古建筑保護修復(fù)加固技術(shù)及建筑設(shè)計探析

侯彩筠

山東省文物工程公司 山東 濟南 250000

為了保護和傳承這些重要的文化遺產(chǎn)，古建筑保護修復(fù)加固技術(shù)及建筑設(shè)計變得愈發(fā)重要。在古建筑保護工作中，修復(fù)加固技術(shù)是其中的重要一環(huán)。修復(fù)加固技術(shù)可以幫助古建筑保持結(jié)構(gòu)完整性和安全性，同時確保其文化價值得以保留。而在古建筑設(shè)計中，需要充分考慮保護其文化價值和特色，同時考慮現(xiàn)代使用需求和建筑安全等因素。

1 古建筑保護修復(fù)及加固的現(xiàn)實意義

古建筑的保護修復(fù)及加固工作有助于提升國家文化軟實力和社會文明程度。古建筑保護修復(fù)及加固工作不僅需要遵循嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈奈镄迯?fù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)程，更需要融入文化傳承的理念和價值觀。在保護修復(fù)過程中，需要綜合考慮歷史、文化、藝術(shù)等多方面的因素，進行細(xì)致的文化研究和材料分析，制定科學(xué)合理的保護修繕方案，確保古建筑的歷史風(fēng)貌和文化內(nèi)涵得以完整地保留。同時，古建筑的保護修復(fù)及加固工作涉及結(jié)構(gòu)、材料、力學(xué)、地質(zhì)等多個學(xué)科領(lǐng)域[1]。在此過程中，需要專業(yè)的技術(shù)支持和人才儲備，促進專業(yè)人才培養(yǎng)和科技創(chuàng)新，推動相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。

2 古建筑修復(fù)與加固措施

2.1 屋面修復(fù)措施

屋面是指建筑物屋頂?shù)谋砻妫粌H具有實用功能，還彰顯了建筑物的風(fēng)格和美感。由于長期暴露在自然環(huán)境中，屋面易受到大風(fēng)、雨水侵蝕，導(dǎo)致瓦件出現(xiàn)脫落、碎裂、捉節(jié)夾壟灰老化等問題。屋頂作為極其重要的結(jié)構(gòu)組成部分，需要采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo修復(fù)措施。

古建筑中的屋面修復(fù)工作極為重要，在進行屋面修復(fù)時，需要進行全面詳細(xì)的勘測和評估，確定修復(fù)的范圍和方式。在選擇修復(fù)材料時，要注重選擇具有良好耐久性和同規(guī)格型號的材料，以保證修復(fù)后的屋面瓦件與原有的屋面瓦件顏色一致，從而保持其整體的美觀性[2]。同時，在進行瓦壟加固時，也需要考慮到其穩(wěn)定性和抗風(fēng)壓能力，選擇合適的材料和加固方式，確保瓦壟的安全性。瓦面修補也應(yīng)注意填補和修補的材料要與原有的材料相同，避免破壞其原有的風(fēng)格和歷史文化價值。

例如，位于河南省開封市的鐵塔寺佛殿屋面修復(fù)工程。鐵塔寺佛殿建于北宋年間，是一座極具歷史價值的古建筑。受長期的風(fēng)雨侵蝕和人為破壞，佛殿的瓦面出現(xiàn)了許多龜裂和碎裂的現(xiàn)象，需要進行全面的修復(fù)和加固。修復(fù)工程由一支專業(yè)的修復(fù)隊伍進行，修復(fù)人員首先對佛殿的屋面進行了徹底的勘測和評估，確定了修復(fù)方案。在屋面瓦件修復(fù)方面，工程師使用了傳統(tǒng)的石灰和麻刀進行修補，使瓦面平整，并增加了其耐用性。同時，工程師還選用了與原材料相同的瓦件進行更換修補，以保證整體美觀性和風(fēng)格的統(tǒng)一性。經(jīng)過多次精心的修復(fù)和加固，鐵塔寺佛殿的屋面得到了有效地修繕保護，同時也為后代留下了一座寶貴的歷史文化遺跡。

