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中图分类号:K87文献标识码: A 文章编号:
文物建筑的概况
文物建筑,是指作为文物保护的建筑物,包括具有历史、艺术、科学价值的古建筑、近现代建筑、革命旧址和纪念性建筑物。《中华人民共和国文物保护法》中第二条有对文物建筑定义。文物古迹、古建筑、近现代代表性建筑,形象地记载着中华民族形成发展的进程,不但是认识历史的证据,也是增强民族凝聚力,促进民族文化可持续发展的基础。所有留存至今的建筑古迹饱含着过去岁月的信息,是古老历史的活的见证。它不仅是我国文化遗产中的重要组成部分,也是全人类共同的珍贵文化遗产。
文物建筑的“死亡”
2.1文物建筑的“正常死亡”
一些古建筑年代久远,经历风吹雨打,年久失修,构件老损,最终崩塌而消亡。
2.2文物建筑的“非正常死亡”
2.2.1不可抗力的影响
不可抗拒自然灾害主要指水灾、特大暴雨、地震、雷击等情况。文物建筑有可能会因遭受不可抗力而全毁。文物建筑绝大多数是以木材为主要材料,由柱、梁、屋顶等构件组成。广东地区文物建筑以砖木结构为主。木质古建筑耐火等级低。从古至今,古建筑不乏有因雷击起火导致焚毁。
2.2.2人为的影响
我国文物建筑保护实践工作始于民国,至今仍有许多有价值的古建筑未来得及认定为文物保护单位,得不到有效地保护。有的古建筑被不当地使用,随意对建筑进行改造,或被频繁的重修、重建,丧失了原有的风采,变成了现代建的仿古建筑。改变文物建筑原状的做法都是对古建筑的损坏。
城市建筑的步伐在加快,在城市中的古建筑时常在取舍博弈中失败,为现代工程让道,遭到人为的故意破坏,被强行拆除,出现“非正常的死亡”。目前我们所闻的古建筑的消失更多的是由于人为的破坏。人为拆除有价值的古建筑例子很多,有的还来不及去搜集它的资料,就已经被宣告死亡。就连对中国建筑史及文物保护作出重要贡献的梁思成、林徽因的“梁林故居”在2009年也遭遇了拆除。
文物建筑的“生存”
3.1生存能力
有许多的文物建筑在经历千百年风吹雨打,仍然屹立于新世纪。文物建筑的正常寿命是多少?中国的传统建筑与西方不同,西方的建筑,多以砖石等自然灾害的情况下,可以保持数百年,甚至更长。中国古建多为有机的木材结构,其且辅以油彩、纸张等有机材料,有学者说中国古建是一种有生命的建筑,生命有机体。既然有生命就会有“生老病死”的现象,就需要不断地保护性地修缮。这种中国古建的修缮在历朝历代尽有,且都有相应的规制。古建筑能屹立不倒,生生不息,归功于适时适当得保护修缮。
我国是一个多地震的国家,是世界上地震活动水平最高、地震灾害最严重的国家之一。现代建筑难能躲避地震的摧毁。然而,我国许多古代建筑都成功地经受过大地震的考验,如天津蓟县独乐寺观音阁、山西应县木塔等建筑,千百年来均经历过多次地震仍然傲然屹立。在刚过去的2013年4月发生的雅安地震中,芦山县龙门乡古城村“张家大院” 地震后几乎完好无损。古建筑的抗震能力比现代建筑更能经历实践的考验,隐藏着科学的抗震原理,这些实体模型值得人们深入研究。
3.2“医治”
“文物保护工程分为:保养维护工程、抢险加固工程、修缮工程、保护性设施建设工程、迁移工程等。”[ 详见《文物保护工程管理办法》第五条]根据文物建筑各自的“病症”做出相应的“医治”。 在保护下,文物建筑能得以延续下去。
文物建筑保育
“文物建筑保育”的概念是从香港文物保护理念借鉴而来。保护是第一步。如何在保护下来之后发展?通过活化后继续欣赏、继续利用,所以就衍生了‘育’这个概念。建筑物保护下来后,虽然用途和原来的不太一样,但建筑物可以继续发挥效用,其中很有价值的元素可以保护下来,在公众参观时也会通过这些元素知道建筑物原来的历史。因此,这是实现发展与保育之间平衡的合适做法。
我国的文物建筑保护通常是静态的保护,文物建筑保育强调的是动态的保护,使得文物建筑活起来,有新的功能但不损坏建筑的原状,又能促进公众的参与。根据我国文物建筑的特点,应以静态保护为主,有的文物建筑容易受损,价值比较高的不适于进行活化利用。但是有许多有价值的历史建筑值得保护的,可以进行这种活化利用,只是这类历史建筑却又不能受到国家文物法进行保护,存在一个空缺。文物建筑的保护,是否有更多的方法,不光是单纯的静态保护呢?有些近现代的文物建筑是否能尝试做一些不损害文物建筑原真性的保育?
