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琉璃瓦大屋顶的修缮技术与创新研究

第7期0引言随着社会经济的飞速发展和人们对传统文化认识的不断提高,古建筑修缮和保养逐步得到广泛的重视。

古建筑修缮要求在施工中尊重原建筑的年代特征,按照修旧如旧,修旧如初的原则,对文物建筑进行修复和保养,但在具体修复过程中存在一些分歧和争议,如近现代建筑的琉璃瓦大屋顶的修复。

在20世纪80、90年代,很多琉璃瓦坡屋顶的修复都改变了原有的构造做法和施工工艺,造成修复过程中出现很多问题。

例如原古建屋顶瓦用的是瓦瓦泥,而有些古建筑在修缮时改成了水泥砂浆,这对降低施工难度、缩短工期和养生时间确实起到了一定的效果,但是古建坡屋顶的面积一般都较大,而水泥砂浆易收缩,整体刚度过大,基层应力变形无法释放,容易形成开裂、冻胀整体破损、漏雨等现象。

笔者结合多年的琉璃瓦坡屋顶的修缮经历,总结了修缮实践要点,以期能够为古建筑琉璃瓦坡屋顶的修缮提供一定的参考。

1古建筑琉璃瓦坡屋面整体修缮特点1)投资额度巨大。

由于在修复过程中,要对原有的建筑材料进行分析,原样定制,按照原材料、原工艺、原规格、原颜色进行恢复,甚至有的材料要重新开模具和生产线,这大大增加了建筑材料的成本,同时要考虑到对建筑周圈的保护、建筑本身的维护、建筑安全保护措施、原有屋面的拆除、外运等因素,因而都要高于普通建筑的修复费用。

2)施工工艺的复杂性。

古建筑大屋顶的构造做法非常复杂,在保证设计合理可行的情况下,对施工操作的工匠技术水平要求也非常高,随着时间推移和岁月的变迁,纯正的传统工匠已经在逐渐减少,真正能作者简介:李红权,男,工程师,吉林大学监理公司项目总监,主要从事施工管理工作。

琉璃瓦大屋顶的修缮技术与创新研究李红权,江辉,毕克才,孙英男(吉林大学,吉林长春130021)【摘要】根据多年工作实践,归纳总结了古建筑琉璃瓦坡屋顶修缮工艺要点,并在细部构造上进行了技术创新,为我国古建筑琉璃瓦坡屋顶的修缮和保养提供一定的参考。

【关键词】古建筑;文物保护建筑;琉璃瓦屋顶;施工工艺;技术创新【中图分类号】TU -87【文献标志码】A【文章编号】1671-3702(2013)07-0079-052013年第31卷第7期四新应用our New ApplicationMaintenance Technology and Innovation Study of Large Roof with Glazed TileLI Hongquan,JIANG Hui,BI Kecai,SUN Yingnan(Jilin university,Changchun Jilin 130021,China)Abstract:According to the practice of many years,the repair process of the glazed roof of ancient building and the technological innovation of roofing detail structure are summarized,which can provide a reference for the repair of glazed tile roof of ancient building in China.Keywords:ancient building;architectural conservation;glazed tile roof;construction technology;technological innovation79--图2防滑条处理够按照要求进行施工的工匠越来越难找,工费也是越来越高,这也同时造成建筑费用的成本增加。

3)施工工期较长。

一般的琉璃瓦坡屋顶的修缮,必经拆除外运,更换木结构,原有屋架加固,重新做节点防水,泥背保温,整体拉结,养生,青灰背防水,拍麻,瓦瓦泥瓦瓦,每一道工序都有严格的养生干燥期,不能急于求成,这就造成了修缮工程的工期较长。

4)建筑维护难度较大。

琉璃瓦大屋顶的施工高度大多是在建筑物的最高点,安全维护、垂直运输、水平承重脚手、室内使用单位人员的安全、室外安全通道的搭设都要比一般的建筑要求要高,因为大部分的修缮项目均具备一定的使用功能,大型建筑的搬迁非常困难,所以在施工的同时还要对使用单位工作人员和环境进行必要的安全措施保护。