2.2 木結(jié)構(gòu)修復(fù)措施

木結(jié)構(gòu)是中國傳統(tǒng)建筑中最常見的結(jié)構(gòu)形式，其具有獨特的歷史、文化價值和藝術(shù)價值。但由于木材自身的缺陷和長期暴露在自然環(huán)境中的影響，木結(jié)構(gòu)易損壞，如木材老化、蟲蛀、變形、開裂等問題。因此，需要基于實際情況采取有效的修復(fù)措施。

木結(jié)構(gòu)修復(fù)是指針對已經(jīng)出現(xiàn)損傷或老化的木結(jié)構(gòu)進行維修和加固的過程。由于木材具有易受潮、變形、腐爛等特性，因此木結(jié)構(gòu)修復(fù)需要經(jīng)過一系列專業(yè)處理，以確保修復(fù)后的木結(jié)構(gòu)具有良好的強度和穩(wěn)定性。在修復(fù)工作中，盡可能修復(fù)原有的構(gòu)件，如若構(gòu)件損壞嚴(yán)重，則需要及時更換，在更換前，應(yīng)對受損木材進行評估，并選擇與原材料相同的木材進行替補，選擇與原材料相同的木材可以保證修復(fù)后的木結(jié)構(gòu)具有相同的性質(zhì)和外觀，需要注意保持木結(jié)構(gòu)的性能，同時要注意與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)性。

木材加固是指對受損木材進行加固處理，增強其穩(wěn)定性和承載能力。在木材加固方面，在隱蔽部位可以使用鋼板、角鐵、木釘?shù)炔牧线M行加固，或者使用傳統(tǒng)的木栓加固方法。其中，角鐵和鋼板加固是常見的加固方法，可以有效提高木結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在對木構(gòu)件糟朽部位進行木材替補時，需要先對受損區(qū)域進行清理，去除病蟲害和朽爛部位，然后使用同類木材進行修補處理。替補材料的選擇需要根據(jù)木材的性質(zhì)和修復(fù)的要求進行選擇，通常使用的材料包括樹脂、膠水、木粉、麻花等。填補材料需要與原材料相同，以保證修復(fù)后的木結(jié)構(gòu)的木材性能一致。

例如，敦煌莫高窟是世界文化遺產(chǎn)，內(nèi)有精美的佛教藝術(shù)壁畫和木結(jié)構(gòu)建筑窟檐。由于多年的風(fēng)吹雨淋和自然老化，敦煌莫高窟的木結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了明顯的腐爛和損壞，需要進行保護修復(fù)。為了保持修復(fù)后的木結(jié)構(gòu)與原有結(jié)構(gòu)的一致性、完整性，修復(fù)工程采用了“原材料、原工藝、原技術(shù)”的修復(fù)原則，即使用與原材質(zhì)相同的松木進行修復(fù)。在修復(fù)過程中，工程師先清理受損木材，然后進行木材填補。在進行木材填補時，工程師采用了與原材質(zhì)相同的松木進行修復(fù)。首先，工程師從附近的松林中選取生長條件相似、樹齡相近的松木，經(jīng)過加工處理，制成符合修復(fù)需要的木塊。然后，在進行木材填補時，工程師使用專門的填補工具將木塊逐層壓實，直至與原有木材平齊，最后進行表面修整，使修復(fù)后的木材與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，與原有木材保持一致性。這樣的修復(fù)方式既保留了原有木材的歷史和文化價值，又確保了修復(fù)后的木材的承載能力。經(jīng)過精心的修復(fù)工作，敦煌莫高窟的木結(jié)構(gòu)得到了有效的保護和修復(fù)，并為后續(xù)的文化遺產(chǎn)保護工作提供了有益的參考和借鑒。