4.思考文物建筑的“死与生”
4.1文物建筑死亡的影响
虽说我国上下五千年的历史,地大物博,但是流传至今的文物建筑已经在大量地减少。而且随着时间的推移,能够留传于世的文物建筑还会越来越少。文物建筑一旦损坏,就永远不能复原。文物建筑具有不可复制性,唯一性,摧毁了再重建的已经变成了复制品,不是原物。文物建筑的死亡是不可逆转的。没有众多的文物古迹,文明古国也就名存实亡,失去其传统的风采和内涵。京都和奈良是日本的两大古都,这两座城市拥有许多具有唐代风格的古建筑,艺术价值极高。然而很少有人知道,它们能幸免于二战时的轰炸,要归功于我国著名的建筑学家——梁思成。日本还保存着许多唐代风格的古建筑,但是我们本国却很少,甚至曾有日本学者断言,中国已经不存在唐朝以前的木结构建筑,要看唐朝的建筑,唯有去日本京都、奈良了。但建筑学者梁思成却坚信在国内的某个偏僻角落,一定还有唐代建筑物,1937年他与妻子林微因,长途跋涉,千辛万苦终于在五台山发现了唐代建筑佛光寺,这也是唯一国内留有唐代建筑的孤证。试想,若我们真没有唐代建筑了,还真要去邻国看了。文物建筑的死亡就意味着一段历史的见证物的终结。
4.2文物建筑生存的意义
由于文物建筑是历史先民创造的物质的精华,它具有着悠长历史、艺术、科技价值的珍贵物质,而且它不仅能帮助现代人了解科技发展历史、人类文明文化进程及历史演变过程,并且文物建筑也成为了现代文化教育的一部分,给现代学生带来学习爱国精神、革命精神等教育的极好“教科书”,有利于保护历史文化,能给后人留下宝贵的文化财富。“新加坡规划之父”刘太格说道:“每个城市都有他的紫禁城”。每个城市都有它的历史印记。标新立异的新建筑容易被另一个标新立异的新建筑取代,因为它们只是建筑。但是文物建筑是不可复制,唯一的,见证了历史的变迁,是传承历史文化的载体,是不可取代的真地标,具有重要的保护意义。
文物建筑的生存和死亡更多地在于人类如何对待它们。文物建筑应该被完好地保存下来,在城市建设的道路上,不能一昧地通过拆除来解决之间的矛盾。世界如此之大,仍可借他山之石,寻求一条平衡发展的方法,让新旧建筑共同组成我们美好的城市。
参考文献:
中图分类号:U655文献标识码: A
文物建筑是历史文化的载体,又是历史文明最真实的记录。对它进行修缮保护或开发利用,必须严格遵守它的历史原貌和原状,不应该有任何改动和变异。否则,就是在一定程度上对历史的篡改和否定。应该明确,尊重历史文明,就必须尊重这些历史遗产的本来面目。当前,各方面的建设突飞猛进,日新月异,许多文物建筑的保护修缮工程也在积极进行。我国现存的文物建筑中,绝大部分建筑都属于砖木结构。此类建筑为我国古建筑的主流,是我国悠久文化遗产的组成部分,是祖先留给我们的物质财富和精神财富,也是一种很重要的旅游资源。砖木结构文物建筑大多建设年代久远,随着时间的流逝和风雨的侵蚀,文物建筑遭到不同程度的破坏。要做好砖木结构文物建筑的保护与利用,维护文物建筑的任务就日趋重要。
1砖木结构建筑损坏成因
砖木结构是指以砖作外墙木质门窗、屋顶、梁、柱、楼板构成的单层、多层房屋。其基本特点有:砖木结构建筑多为可燃空心隔墙、木地板建筑毗连、通道狭小、楼梯陡、走廊窄。此类建筑的构架大多数为木结构,这是因为木材很容易加工,因而成为人类使用的最古老建筑材料之一。但它的致命缺点又在于它是一种生物材料,在使用过程中,不可避免地会遭受各种因素影响,使材质变质强度下降,结构破坏,这也是古建筑维修中面临的很大问题。
2砖木结构建筑修缮原则
2. 1安全为主的原则
砖木结构文物建筑都有百年以上的历史,留存于世的砖木结构文物建筑均有不同程度的风化或槽朽,如果以完全恢复原状为原则,不但会花费大量的财力物力,还可能降低了建筑的文物价值。应以建筑是否安全作为修缮的原则之一。与主体结构关系较大的构件出现问题时应予以重视,不轻易以构件表面的新旧为修缮的主要依据。
2. 2不破坏文物价值的原则
文物建筑的修缮应“修旧如旧”已成为法则,这个法则包含着:能粘补加固的尽量粘补加固;能小修的不大修。文物建筑的构件本身就有文物价值,将原有构件任意改换新件,虽然会很“新”但可能使很有价值的文物变成了假古董。只要能保证安全不影响使用残旧的建筑或许更有观赏价值。
2. 3建筑风格统一的原则
经修缮的部位应尽量与原有建筑风格一致,维持原有的平面布局、造型和艺术风格等。如果在以前的维修过程中,人为因素破坏了原有风格,在重修时应参照最初的风格予以恢复。
2. 4尽量利用旧料原则
利用旧料可以节省大量资金。从建筑材料的角度看,有时还能保留原有建筑的时代特征。在修缮时,人们或许对于旧石料舍不得轻易丢掉。而对于旧砖瓦往往重视不够。其实就砖瓦是大有用处的,在修缮过程中选用完好的旧料适当使用,既可降低造价,也可保持建筑原有风貌。
3文物建筑的修缮程序
3.1详实的勘察
对文物建筑进行详实的勘察,是指定修缮方案的重要依据。勘察工作包括基础、台明、大木构架、屋面、装修、附属设施等几大部分。勘察的结果将直接影响修缮方案的深度,因此,勘察要细致、深入。如遇有顶棚的建筑,一定要进入顶棚内进行详细的勘察,这样会发现许多有价值的信息。
另外木构件糟朽开裂的部位要使用探针等工具探察,裂缝、歪闪等部位要有标尺记录尺寸。由于许多历史信息可能会在今后修缮过程中丢失,因此为保证建筑修缮的真实性,要尽可能多的记录,并拍摄照片存档;同时重要的彩画等部位不仅应拍摄照片,还应拓片存档。对修缮范围内的碑刻等历史遗迹都应标明具置,特别是对古树名木的标注,有条件的还应标明年代和冠径等,这将有利于下一步修缮方案和保护方案的制定。勘察的一切数据都最终要如实、详细的标注在勘察图纸上。对于建筑的原有避雷、安防设施等也要同时进行勘察,如有相关单位出具上次检验合格证明,可作为附件附在勘察报告的后面。
