古建筑相關內容淺析

姚雨桐

摘 要：本研究從古建筑的地震風險評估、熱適應性評估等角度分析古建筑的相關內容，以期可提供理論指導。

關鍵詞：古建筑;地震;熱適應;保護

0.引言

由于歷史悠久，中國古代木結構建筑表現出不同程度的磨損。因此，迫切需要對這些文化和歷史寶藏進行結構健康監測，以評估服務狀況。雖然有一些基于FBG傳感的自蔓延高溫監測系統，但由于建筑類型、結構荷載、材料和環境的不同，它們不適合中國古代木結構建筑。此外，基于光纖布拉格光柵（FBG）傳感的柱傾角監測存在技術差距。為了克服這些不足，也有研究開發了一個基于FBG傳感的中國古代川斗式木結構建筑結構健康監測系統，旨在監測結構變形，即梁撓度和柱傾角、溫度、濕度和建筑物周圍火災。通過現場試驗和仿真分析，驗證了所開發的自蔓延高溫合成系統的有效性。為了驗證所開發的自蔓延高溫監測系統的長期運行，對15個月內的監測數據進行了分析。結果表明所開發的自蔓延高溫合成系統與其他方法具有很好的一致性。此外，自蔓延高溫監測系統在部署后的第一年運行良好。這表明所開發的自蔓延高溫監測系統在中國古代川斗式木結構建筑的健康狀態監測中是適用和有效的，為這類木結構建筑的損傷預測奠定了基礎。

1.古建筑的地震風險評估

古建筑的復雜性意味著這些地區的風險評估應基于對建筑環境特征和人口特征、暴露程度以及與周圍環境的相互作用的聯合分析。迫切需要這樣一種整體方法來評估減災戰略的影響，特別是在突發災害，主要是地震中。事實上，在安全級別上改造干預措施和應急管理策略的有效性在很大程度上取決于這種相互作用，也與路徑網絡特征有關。相關工作提出了一種基于PDCA的地震風險評估方法，該方法創新性地將建筑環境損害評估與人員疏散行為模擬相結合，以識別潛在的無法到達的疏散路徑和城市區域，定義相關路徑/區域安全級別，并評估在緊急情況下建議的改造和管理策略對人口安全的影響。為此，砌體外墻經驗證的地震易損性指數方法與經驗損傷評估相關性（室外空間碎片深度估計）相結合，以創建震后損傷場景。然后，這些被用作通過現有地震行人疏散模擬器進行疏散過程評估的輸入數據。相關研究提出路徑和安全區域風險指數，以評估緊急情況下的主要行為問題。

目前有多種方法用于歷史磚石建筑的抗震評估。在靜態方法中，pushover分析中容量曲線的定義受控制點選擇的影響。然而，砌體結構通常容易受到面外載荷的影響，控制點可能位于易受倒塌機制影響的結構元件上。以往工作旨在開發一種耦合的數值幾何方法，通過考慮適當數量的包圍所研究結構形狀的邊界控制點來表示推覆分析產生的結果。通過對位于意大利南部卡拉布里亞地區的斯蒂格納諾圣菲利城堡進行數值模擬，驗證了所提出的方法。靜力和動力分析都是在一個非線性框架中進行的，在這個框架中，結構在地震荷載作用下的行為得到了研究。考慮到極限分析的運動學定理，對一個重要的失效機理進行了進一步的研究，以驗證所獲得的結果。比較所有方法的光譜加速度值。結果顯示了關于建筑物整體結構性能及其地震安全性的詳細信息。

2.古建筑的熱適應性

據統計，全國古建筑建筑占建筑總量的30%左右，能耗很高，必須降低。其中許多具有遺產價值，外墻保溫是不可能的。如果采用內部絕緣，必須進行仔細的濕熱評估，以避免墻體中的臨界濕度條件導致故障模式。絕緣材料市場由石化產品或不可再生的天然材料主導。然而，生物基隔熱材料的發展在不斷增加，其中一些已經成功進入市場。歐盟生物經濟戰略加強了對生物資源的利用，以增加其附加值。以往研究評估了創新的生物基松針隔熱材料的適用性，這種材料是根據生物經濟學原理生產的，作為歷史上巨大墻壁的內部隔熱材料。結果表明，所研究的材料多孔性強，具有較高的水分傳遞和儲存能力，是一種很好的高分子調節劑。石灰處理過的材料在相對濕度為85%時沒有霉菌生長。即使隔熱材料用石灰處理，也必須犧牲熱量節約來降低模具生長的臨界條件。

3.古建筑的保護

由于天氣條件（污染、酸雨等）的快速變化，古代建筑和雕塑的保護近來受到越來越多的關注，并成為研究的焦點。目前，石材養護技術主要包括使用有機涂層處理，但它們的副作用已經被認識到。相比之下，古代石頭建筑中使用的一些傳統材料幾千年來運行良好。少數學者報告了我們對傳統保護材料能夠提供意想不到的長期保護的原因的研究。首先，按照制作中國傳統膠結材料的配方制備碳酸鈣，并用不同的儀器對其結構和形貌進行檢測。其次，通過研究碳酸鈣粉體的表面特性，對制備的碳酸鈣粉體的增強效果進行了測試和分析。以往實驗結果表明，生物控制過程發生了，其中有機模板可以誘導礦物結構的沉淀，這反過來又導致受這些傳統保護材料保護的歷史石頭建筑物的保護有了很大改善。這為生物控制過程的新研究和通過生物控制合成的一些性能優異的保護材料的發展做出了貢獻。

4.古建筑的測繪

建筑對環境和自然資源有重大影響。新興世界的能源和環境挑戰要求建筑設計理念、策略、技術和施工方法發生重大變革。古建筑是由那些設計決策受其文化傳統影響的人建造的，這些建筑是通過長期的反復試驗和當地建筑者的獨創性收集的，他們對自己在地球上的位置有著特定的知識，因此在向現代建筑推廣特定氣候的被動式建筑技術方面很有價值。已有研究介紹了一種方法來分類不同的鄉土地區和評估古代民居的能源性能，以及確定最佳建筑使用古建筑技術。該研究對不同氣候區域觀察到的許多有代表性的古建筑特征進行了廣泛的計算機能量建模。將本地測試對象與根據國際節能規范建立的測試對象和優化軟件生成的測試對象進行比較。能量模型的模擬結果表明，將古建筑中的傳統視為提高建筑能量性能的一種方法是一種值得的努力，科學的指導有助于提高建筑能量性能。

參考文獻

[1]Fei Du，Kenji Okazaki. Building improvement responses to multi-hazard risk in the historic Dali Dong Village， Guizhou， China[J]. International Journal of Disaster Risk Reduction，2016，19.