5)工程的维修周期较长。

古建筑大屋顶的投资额度巨大,施工工艺复杂,质量要求严格,这也造成了不能轻易进行整体修缮的原因。

2修缮工艺要点和技术创新古建筑和近现代仿古建筑的屋面多采用坡屋顶,琉璃瓦坡屋顶的修复往往是修复的重中之重,施工工艺也较为复杂,现结合笔者多年的琉璃瓦坡屋顶的修缮经历,总结修缮实践要点及技术创新如下:1)琉璃瓦大屋顶修缮的工艺要点。

琉璃瓦坡屋顶的修缮工程首先要从拆除开始,古建筑修缮中,有一句业内的话,“修缮修缮,拆了再看”。

在没有拆除前,很多建筑构造做法和内部的损坏程度都无法准确预测。

一般的大型修缮项目都是存在比较严重的漏雨和屋面变形等情况,已经无法满足现有的使用功能,使用部门才能下决心进行彻底的修复。

国家文物保护法中明确规定,文物保护建筑由使用方负责修缮保养,修缮方案报相关文保部门审批,而琉璃瓦大屋顶的整体修复,在资金投入方面会给使用方造成很大的压力,这就造成文物保护建筑的修缮周期长的特点。

①屋架结构、檩条、椽子和望板的检查更换。

传统的古建筑在屋架的用材上大多是采用木结构的人字屋架,檩条、椽子、望板和防滑条也均为木质材料,在屋面长期漏雨的情况下,大多木结构构件都会产生腐蚀变质的情况,比如吉林大学地质宫屋面的修缮工程,在屋面构造层拆除后,发现木望板、椽子和檩条都有不同程度的腐烂变质。

无法继续承重,必须进行更换和加密,如图1所示。

在进行修缮改造设计时,要将新设计的构造荷载和结构构件进行验算,计算出相应的屋架、檩条、椽子及望板的需求规格尺寸和间距,以满足设计构造荷载的要求。

而对以前的屋面各层构造,都不要抱有太大的信心重复使用,即使能够重复使用,使用率也不会很高,否则会在成本预测时,出现一定的偏差。

②木望板的安装。

在木望板的安装过程中,要注意将板材长方向边缘在板材上屋面之前裁成柳叶边,做好防腐、防虫、难燃处理(木椽、望板要选用优质红松,木材含水率应在15%以下,以保证施工后不变形)。

在施工安装时,柳叶边要对好,才能用铁钉将木望板固定到椽子上,铁钉数量不能过少,约50个/m 2,才能保证望板的固定结实。

柳叶缝的作用是将望板安装密实,不留缝隙,这样才能保证在上护板灰的时候不会渗漏。

望板安装结束后,望板拼缝用油灰麻刀打点密实,之后就是防滑条的安装,由于琉璃瓦屋顶的坡度一般都比较大,在力学分析上,整体屋面的下滑力很大,这就要在望板和构造及装饰层之间增加稳定措施,防滑条就起到这一功能,防滑条的规格尺寸视结合层的厚度而定,一般和保温泥背厚度接近,间距不宜过稀,一般间距在1.3m 至1.5m 。

防滑条在安装之前也要做好防腐、防虫、难燃处理,如图2所示。

图1屋面承重结构更换和加密四新应用our New Application工程质量第31卷80--第7期图4苫背施工③泥背层的施工。

泥背层为(白灰∶黄土=1∶3),这层泥背在构造上的作用一是起到冬季保温和夏季隔热,二是起到找屋面囊线的作用,囊线也就是从正脊到檐口的屋顶曲度。

平均厚度10cm 左右,檐口处2cm 即可。

一般泥背的施工要分2层施工,每层厚度不得超过5cm 。

根据现场放线情况,如果中间腰节附近泥背过厚,可事先在护板灰上反扣“垫囊瓦”,以减轻屋面重量,防止泥背太厚而造成开裂。

在泥背层的施工中,囊线的找取极其重要,整体屋面的曲度是否柔和顺畅,就看泥背的囊线的找取,要在屋面正脊到檐口拉一条粗麻绳,按照自然垂度,放好厚度控制垫块,在横线方向也要按照规矩放好厚度控制垫块,以保证整体屋曲度的柔和平整规矩,如图3所示。