3.2进行病害分析,编写勘察报告
在详细现场勘察后,应将已取得的信息分类,与历史档案和照片进行对比分析,尤其是要对文物建筑病害产生进行分析,通过分析找出建筑损坏的根本原因,以便对症下药,必要时还需进行地质岩土结构安检评估或鉴定。在上述工作的基础上,开始编制可行性研究分析报告和勘察报告,为修缮方案的制定奠定基础。勘察报告是对文物建筑现状真实的反映和体现,要严格按照文物法中有关规定要求编制。勘察报告要注明建筑的形制、始建年代、历史沿革、历史修缮记录等。鉴于文物建筑一般不是独立存在,建筑周边的环境和附属建筑等也应在总图上进行标注。勘察中所有损坏的构件包括裂缝大小等要按原位置详细标注在图纸上,如遇丢失的构件要一并注明,重要的还要编号并与勘察照片相对应,勘察图纸标注的位置也要与以后的修
缮图纸相对应。
3.3去伪存真,确定修缮方案
在上述工作的基础上根据文物建筑的等级、损坏程度等确定修缮原则、性质,制定初步修缮方案。确定修缮原则和性质是为了明确修缮的目的、意义以及修缮的初步设想和修缮后的效果。对于历经数次维修的建筑,在修缮方案的制定过程中应特别注意建筑的“原真性”。 修缮方案一般要经过多次修改和专家论证后方能成为施工方案。详实的修缮方案将能很好的指导文物建筑的施工。
4砖木结构建筑的修缮方法和措施
4.1基础及其加固
基础的破坏对砖木结构建筑最为危险。由于地下水位变化而使局部地下下沉和开裂,整体地基变动等造成基础破坏,加固基础的方法有打木桩法、化学灌浆法、局部顶升法和加固法等。
4. 2墙柱部分
墙体,最常见的破坏是裂缝和倾斜,裂缝维修方法通常采用注浆补裂法,墙体倾斜可用加固扶正、支撑法等方法,并可采用提高砂浆标号或在墙体中适当增加抗震钢筋,或钢筋水泥砂浆面层等方法加固墙体。
柱体柱子受潮或屋顶荷载的影响柱子往往有劈裂槽朽现象尤其是包在墙内的柱子因缺乏有效的防潮措施肩时整根柱子腐朽严重影响其承重能力。柱子的损害情况不同,处理方法也有所不同。局部腐朽的柱子,--般尚未影响立柱的承载力河采用挖补和包镶的做法。细小轻微的裂缝,可采用嵌补法修复用环氧树脂腻子封阻并做好裂缝处防腐处理;当裂缝宽度在3 nnn - 30nnn之间时用同种木质嵌补后进行表面修补与原木纹相符;当裂缝宽度超过30nnn时,可采用嵌补加箍法。当槽朽程度严重、裂缝过大时,可考虑更换新柱。柱子部分腐朽的可采用墩接手法更换柱子腐朽部分全部腐朽的可采用“打华拔正”,即用简立华件顶住梁架,以升高梁位来更换和扶正柱子。
4. 3梁架构件
梁架构件主要承受屋顶的重量,随着时间的流逝,其承载能力逐渐减退,梁架构件会发生变形、下沉、腐朽、破损等现象。梁架构件通常采用榫卯结合,往往由于年久失修,受各种因素影响,构件常伴有松散、拔榫、滚动等现象,可采用拨正紧固的方法,如加箍法、螺栓加固法、拉杆法等。梁架构件中梁、枋、桁等受弯构件由于槽朽、风化、虫蛀等原因,会出现弯曲、裂缝、断裂等现象,需作加固处理,常用的方法有加箍法、钢加固法、局部更换等。梁架构件中的角梁因所处位置在建筑物的角部,易受风雨浸蚀,易发生腐朽和开裂,造成檐头沉陷、角梁尾部翘起或向下溜窜等现象。加固修补方法是将翘起或下窜的角梁随着整个梁架拨正时,重新归位安好,在老角梁端部底下加一根柱子支撑,新加柱子要做外观处理。
4. 4椽子与飞缘
由于屋面漏雨等原因,椽子也很容易发生腐朽、劈裂和折断。通常采用回附椽子的方法做加固处理。当如椽子腐朽、折断过多,应考虑挑修屋面,普遍更换椽子。飞缘由于所处位置易受侵蚀,也是很容易腐朽的构件。维修实践证明,往往是在椽子尚大多完好的情况下,飞缘却已成严重腐朽,需要更换。
4. 5木质构件的三防措施
文物建筑的梁架构件大多数为木结构,木材的致命缺点在于它是一种生物材料,在使用过程中,不可避免地会遭受各种因素影响,使材质变质,强度下降,结构破坏,在维修过程中要采取措施加强木材的防火、防虫和防腐处理。在文物建筑区域增设防火墙、消防栓,木材表面刷涂防火涂料,以降低木材表面燃烧性能,保证木结构建筑的防火安全。为了防止白蚁等虫害,维修时采可采用喷、撒、埋、浸等方式,使用药物对木构件进行处理;为防患于未然,也可对建筑死角进行跟踪式防治,在维修的同时随即放置药物。为避免木材受损,延长使用寿命,减少维修次数,根据木材的不同含水率情况以及文物建筑维修规范的相关规定,可采用涂刷法、浸泡法、喷淋等方法对木材进行防腐和化学加固。
4. 6砖瓦维护
砖木类文物建筑大量采用的粘土砖一般不抗冻。大部分砖木结构不设防潮层,或仅在地面位置设置磉石或锁口石,地基会不断向上部砖砌体供水,如果没有防水层或保温效果差,砖就会受冻破坏并不断出现剥落。在维护或维修时,可抹无色的防水涂料或增加外墙防水砂浆并定期进行维护可以减轻砖遭受冰冻的影响。暴露在外地青砖砖体极易风化受损,可采取传统的抹面或剔补等保护措施。
砖木结构文物建筑维修和保护过程中,还涉及屋面瓦的修缮工作。瓦顶状况良好、几无损伤时应定期清扫瓦拢和天沟、筒板瓦顶的瓦顶,并及时修剪妨害文物建筑瓦顶的树枝。当瓦顶漏雨严重或大木结构需要落架重修时,必须先揭除瓦顶,修好大木结构并做好防水层施工后再按原做法恢复。
5结语
总之,对文物建筑的修缮是一种既让人兴奋又让人头痛的事,兴奋是在对文物建筑修缮过程中总会给人带来很多的惊喜与意外,头痛的是如何在保护好文物建筑的过程中做到保持现状与恢复原状的统一。但无论如何,只要用心去做,便会使文物建筑焕发出新的生机。
参考文献
中图分类号:G263文献标识码: A
引言
