況,結合建筑設計要求,工程需要掏砌更換的內外檐墻磚約有15萬塊左右。如此大的數量,對老磚的需求成了首先要考慮的問題。原建筑室內根據設計要求改變布局,從原室內墻體拆除下來的老磚約有10萬塊,仍有很大數量的老磚沒有著落。對此,我們采用了三種方法解決這個問題。
B.尋找同類老磚。先農大院建筑用磚,基本上都是手工磚,尺寸、磚表面粗糙程度比較特殊,五大道同類型的磚體比較少。通過多方尋找,也只找到了約兩千磚可以使用。
C.老磚切片。在磚的用量需要遲遲不能解決的情況下,我們采用了對已有老磚進行切片的方法來滿足使用需要。對磚進行切割處理,切片工作盡量一次切割完成,保證切片尺寸一致,無掉角,表面無切割痕跡。這樣的方法,一塊老磚大約可以被切割成4片左右,解決了3~4千磚的使用需要。
D.加工制作替代磚。為了尋找還能生產這些老磚的廠家,我們考察了天津市周邊的很多廠家,也看了很多樣品,通過對老磚的傳統生產地的考察,我們發現,要滿足工程用磚的需求,再生產替代品的環節上最大的問題一是尺寸特殊,因這些手工磚與現在市場上所大范圍使用的機磚相比,尺寸較大,所以模具需定制。
(2)外檐墻面清洗及脫漆施工。
A.先農商旅一期各建筑,外檐墻體經過多年氣候考驗,基本上都存在的沉積污垢、銹漬、后期人為的粉刷涂料等污染。對于一般沒有經過外檐涂料粉刷的建筑,我們在外檐上使用清水高壓沖洗,一些沖洗難去除的污染,人工再進行軟刷刷拭。
B.對于后期人為涂刷了外檐涂料的建筑,祛除外檐涂料工作就比較困難。針對此情況,我們根據實際情況反復制作試驗分析,根據清洗試驗我們進行了總結后,本著最大程度保護磚體的原則,我們采用了化學清理與物理清洗相結合的操作工藝。第一,對清洗涂料的化學藥劑。施工上,由原來的兩遍清洗改為四遍清洗,增加清洗次數及時間,在這個環節外檐涂料祛除率可以達到90%;第二,對于在化學清洗后仍無法祛除的涂料部分,我們再采用人工使用工具進行祛除。外檐清洗及脫漆施工在完成后,基本上滿足設計及各方的要求。
(3)外檐墻面修復。
A.先農一期各建筑外檐墻體,經過多年的風吹雨淋,其磚的表面殘蝕程度較嚴重,抵抗水汽、潮氣能力大大降低。通過我們進過其現場勘測實驗,我們采用了具有磚墻排鹽排堿效果的化學試劑,對建筑外檐墻面進行了排鹽堿實驗。
B.為了使外檐墻面盡量減少雨水直接沖刷,在未來的使用過程中降低發生鹽堿反應,我們還采用了一種抵抗水汽、潮氣侵蝕的憎水劑材料。
(4)整修細節部位介紹。
先農商旅一期建筑,多處建筑細節部位在經過環境考驗后大都失去了原有的味道,這些建筑的細節部位也許在建設時期只是起到了裝飾的功能,本次整修對原建筑的細節部位進行了升華修復;另外,利用材料的改變加強了這些細節部位的使用要求,同時也起到了提升整個建筑亮點的作用。
2.2外墻裝飾粉刷修復。
外墻裝飾粉刷是天津五大道的特別名片,需要按照最高要求進行修復。修復可參考的基本原則包括真實性、可識別性,同時應盡可能多保留歷史殘留,避免鏟除重做。
2.2.1水刷石修復。
A.修繕前,應對墻面所有材料、構造、工藝特點等再次進行調查,有特殊裝飾效果的,應測繪、錄像和文字記錄,建立工藝檔案;特殊配方宜參照相關方法在實驗室進行組分、配方試驗。
B.基層清潔:用機械方法\或水或敷貼法要求執行。
C.檢測、切割:敲擊法確定空鼓位置。在勘察、結構加固等過程中發現的已經脫落的水刷石、舊粉刷等應保留,備用。
D.粘貼、修繕:采用石灰基粘結劑按編號將舊水泥粉刷或水刷石等重新粘貼回。缺損的部位按照舊粉刷的配比重新粉刷,噴淋水后刷洗,達到與歷史裝飾粉刷類似的表面效果。
E.墻面修繕材料的配合比宜在實驗室分析基礎上先試配,骨料宜選擇天然的彩色砂,并在現場面層抹灰試樣,達到設計效果后再全面施工。
2.2.2斬假石。