④青灰背防水层的施工。

青灰背的主要材料配比为白灰∶青灰∶麻刀=100∶10∶5,青灰背层的作用主要是防水功能。

青灰背的施工质量好坏直接影响古建筑坡屋顶的使用寿命,如果这一层做不好,雨水侵入,就会造成屋面木结构的腐烂糟朽。

青灰背的施工首先是青灰的准备,青灰在以往的使用中,同类材料青灰块的质量要比成品的青灰粉要好,但在实际的操作中,很难采集到青灰块,大多为青灰粉,所以如何判断青灰粉的质量好坏就要有技术方法。

首先要从观感上进行判断,优质青灰的色泽都比较浓重,如果颜色浅白,那就可以判断质量不是很好。

其次,可以将青灰粉用水搅拌,如果在液体表面能够浮有一层油性物质,则青灰的质量上佳。

然后就是白灰的泼灰工艺,正确的泼灰方法是:泼灰应分次进行,每次的量不能太多,太多容易翻倒不匀,影响泼灰效果,体积不宜超过0.5m 3。

分2次泼,把清水泼到生石灰块上,要控制泼水的量不能太多也不能太少,泼水的间隔时间要视生石灰消解的速度而定,不能急于求成,并且在泼水时要配合专人进行翻倒,使生石灰块粉化均匀。

在生石灰完全粉化之后,进行第2次泼灰,这一次泼灰的作用是使生石灰进一步粉化,要经过2次翻倒,堆积到一堆闷至完全熟化。

熟化灰的放置地点要干净无残杂物,以防影响粉化灰的质量。

这2种材料准备好,就可以浆灰了,浆灰就是把青灰浆分层泼到泼灰上。

把泼灰平摊到干净的地方,平均厚度不能超过20cm ,然后泼上一层青浆,再一层泼灰,再一层青浆,这样直至浆完。

通过此做法的灰就叫做泼浆灰,泼浆灰要至少闷至半个月以上才能使用,所以在施工准备时要统观整体工期,合理安排泼浆灰的制作时间。

材料准备最后就剩择麻刀了,麻刀的选择要尽量选择柔软松散的,麻刀的作用是使灰背的整体拉结性更好不易产生开裂,所以麻刀丝的长度不易过小。

最后就是和灰,和灰最重要的就是均匀,在和灰时要选用合适的工具,最好使用机械和灰,按照白灰∶青灰∶麻刀=100∶10∶5的比例严格控制投料比例。

⑤苫背。

在苫背之前,为了保证整体屋面的防水年限能够更长一些,最好在正脊、垂脊、窝角沟等薄弱处局部做锡背金属防水层,承受薄弱点的应力变形问题。

另外,在苫背之前,要做好整体抗滑坡的技术处理措施,传统的做法就是在正脊的两侧跨脊做好麻辫,麻辫用沥青油浸透,以防止腐烂,每3垄瓦搭设1根,单侧长度4m 。

然后进行苫背,苫背要注意气候对灰背质量的影响,首先在雨季施工,要进行必要的防雨措施,在北方,更要注意温度的影响,至少要在冰冻之前一个月,完成苫背工序,防止冰冻造成灰背的强度损失。

苫背应分2次完成,每次的厚度不能大于3cm ,要满足赶压次数不少于“三浆三轧”,如图4所示。

苫背的干燥主要是依靠温度和轧活来完成,也是增加密实度的主要手段,所以这道工序十分重要。

要求赶轧的表面密实,平整,光图3泥背层施工李红权等:琉璃瓦大屋顶的修缮技术与创新研究81--图9成品保护洁。

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