俗话说“两千年历史看西安,一千年历史看北京,一百年历史看上海”,上海是近现代中国的“缩影”,具有深厚近代城市文化底蕴。上海不仅是中国近代革命的发源地,也是中国近代工业、近代文化的发祥地。上海在自身的发展过程中,兼容并蓄,海纳百川,逐步形成了自己独特的中西交融的海派文化。今天还留存在上海的大约二千万平方米的近代建筑,就是上海的历史和文化的最好见证。
保护和利用好上海近代文物建筑,是上海建设现代化国际大都市不可或缺的重要内容。随着历史变迁,这些文物建筑的结构和原有饰面日益残破,其载有的历史信息逐渐消逝。而每一幢文物建筑都有着不同的故事和独特的个性,合理的、有针对性的修缮方案对整个建筑的保护、修缮、合理利用起关键的指导作用。
一、上海近代文物建筑
上海近代建筑素有“万国建筑博览会”之称,有大量的各个国家不同风格的建筑,也有中国传统建筑形式,以及中西合璧的建筑形式。上海文物建筑依据其历史、艺术、科学价值,分别被国务院、上海市人民政府、各区县人民政府及文物行政管理部门公布为全国重点文物保护单位、上海市文物保护单位、上海市优秀历史建筑、区县级文物保护单位以及登记不可移动文物,包括重要的机构旧址、名人旧居、宗教建筑、工业建筑、金融商贸建筑、文化教育娱乐建筑、医疗卫生体育建筑、典型风格建筑、住宅建筑等品类。
二、上海近代文物建筑修缮方案编制原则和要点
1、编制依据
文物建筑修缮方案编制必须基于科学严谨的工作态度,研读修缮设计方案、设计图纸、上海市文物局《行政许可决定书》、上海市历史建筑保护事物中心《保护要求告知单》、勘察报告、房屋质量检测报告、大楼原有设计资料、历史照片、历年来维修记录等资料,认真细致地考证原有文物建筑构造特色、施工工艺、施工用料等相关工作,有效保护原建筑历史信息的完整性与真实性。严格按规定执行相关法律、法规、规程和文件。如:《中华人民共和国文物保护法》;《中华人民共和国文物保护法实施条例》;《文物保护工程管理办法》(文化部第26号);《优秀历史建筑修缮技术规程》;《中国文物古迹保护准则》;《国务院关于加强文化遗产保护的通知》;《世界文化遗产保护管理办法》;《关于东亚地区文物建筑保护与修复(北京文件)》;《上海市历史文化风貌区和优秀历史建筑保护条例》等相关专业规程和技术标准。
2、保护原则
文物建筑修缮相关原则有:真实性原则;可识别性的原则;可逆性的原则;可读性的原则;最小干预原则;缜密性的原则;全面保护原则;最大限度保护建筑原存部位的原则;合理利用原则;坚持“四个保存”的原则;“不改变文物原状”;“修旧如旧”等原则。
修缮方案根据文物建筑的特点、部位,按设计方案和专家意见遵循相应修缮原则。
3、文物建筑的常见问题
文物建筑其具有时间跨度大,建筑水平参差不齐,形式复杂,类型多样等特点。常见问题有建筑的重点保护部位和保护项目的损坏;建筑使用功能改变、布局与结构的局部调整;建筑物发生变形、倾斜、沉降,影响使用安全;建筑构件损坏,导致结构承载能力不足;建筑内外装饰损坏,影响正常使用;建筑原有设备、设施的损坏或不能满足正常使用要求;外部环境因素影响,造成建筑不能正常使用等等。因此,文物建筑的保护和修缮具有条件复杂、难度大的特点。
4、文物建筑的常见施工内容
文物建筑修缮施工重点是保护部位的保护和修缮施工,如:外立面修缮、室内保护部位修缮、屋面修缮、原有结构修缮或加固等。对于外滩建筑群等一些合理利用的文物建筑,要保护、恢复原有的建筑风貌和建筑特色,在使用功能上将空调、消防、监控、网络等现代化的设备、系统有机的融入到文物建筑中,从而实现建筑风貌与现代功能,保护修缮与合理利用的协调统一。相关常见施工内容如下:
外立面修缮部位。花岗石、大理石、水刷石、清水砖、泰山砖、斩假石、水泥拉毛、涂料、面砖、鹅卵石墙面;门窗、铁艺、落水管、砖雕、石雕、各种花式线条等修缮施工。
室内修缮部位。木饰面、花岗石、大理石、水磨石、马赛克、墙地砖、木地板、石膏线条、平顶花饰、油漆、贴金、沥粉、门窗、壁炉、五金、金属件等特点部位修缮施工。
屋面修缮部位。坡屋面(屋架、梁、檩条、椽子、屋面板、屋脊、凡水、天沟、瓦屋面、金属屋面、天窗、封火墙、女儿墙、烟囱、雨水管等修缮施工)、平屋面(结构层、隔气层、保温层、防水层、保护层、伸缩缝、沉降缝、分仓缝、女儿墙、烟囱、凡水、出水口等修缮施工)。
结构修缮和改造加固工程。静压锚杆桩、树根桩、基础钢砼加固、裂缝及损伤的修补、混凝土碳化修复、钢筋除锈、种植钢筋、墙体钢筋网片加固、柱梁加大截面钢砼加固、柱梁板碳纤维加固、柱梁板粘钢加固、楼板补缺、新开洞口等。
安装工程。给排水、强弱电、通风空调、消防、报警、网络等。
其它。脚手架搭设、室内装饰、市政配套、绿化景观等。
5、保护措施
根据上海市文物局《行政许可决定书》、上海市历史建筑保护事物中心《保护要求告知单》明确重点保护部位和保护内容,并针对保护部位现状进行分析,采取相应保护措施。
外立面保护。外立面窗修缮时加强原有外墙饰面的保护。对重点保护的外立面门进行围护封闭。
室内保护。根据现场情况,对需要保护的墙面、花饰采取覆盖、封闭等措施进行保护。对有价值的五金件、灯具采用保护性拆除修缮,待施工后期恢复。
非保护、保留部位拆除中保护措施。拆除中如遇到疑似历史上的原始痕迹的部位,马上暂停此处拆除工作,并及时通知监理、设计和业主方,经确认后方可继续拆除;现场拆除过程中如有不清楚是否拆除之处,先行与设计和业主方沟通后方可进行拆除。
结构加固与保护。文物建筑加固需避开保护部位,加固方案必须考虑结构整体性能的提升。施工中加强建筑物的沉降观察。加固前,对局部破损结构采取临时支撑等措施,保证原有结构安全。加固工程应严格按通过评审的设计图纸施工。