可參照水刷石的工藝進行,但是,在斬剁時,需要注意固化時間、使用的工具、力量大小等。
2.2.3卵石立面。
A.最早的工藝均為干粘石,將豆狀大小的石子“打”到為干的石灰水泥粉刷層上。因此,保留下來的卵石立面(Pebble dash)的修補、粘結等可參照保留下來的水刷石的工藝的修補、粘結。
B.缺失部位的修復、新做的部分等需要區分干粘石與水洗石兩類不同的工藝。
2.3案例:天津“慶王府”水刷石修復及外檐清洗施工。
A.“慶王府”始建于1922年,是一座充滿著中西合璧風格的建筑,地上三層、地下一層,為混合結構,墻體用中式青磚砌筑,外檐水刷石,環繞四周的寬闊回廊和高聳的立柱,上百間大小不一的房間,鑲嵌著通透的門窗,中式的琉璃柱過道,西式的掐絲玻璃、葡萄吊燈。一處處細節的律動,是建筑的生命,更是賦予它生命的人的智慧。
B.九十多年過去了,慶王府雖經后人認真維護,但終因年代久遠,無法阻止歲月的侵蝕。歷經了地震、腐蝕、凍融等自然災害,慶王府的結構、外檐、屋面均受到不同程度的損害。
2.3.1慶王府外檐水刷石工藝及材料特征。
A.保留的水刷石工藝考究,不同立面成分、顏色、顆粒大小均勻。除平面外, 尚有復雜的花飾、柱、檐口等。具有重要的藝術及技術價值。
B.工藝上,水刷石厚約5~8mm,未見底層,直接施工到青色粘土磚,為一次施工完成。
C.經過初步研究,慶王府外檐水刷石單層工藝的優點在于快速,特別在天津有較長的冬季無法施工的前提下,具有重要意義,但是,單層工藝磚砌體的平整度要求高,水泥、石子的耗材量也相應增加。通過顯微鏡研究,確定慶王府外檐水刷石恢復的配方。
D.慶王府的水刷石花崗石石子含黑云母、石英、長石等,為含黑云母很高的花崗石類材料經過破碎篩分而得。老化面粘結劑水泥呈土黃色,而新鮮面呈灰黃色,所以,黃色是風化的產物而非原始物。
2.3.2慶王府水刷石修復及其他部位重做舊。
水刷石的病害主要為脫落、開裂、表面污染等。
開裂起殼的水刷石可方塊狀切割后,清理掉酥松的磚面,用水泥石灰漿重新粘貼回。因純水泥強度太高,且含較多有害鹽,禁用純水泥漿。缺失的部位修補時也先抹一層石灰水泥清漿,再做水刷石面層。
2.3.3慶王府外檐清洗施工。
墻面清洗的目的是去除墻面的有害堆積物,阻止或者延緩墻面的病變。還原墻面本來的面目。清洗的標準是既能去除磚石等材料表面的污物,又不對墻面造成危害。墻面清洗應該特別注意不應在被清洗的物體表面留下輕微的痕跡、磨損、沖蝕等,從而導致墻面多孔性增加,引起加速衰退等一系列變化。
2.3.4前期調查。
收集建筑所處環境的降雨、溫度、濕度、風向、風速、日照、污染情況等指標,研究環境是否影響和如何影響建筑物的外檐。就墻面而言,對材料的研究涉及質地、化學成分、礦物組成、物理性質(包括孔隙率、容重、密度、吸水率、表面強度、裂隙發育情況等)。
(1)病變研究。
包括外檐病變的位置、形態、程度、病因等方面。
(2)取樣分析。
取樣部位對于外檐而言應該是次要部位、不顯眼的,不會影響建筑物外檐的整體性。發展趨勢是無損,非破壞性的科學調查。
(3)清洗試驗。
對不同的方法、材料進行試驗、選擇。
(4)制定清洗方案。
在以上調查、研究、分析、試驗的基礎上制定清洗方案。
(5)預清洗。
在外檐上選擇一處不顯眼的位置,作清洗試驗塊,以檢驗清洗效果。
(6)實施清洗。
根據預清洗的檢驗效果,實施正式清洗。
(7)補充修正。
隨時檢查清洗效果,并對方案進行補充修正。
(8)砂巖清洗注射法。
砂巖清洗注射法顧名思義是墻面清洗與注射相結合。首先,將專用洗石水調成特制比例,用毛刷在外檐處均勻涂刷。然后,訂做特制型號架子,然后用特制架子夾住,底盤內部鋪上白色海綿布,外邊用細水管插入海綿布內部,用于針筒注射藥劑。
[文章編號]1619-2737(2013)06-20-688