2.3 壁畫修復(fù)措施

壁畫是中國傳統(tǒng)建筑中常見的裝飾形式，具有豐富的科學(xué)價值和藝術(shù)價值。但由于受長期的自然風(fēng)化和人為破壞等因素的影響，古建筑中的壁畫出現(xiàn)了大面積的受損剝落問題，如顏色脫落、表面脫皮、裂縫、污漬等問題[3]。基于此，需要給予科學(xué)、有效的保護修復(fù)措施。

壁畫作為重要的文化遺產(chǎn)，其保存和修復(fù)一直備受關(guān)注。壁畫的修復(fù)工作主要包括壁畫表面清理、壁畫色彩修復(fù)和壁畫裂縫修復(fù)等方面，這些工作需要通過專業(yè)的技術(shù)和方法，對壁畫進行細(xì)致而精確的處理，以保護和恢復(fù)其文化價值和藝術(shù)魅力。于壁畫表面清理工作而言，壁畫表面容易積累塵土、污漬等雜質(zhì)，需要使用特殊的工具進行清理。在進行清理時，需要根據(jù)壁畫表面的不同材質(zhì)和損傷程度，選用不同的清理方法。清理后的壁畫表面可以擁有更好的展示效果，展現(xiàn)壁畫的藝術(shù)價值。于壁畫色彩修復(fù)工作而言，在色彩修復(fù)過程中，需要根據(jù)壁畫原有的顏色和風(fēng)格進行修復(fù)。選用相同或類似顏色的顏料進行修復(fù)，可以使壁畫修舊如舊，還可以增加其可持續(xù)性和保持性。于壁畫裂縫修復(fù)工作而言，在壁畫的使用和保存過程中，由于環(huán)境和人為因素的影響，壁畫表面容易出現(xiàn)裂縫縫隙。為了保持壁畫的完整性和美觀性，需要進行裂縫修復(fù)。裂縫修復(fù)可以通過填補、糊合和補強等方法進行，以使壁畫恢復(fù)原有的形態(tài)和狀態(tài)。

例如，中國麗江古城的獅子山石窟是一處歷史悠久的石窟群，內(nèi)有大量精美的壁畫，是中國文化遺產(chǎn)中的重要代表之一。然而，多年的風(fēng)吹雨淋和游客涌入等因素，導(dǎo)致這些壁畫受到了不同程度的損壞和腐蝕。為了保護和修復(fù)這些壁畫，獅子山石窟進行了一次重要的壁畫修復(fù)工作。在壁畫修復(fù)過程中，工程師采用了先進的激光掃描和數(shù)字化技術(shù)進行壁畫表面清理和顏色修復(fù)。激光掃描技術(shù)可以精準(zhǔn)地掃描壁畫表面的雜質(zhì)和損傷部分，然后通過數(shù)字化技術(shù)對其進行處理和修復(fù)。同時，工程師還采用了傳統(tǒng)的礦物顏料進行顏色修復(fù)，以保證修復(fù)后的壁畫顏色與原作品一致。在壁畫裂縫修復(fù)方面，工程師采用了環(huán)氧樹脂進行裂縫填補。環(huán)氧樹脂是一種高強度、高韌性的填補材料，可以有效填補壁畫的裂縫和缺損部分，使壁畫更加完整、美觀。在進行裂縫填補時，工程師科學(xué)選用填補材料，確保其質(zhì)量和粘結(jié)強度。經(jīng)過精心的修復(fù)工作，獅子山石窟的壁畫得到了有效保護，使其重現(xiàn)了原有的輝煌和魅力。同時，這次修復(fù)工作還為壁畫修復(fù)技術(shù)的研究和應(yīng)用提供了有益的參考和借鑒，對文化遺產(chǎn)保護工作具有重要的意義。