6、重点保护部位修缮措施
重点保护部位修缮原则。坚持“四个保存”的原则,即保存原形制,保存原结构,保存原材料,保存原工艺手法,尽可能真实完整地保存文物建筑的历史原貌和建筑特色,原汁原味地保留文物本身的历史信息。
修缮施工前,应对结构、装饰、设备的损坏程度,进行全面、详细检查。必要时采用仪器、工具作探查、取样,定量、定性的检测。并形成反映建筑残损状况的图纸、照片、文字资料。
重点保护项目的修缮,应制定周密的专项修缮方案,包括施工方法、工艺技术措施和质量要求等。应加强隐蔽项目的查验,发现其结构、构造、材料质量与设计不符合,应保护现场。待采取有效措施消除安全隐患后,方可继续施工。
重点保护项目的材料、工艺和施工方法,应进行现场试样,待专家确认后方可大面积施工。
7、施工进度编制要点
文物建筑施工进度编制要符合文物建筑评审顺序和施工顺序,要为设计方案深化、修缮方案评审、小样制作评审、重点部位保护和修缮、材料定加工等工作留出时间,避免因赶工对文物建筑的修缮造成不利影响。
8、施工机械、施工工具选择要点
正确拟订修缮方案和选择施工机械,根据重点部位保护修缮方案选择配套的修缮工具,施工方法在技术上满足修缮施工质量要求。
9、现场平面布置要点
根据文物建筑的特点和保护区域,科学的布置现场,合理规划施工通道,避免在保护区域进行材料堆场和加工,楼板上严禁大量材料或垃圾集中堆放。
10、主要施工管理人员和劳动力选派要点
项目经理、主要施工管理人员选派具有上海市文物局颁发的施工上岗证,重点保护项目修缮施工选派具有同类项目修缮经验的技师和专业队伍负责施工。
11、施工质量要点
修缮施工应严格按主管部门批准的设计、修缮方案进行。如有变更,应及时告知主管部门,并经批准后方可实施。工程质量和技术措施完全符合相关技术规范、操作规范和规程的要求。
12、施工安全要点
根据文物建筑的特点和施工内容,编制工程相关的应急预案,对外立面脚手、拆除工程等重大危险源,编制专项施工方案。
三、修缮实例
1、和平饭店四方锥形铜皮屋顶修缮
笔者编制了由我公司承接的和平饭店外立面修缮及环境整治项目施工组织设计和修缮方案,并在专家评审会上进行了方案介绍。
1.1、和平饭店屋顶概况
和平饭店北楼,原名“沙逊大厦”,享有“远东第一楼”的美誉,曾二次被评为“世界最著名饭店”。1996年被评为是全国重点文物保护单位。
和平饭店绿色尖屋顶是外滩建筑中最醒目的,金字塔形铜顶起到了画龙点睛的标志作用。
和平饭店北楼采用钢框架结构,尖顶为工字型钢屋架,斜屋面板为钢筋混凝土。结构主要承重构件材料为型钢、钢筋混凝土二种。塔楼方形锥顶用瓦楞紫铜皮饰面,长期以来已氧化成绿色,后期屋面又进行了仿铜锈色油漆。原有瓦楞紫铜皮厚度约1mm,瓦楞紫铜皮顺水搭接,并采用铜钉固定在实木洋松上,实木洋松通过连接件固定在钢筋混凝土斜屋面板上。屋面有部分瓦楞紫铜皮有脱落、起翘、变形、缺损,部分铜饰件缺损、变形,木基层腐烂、缺损等缺陷。
部分瓦楞紫铜皮整张脱落
1.2、铜板面油漆饰面处理
铜板表面采用脱漆剂对原有漆面进行脱漆。原有漆面为历次维修涂刷,漆面较厚,需多次脱漆处理。首先,涂刷第一遍脱漆剂,待油漆浮起后,以人工用铲刀对铜板表面起壳的漆面进行铲除。反复进行脱漆处理后,达到70%~80%原有油漆面清除。屋面铜板为瓦楞造型,对于凹面内残余油漆,使用角向磨光机及钢丝抛光皮进行打磨清除。脱漆完成后,用细砂皮对铜皮进行打磨,清除铜皮面锈渍,保证铜皮面平整。同时,使用清洁剂对铜皮面进行清洁。
完成以上工作后,对洁净的铜皮面进行封底漆涂刷。待封底漆涂刷完成后,以细砂皮对铜皮面打磨,平整。清理完成后,进行铜面氟碳面漆涂刷一遍。待完成头遍面漆完全固化后,再次进行细砂皮打磨平整。后进行氟碳面漆第二遍涂刷。待面漆涂刷完全完成后,对面漆表面,涂刷亚光油,达到对漆面进行保护的目的,使其不褪色、不变色。
1.3、屋面瓦楞铜板整形、修缮、缺损部分恢复
对于屋面原有瓦楞铜板起翘、变形部分,我方采用整形,归位,加钉固定的方法加以处理。现场施工人员对屋面部分瓦楞铜板,拆卸后按原样进行整形复原,对缺损木基层部分进行修补。而后,将整形完成后的屋面铜板进行归位,用按原样加工的铜钉进行固定。对铜屋顶整体,木基层缺损部分进行修补,铜皮面进行加钉铜钉加固。接缝处以银焊进行焊缝,完成后打磨平整。
对于铜屋面部分铜板损坏无法修复及铜板缺失,我们采取按原样更换的修缮方法。对损坏及缺失部分铜板进行现场放样,根据现场的实际尺寸及规格由专业厂家进行冲压、折边,加工成型,然后运至现场,我们再进行安装施工。
1.4、原有浇铸铜饰件缺损,变形修缮
锥形铜屋面部分原有浇铸铜饰件缺失,我方按原形进行翻砂制模,浇铸成型后在现场按原样进行复原。部分铜饰件基层出现铁涨,混凝土风化缺损;致使铜饰件变形、脱落。对于以上情况,我方对混凝土损坏部分进行清除,将铜饰件整形归位后,对基层进行扎钢筋,混凝土浇捣。完成后,对表面进行环氧树脂封闭。防止再次发生风化现象。
1.5、类似项目的应用
小桃园清真寺四个半球形屋顶修缮也采用氟碳漆,借鉴了和平饭店的修缮经验。
2、上海银行营业部修缮工程
2.1、工程概况
“联合大楼”位于四川中路261号,原名四行储蓄大楼由盐业、金城、中南、大家银行联合设立的四行储蓄会投资建造。该大楼为地下1层、地上8层(局部塔楼9 层)的钢筋混凝土框架结构房屋。大楼占地607m2,总建筑面积约为5854m2。由匈牙利籍著名建筑师由邬达克设计,1928年建造完成。1994年大楼被列入上海市第二批优秀历史建筑保护名单,市级文物保护单位。大楼外观为英国新古典主义风格,外立面采用三段式处理,底层、二层和半地下室上部合为一体构成基座,设贯通的汉白玉壁柱;三至六层主体部分饰深褐色泰山砖,与基座构成明度对比;六层作挑檐,水平檐线与下部的腰线构成统一;七、八两层及塔楼与基座上下呼应。
2.2、外立面修缮
外立面重点保护修缮主要包括外墙汉白玉、泰山砖、水刷石、门窗、金属件等特色装饰部位。
大楼东、南立面保持相对完好,西立面则破损状况略严重。整体上大理石、柱式、花饰等有比较明显的风化、局部开裂、缺损等现象,墙面有开裂、剥落、锈污等现象。修缮时先拆除后来附加的多余物,对外立面涂刷了涂料的部分,清洗剥离到最初的层次,并按该层复原。对外墙吸附性污染采用高压水枪清洗,局部污染严重的采用化学清洗剂,去除锈斑和油迹。汉白玉大理石修缮,局部风化缺损部分、细裂缝部分维持现状,仅作材料加强处理。水刷石修缮,起壳面积在0.5以下时,采用注入法环氧树脂修理,对大于0.5,特别是有裂缝的水刷石墙面局部凿除重做。先预设与原墙面相近的配比、颜色、粒径制作小样,待小样确认后,修补部分新的水刷石根据试验得出配合比进行修复,严格把握冲洗时间,控制新老墙面差异。泰山砖修缮,缺损程度不大,可以进行修复,局部损坏严重时,采用挖补镶贴修缮,对色泽、纹路保持原样。重点保护的门窗、金属件以清洗修理为主,对无法修复的,按原有风格重新加工安装。
2.3、室内修缮
室内重点保护修缮部位主要包括两个门厅、底层大厅、101和201房间、金库、七层会议室的空间格局及装修、楼梯间及其他原有特色装饰等为内部重点保护部位。
底层门厅、大厅墙柱面石材、铜门、铜花式、马赛克地坪、穹形天花为原物,保存较好,局部有污渍。对所有石材墙、柱面、地坪采用物理方法清洗大理石去除污垢,用大理石专用胶和石粉进行嵌缝、修补,最后进行打磨抛光,使大理石饰面变得石纹清晰、光亮。历史原物天花、梁的花饰线脚修复,原涂料出白,重刷白色乳胶漆,原线条金箔修补。铜门、铜花式保存较好采用清水清洁保持原状。
楼梯间地面踏步马赛克、墙裙釉面砖、扶手为原物。清洗、整修马赛克地面、墙裙釉面砖,对破损缺失处根据现状复制补缺。扶手及金属栏杆以清洗修理为主。
101和201室房间天花、墙裙基本保存完好,地坪有所变动,壁炉架有保护价值。七层会议室墙裙、壁柱为原物。八层会议室平顶线条为原物。吊顶按历史原物花饰及线脚修缮翻新,局部贴金箔。木护壁、木门套、门扇拆白,表面开放漆,恢复原有柚木本色。木地板按原始资料复原。石材壁炉清洗、清洁。
文物建筑的机电更新中,要做到设备、管线对保护区域产生最小的负面影响。为了妥善解决底层门厅和大厅墙面、地坪的保护与新增设备的矛盾,我们将空调出风口安装在原有大厅柜台中,并根据底层空调出风口的位置,利用地下室合理布置相应管线,原有大厅得到了良好的保护。
四、结束语
上海近代文物建筑是上海历史文脉的积淀,做好文物建筑保护和修缮意义重大。文物建筑应得到科学地保护及一丝不苟的修缮,需要各专业具备相应的专业素质,让我们带着责任感、使命感、荣誉感同共参与到文物建筑的保护和修缮,使我们的文物建筑延年益寿、代代相传。
参考文献:
《上海市人民政府关于进一步加强本市历史文化风貌区和优秀历史建筑保护的通知》2004年
《中华人民共和国文物保护法》2002年
《中华人民共和国文物保护法实施条例》2003年
1 大孤山古建筑群简介
大孤山位于丹东市西南100公里的东港市境内,属长白山脉老岭支脉,总面积42平方公里,主峰海拔337.3米。
古建筑群分下庙和上庙两部分。下庙由天后宫、地藏寺、文昌宫、财神殿、关帝殿和戏楼等形成一个完整的整体。上庙建筑由三霄娘娘殿、龙王殿、药王殿、观海亭和石佛塔等组成。上下庙一条中轴线贯穿圣水宫、天后宫和古戏楼,使上下庙既互为映衬.又连为一体,形成局部的独立与整体的构成,别具一格。大孤山山上古木参天,巨柞银杏,夹道成荫,生长着松、柏、槐、杨、柞、等上百种树木。丁香、玫瑰、杜鹃、樱花等灌木种类繁多。300年以上的古树有2000多株,构成了层次分明的森林景观。
1979年9月列为省级重点文物保护单位,并成立了大孤山古建筑群文物管理所;1991年8月列为国家级森林公园。
2 大孤山上下庙存在的滑坡隐患
近些年,由于自然环境和人为因素的影响,大孤山山体的植被和土层遭到不同程度的破坏,造成部分山体岩石暴露,土质疏松。特别是上庙建筑群所处的位置,距南部峰顶大约20米处。由于海拔高度、气候条件等诸多原因影响,部分山体由于没有植被的保护,造成岩体暴露、凸凹不平,土层松动。上庙龙王殿北面山体暴露情况最为严重,如发生山体滑坡或泥石流灾害,将造成不可挽回的损失。本题的研究对象是对大孤山古建筑本体周围岩体可能出现的滑坡灾害,为避免破坏植被和古树的原则下,采用预防性保护理论进行研究治理。
3 国外预防性保护和滑坡监测防治的现状及发展趋势
预防性保护一词源自“Preventive Conservation”的直译。文物建筑遗产领域应用预防性保护的概念出现在20世纪90年代末。国际上最著名的研究机构是比利时鲁汶大学雷蒙德・勒麦尔国际保护中心(RLICC)。该中心联合文物古迹看护机构于2009年3月成功申请“关于文物建筑预防性保护、监测、日常维护的联合国教科文组织教席”。我国预防性保护起步较晚。2010前后开始将预防性保护作为一门文物遗产保护的新课题。国内成功的案例最典型的是敦煌莫高窟。敦煌莫高窟相关管理部门对保护工作也从“抢救性保护”向“预防性保护”进行转变。通过预防性保护的相关原理和理念最大限度地减缓壁画彩塑的衰退,使莫高窟的艺术价值得以完整的保存和延续。滑坡灾害的监测与防治己越来越受到全社会的普遍关注,西方国家应用监测技术对滑坡灾害进行治理已上升到国家战略层面上。目前滑坡监测技术的发展趋势是朝着高精度、自动化、实时化发展。