2.4 古建筑加固措施

古建筑的加固是指對已有破損結(jié)構(gòu)進行加固和強化，以提高其承載能力和安全性。加固措施的選擇和實施需要根據(jù)古建筑的具體情況、歷史背景和建筑風(fēng)格來進行。古建筑代表了古代人類文明的高度和創(chuàng)造力。由于古建筑的年代久遠(yuǎn)和材料老化等原因，許多古建筑在現(xiàn)代社會的保護利用過程中面臨著各種問題[4]。為了保護和修復(fù)這些古建筑，加固工作是必不可少的環(huán)節(jié)。

古建筑加固措施主要包括增強結(jié)構(gòu)的承載能力、改善結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、提高結(jié)構(gòu)的抗震能力等方面。增強結(jié)構(gòu)的承載能力是通過增加材料、改變結(jié)構(gòu)形式等方式提高結(jié)構(gòu)的承載能力。在加固石拱橋裂縫時，可以采用水泥漿灌注縫隙加固法，將漿料灌入縫隙中，增加其承載能力。此外，也可以使用其他材料進行加固，例如鐵鈀鋦、鋼板等，以提高古建筑的整體強度和承載能力；改善結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是通過加強結(jié)構(gòu)連接、增加支撐等方式提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在加固古塔時，可以采用加固塔身和塔基連接部分的方法，提高塔的整體穩(wěn)定性。同時，可以加強結(jié)構(gòu)的支撐和固定，防止結(jié)構(gòu)發(fā)生傾斜和變形；提高結(jié)構(gòu)的抗震能力是通過加強結(jié)構(gòu)的抗震性能，減少地震對結(jié)構(gòu)造成的破壞。在加固木結(jié)構(gòu)建筑時，可以采用傳統(tǒng)的木栓加固方法或者基于FRP的加固方法，增強其抗震能力。此外，還可以通過加強結(jié)構(gòu)的鋼筋網(wǎng)、增加防震支撐等方式提高古建筑的抗震能力。

例如，北京市文物保護科學(xué)研究所在對北京前門箭樓進行加固工作時，采用了科學(xué)、系統(tǒng)的加固措施。在加固結(jié)構(gòu)承載能力方面，工程師采用了增加鋼板等方式，提高了箭樓的承載能力。在改善結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面，工程師采用了加固樓體與基礎(chǔ)之間的連接部分、加固樓梯間結(jié)構(gòu)等措施，提高了箭樓的整體穩(wěn)定性。在提高結(jié)構(gòu)抗震能力方面，工程師采用了基于FRP的加固方法，增強了箭樓的抗震性能。

3 古建筑保護修復(fù)加固技術(shù)視域下的建筑設(shè)計方案

3.1 滿足現(xiàn)代功能和使用需求

在古建筑設(shè)計中，需要考慮現(xiàn)代功能和使用需求，以適應(yīng)現(xiàn)代社會的需要。例如，在將古建筑改造為博物館或展覽館時，需要考慮展示和使用的具體要求，如溫度、濕度等環(huán)境要求，這些要求是現(xiàn)代博物館和展覽館必須滿足的基本條件，因此，設(shè)計師需要在保護古建筑文化價值的前提下，結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)和設(shè)備，為博物館和展覽館提供合適的環(huán)境。

例如，為了滿足展示需要，設(shè)計師可以采用先進的空調(diào)系統(tǒng)來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度和濕度，以保持展品的最佳狀態(tài)。此外，為了滿足現(xiàn)代游客的觀賞需求，設(shè)計師可以在建筑中增加一些新的功能和設(shè)施，如先進的燈光系統(tǒng)、數(shù)字展示系統(tǒng)等。這些新的功能和設(shè)施可以提高博物館和展覽館的互動性和可視性，使游客更好地了解古建筑和文化背景，增強游客的體驗感和參與感。但是，在增加新的功能和設(shè)施時，設(shè)計師也需要注意保護古建筑的文化價值和歷史特色，以避免對古建筑造成破壞和影響。因此，在設(shè)計中需要合理規(guī)劃空間和功能布局，以確保新的功能和設(shè)施與古建筑的原有結(jié)構(gòu)和風(fēng)格相適應(yīng)。