4 运用预防性保护理论治理滑坡灾害的方案
4.1 短期治理
短期治理,即现阶段需要对文物建筑周边已经出现和可能存在滑坡隐患的区域进行治理。包括以下方面:
4.1.1 改善排水
滑坡灾害诱因中一个重要因素就是当地降雨量大且较集中。导致土体短时间水量过多,超过土质正常含水量,引起滑坡灾害的产生。因此,滑坡治理首先要考虑改善大孤山山体排水问题,建立整个的排水系统,主动将水引流出去,从而消除水对边坡地带的威胁。治理方法如下:第一,设置排水盲沟。在大孤山山体设置环形的排水盲沟,既可以在滑坡灾害发生时对滑坡的坡体进行堵截,一定程度减少滑坡灾害范围扩大,也可以起到排水作用;第二,植被覆盖。根据国家级森林公园原有植被情况,依据国家森林公园管理要求,在容易出现滑坡的地面种植符合要求的植被,加强土体的稳固性,减少水对土体的侵蚀;第三,充分利用原有排水设置。对文保单位滑坡区域内原有的自然的沟渠进行充分利用,与以上排水设置共同改善山体排水。
4.1.2 力学防治
力学防治也是滑坡工程治理过程中常用一种方法,是通过减荷反压增强滑坡地区的抗滑能力来实现滑坡灾害治理的。根据现场勘探情况。大孤山上庙在力学防止滑坡方面已经采取了以下两种办法:(1)减重。保护单位管理人员采取减重方法已经将上庙后山体,由于滑坡滑落和可能再次产生滑坡的部分土层挖走,这样可以为山体滑坡提供一个安全距离,使滑坡灾害得以小范围控制,当上庙后山发生滑坡时,不至直接冲到上庙建筑物。缺点是上庙后山出现山体表层断层,部分植被根部侧漏,影响景区美观等。(2)挡土墙。保护单位对上庙建筑群可能出现滑坡灾害的文物建筑后砌筑了一道岩石砌筑挡墙,高度1.2M。该墙体为普通挡土墙,不是抗滑挡墙。抗滑挡墙与普通挡土墙的区别在于:墙高不能任意假定,应作越顶检算;墙基必须埋入滑面以下1.0-2.0M;合力作用点高,倾覆力矩大,胸坡缓。因此,现有挡土墙可以起到一定防止滑坡的作用,但还没有达到治理滑坡的目的。
因此,根据力学要求,应用力学平衡原理,根据勘探报告和现场治理需要,目前可以采用锚索挡墙、反压的治理办法。
(1)锚索挡墙。锚索挡墙相对于工程造价较高抗滑挡墙有较大幅度的减小。此外由于挡墙基坑开挖较小,对滑坡的扰动较小,施工速度较快,特别适合山体,施工面狭窄,大型机械无法使用等条件较差的滑坡治理工程。(2)反压工程。对大孤山上庙建筑群后已减重地带实施反压+减重非常适合现阶段对上庙建筑群的滑坡灾害的治理。反压工程适用于滑体前方地势较为开阔处,前方没有防止抵抗滑体的控制性结构物,且滑体前缘地势相对较为平缓的治理滑坡的工程中。其优点是对滑坡灾害的治理工期短、造价低,对环境的影响较小。
4.1.3 对滑坡区域进行加固处理
根据勘察报告情况,可以对山体进行加固处理,防止雨水期由于土层含水量过大造成滑坡灾害。对软土加固的方法,可以采用预压法,有效地提高土壤的牢固程度。对古建筑群周围灾害区域的山体进行加固处理,由于山体坡度斜率较大,根据勘察报告结果,最终确定预压加图土体的方法,当土层的厚度小于4米时,应采用天然地基堆载预压法进行处理。另外,还可采用网格法,将粘性较大的土体填充到滑坡灾害所在的岩石的缝隙里的方法,来提高边坡土层的紧密性。另外,在岩土勘察报告的指导下,针对滑坡灾害可以采取植被覆盖、截排水等方法进行预防。
一、首先,我向大家介绍出席今天开工仪式的各位领导。
出席今天开工仪式的领导有:
北京市文物局局长梅宁华同志;
平谷区人民政府区长王云峰同志;
北京房管一建设经营有限责任公司党委书记、董事长朱光星同志;
北京房管一建设经营有限责任公司总经理张京来同志;
北京市文物局文保处副处级调研员王辅宇同志;
北京市文物建筑保护设计所所长韩扬同志;
北京房管一建设经营有限责任公司党委副书记李永福同志;
北京房管一建设经营有限责任公司副总经理季文胜同志。
此外,参加今天开工仪式的还有中国新闻社、新华社、中国日报、华夏时报、京华时报、北京日报、北京晚报、北京晨报、北京青年报、法制晚报、北京娱乐信报、新京报、中央电视台、北京电视台、北京人民广播电台等新闻媒体,以及平谷区丫髻山文化旅游开发工作领导小组的有关同志。
(让我们以掌声向各位领导、各位嘉宾以及新闻界朋友的到来表示衷心的感谢和热烈的欢迎)
1 寺院文物建筑电气火灾危险性
我国有着十分丰富的寺院、文物古迹和古代建筑,这些寺院、文物和古建筑是中华民族五千年灿烂文化的积淀和宝贵的文化遗产。
1.1 建筑主体、结构多为木质,易引发电气火灾
我国的寺院、文物古建筑中木质结构建筑居多,其它砖木结构建筑中,除了砖墙和瓦顶是非燃烧体外,大量使用木质的梁、柱、斗拱、楼板等可燃构件,此类建筑难免发生火灾。藏传佛教寺院,主要建筑有经堂、佛殿、扎仑(学院)、活佛住地(囊欠)、佛塔、僧舍等,较大型寺院还建有印经院、藏医院、敬老院等。寺院、文物古建筑占地面积大,缺乏统一规划,僧舍包围寺院殿堂,建筑密集,群落毗连,建筑大多数是土木、砖木、全木结构,以木质横梁、立柱为主要承重结构,房屋隔墙、梁、瓴、椽子等大量采用木质材料,建筑耐火等级低,具有比较大的火灾危险性。而随着经济的快速发展,寺院、古建筑中使用电器现象日益普遍,各类照明均采用白炽灯、日光灯,甚至采用大功率荧光灯照明。
1.2 建筑内电气火灾诱灾因素多,易引发电气火灾
寺院、文物古建筑全木制建筑构件数十、数百年来饱吸酥油灯(油灯)释放的油烟,类似油浸的“枕木”,一旦发生火灾,燃烧极为迅速;藏传、汉传寺院以常年燃供不同规格的常明酥油灯(油灯),明火源较多;寺院殿堂、僧舍内,僧侣生活、佛事、法事用火、用电、用油、用气现象普遍,照明线路私拉乱扯,易发生电气短路,火灾“明患”遍布于各个殿堂和僧舍。