3.2 確保建筑安全

建筑的結(jié)構(gòu)安全性和防火性能直接關(guān)系到人們的生命財產(chǎn)安全，因此，在建筑設(shè)計方案中需要嚴(yán)格控制風(fēng)險，確保建筑符合當(dāng)?shù)氐陌踩珮?biāo)準(zhǔn)。

為了確保建筑結(jié)構(gòu)的安全性，設(shè)計師需要在設(shè)計方案中采用科學(xué)的建筑結(jié)構(gòu)分析和評估方法，以評估建筑結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性。在實施加固和修復(fù)工程時，需要采用適當(dāng)?shù)募庸滩牧虾图夹g(shù)，以提高建筑結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性。例如，在加固墻體時，可以使用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等現(xiàn)代材料和技術(shù)，以增加墻體的承重能力和抗震能力。

在保障建筑的防火性能方面，設(shè)計師需要采用一系列的預(yù)防措施，以降低火災(zāi)發(fā)生的可能性和危害程度。例如，在建筑設(shè)計方案中可以采用火災(zāi)預(yù)防措施，如安裝火災(zāi)報警器、滅火器等設(shè)施，并制定逃生預(yù)案等，以便及時發(fā)現(xiàn)火災(zāi)和采取有效的應(yīng)對措施，最大限度地保護人員生命安全。同時，在建筑設(shè)計方案中還需要注意建筑材料的選擇和使用。一些古建筑中的材料和結(jié)構(gòu)已經(jīng)過時，不再符合現(xiàn)代的安全標(biāo)準(zhǔn)。因此，設(shè)計師需要在保護文化遺產(chǎn)的同時，采用新的環(huán)保材料和現(xiàn)代建筑技術(shù)，以確保建筑的安全性和可持續(xù)性。

3.3 建筑的功能布局和空間設(shè)計

在功能布局方面，設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)不同功能需求，確定各個空間的大小、形態(tài)和布局。例如，客廳、臥室、餐廳等功能區(qū)域應(yīng)該設(shè)計合理，大小適宜，滿足人們的舒適和實用需求。此外，合理規(guī)劃公共區(qū)域和私人空間，保護私人空間的隱私性和獨立性，同時滿足公共空間的使用需求，使其更加開放、寬敞和舒適。

在空間設(shè)計方面，設(shè)計人員應(yīng)該充分考慮建筑的空間尺度和比例，保留歷史建筑的空間特征和風(fēng)格，以確保設(shè)計的連貫性和整體性。在這過程中，應(yīng)該避免過度的裝飾和裝修，注重空間的簡潔和清晰，使人們更容易理解和欣賞建筑的歷史特點和文化價值。此外，考慮到古建筑的特殊性質(zhì)，建筑設(shè)計應(yīng)該充分考慮光照、通風(fēng)和保溫等因素，以保證室內(nèi)環(huán)境的舒適和健康。同時，在建筑設(shè)計中應(yīng)采用可持續(xù)性的設(shè)計理念，如使用自然光和可再生能源等，以減少對環(huán)境的影響。

4 結(jié)束語

綜上所述，古建筑保護修復(fù)加固技術(shù)及建筑設(shè)計是一項具有極高價值和意義的工作。相關(guān)人員需要重視和加強對古建筑的保護和傳承，采用科學(xué)的方法和專業(yè)的技術(shù)，維護和傳承古建筑的文化價值和歷史特色。同時，在實踐中，需要考慮多種因素，如古建筑的實際情況、歷史和文化背景、現(xiàn)代使用需求等，綜合考慮，制定出最佳的古建筑保護修復(fù)加固技術(shù)及建筑設(shè)計方案。