1.3 一旦发生火灾,易造成重大损失
寺院、文物古建筑其殿堂内存放大量的文物,一旦发生火灾事故,造成的损失将不可估计。加之,旅游的开发,寺院、文物古建筑长期留存大量僧人和游客,一旦发生火灾,极易造成群死群伤。
2 LED照明技术的介绍
2.1 LED照明概念
当今高科技术产业中,光电子技术是继IT 之后又一项新技术革命,其重要内容之一是以半导体技术制造的固体发光器件为新的照明光源,逐步替代传统白炽灯光源;其重要的标志是半导体发光二极管(LightEmitting Diode),简称LED。
2.2 LED为冷光源
LED是固态发光原理,电光功率转换效率在百分之三十左右;剩余的百分之七十左右的电能会转换为热能。过多的热能如不能及时导出散热,LED芯片工作温度超过摄氏70度就会迅速光衰甚至烧毁。因为LED芯片工作温度不能超过70度,所以大功率LED灯会用各种方法导热、散热,我们触摸LED灯具外壳温度一般在摄氏50度以下。
2.3 LED光源的特点
2.3.1 电压:LED使用低压电源,供电电压在6-24V之间,根据产品不同而异,所以它是一个比使用高压电源更安全的电源,特别适用于公共场所。
2.3.1 效能:消耗能量较同光效的白炽灯减少80%
2.3.2 适用性:很小,每个单元LED小片是3-5mm的正方形,所以可以制备成各种形状的器件,并且适合于易变的环境
2.3.3 稳定性:10万小时,光衰为初始的50%
2.3.4 响应时间:其白炽灯的响应时间为毫秒级,LED灯的响应时间为纳秒级
2.3.5 对环境污染:无有害金属汞
2.3.6 颜色:改变电流可以变色,发光二极管方便地通过化学修饰方法,调整材料的能带结构和带隙,实现红黄绿兰橙多色发光。如小电流时为红色的LED,随着电流的增加,可以依次变为橙色,黄色,最后为绿色
2.3.7 价格:LED的价格比较昂贵,较之于白炽灯,几只LED的价格就可以与一只白炽灯的价格相当,而通常每组信号灯需由上300~500只二极管构成。
3 光纤照明技术的介绍
3.1 光纤照明概念
光纤照明是近年新发展起来的一门全新高科技照明技术。它是采用光导纤维(简称光纤,又称光波导),利用全反射原理,通过光纤把光传送到人们需要光的任何地方进行照明。光纤的构造可以简略分为三个部分,分别是核心(Core)、外壳(Cladding)与保护层(Jacket)。光纤本身的导体主要是由玻璃材料(SiO2)所抽丝而制成,它的传输是利用光经由高折射率的介质,以高于临界角的角度进入低折射率介质会产生全反射的原理,让光在这个介质里能够维持光波形的特性来进行传输。其中高折射率的核心部分,就是光传输的主要通道。而低折射率的外壳,则包覆住整个核心,由于核心的折射率比外壳高出很多,所以会产生全反射,光也因此可以在核心里来传输。保护层的目的,主要是为了保护外壳与核心不易损坏,同时也可以增加光纤的强度。
3.2 光纤照明的特点
3.2.1 单一的光源可以同时拥有多个发光特性相同的发光点,利于使用在一个较广区域的配置上。
3.2.2 光源易于更换,也易于维修。前面提到光纤照明使用了两个组件:投射主机与光纤。其中光纤的使用寿命长达二十年,而投射主机可分离,因此易于更换与维修。
3.2.3 投射主机与真正的发光点是透过光纤来传输的,因此投射主机可以放置在安全的位置,具有防止破坏的功能。
3.2.4 发光点的光是经由光纤传导而来,光源发出的波长是经过过滤的,只包含某段光谱,因此发射出来的光无紫外线与红外线光,这种特性可以减少对于某些物品的伤害。
3.2.5 发光点小型化、重量轻、易于更换与安装,它可以制做成很小的尺寸,放置在不同的容器或其设计空间里,因此可以营造出与众不同的装饰照明效果。
3.2.6 它的光与电是分离的。一般的照明设备最重要的问题就是它需要电力供输。也因为电力能源的转换,发光体相对的也都会产生热。然而在很多空间的属性里,为了安全的考量,大多希望光与电能够分离,例如石油、化工、天然气、水池、游泳池等的空间,都希望能避开电的部分,因此光纤照明就很适合应用在这些领域里。同时它的发热来源可以分离,因此可以降低空调系统的负担。
3.2.7 安全,光纤本身不带电、不怕水、不易破损,而且体积小、柔软可挠性好,使用安全,使用寿命长,维修工作量很小。
4 LED、光纤安全照明技术在寺院、文物古建筑应用方面的探讨
消防照明技术是一项受到国际上极度重视的课题,它已有多年的历史,他不仅仅涉及到建筑物及发生火灾时保障人员迅速逃离现场的重要救生疏散技术。LED 超高亮度白光、穿透力强、亮度高、节能、寿命长、故障率低,的特点在安全照明领域更显的突出。那么以LED安全照明技术为基础的人工光源 必将广泛应用于寺院、文物古建筑安全照明领域。
4.1 寺院、文物古建筑安全照明的原则
4.1.1 保护和利用的原则。古建筑照明既要达到展示其古建筑的风采,体现她的文化艺术内涵,又不能损伤古建筑,达到保护和利用古建筑的双重要求。
4.2.2 不改变古建筑原状的原则。如800年以上的古建筑严禁敷设电线。
4.2.3 按标准设计的原则。照明的照度或亮度、光源的红外线和紫外线的含量、照射时间以及光源的颜色参数等均需严格按标准进行设计。
4.2.4 严格管理的原则。在夜景照明设计时,必须考虑照明设施维护管理方法及措施。之前由于受光效和光源的限制,古建筑照明中存在着一系列的问题,比如:a、照明装置的安装。将大体积的灯光装置直接固定于建筑之上,既破坏了建筑物结构及其白天景观。且没办法展现古建筑细腻的丰富的光影变化之美。b、照明方法问题。为保护建筑采用远距离投射,而且大多数投光灯没有遮光措施,致使向被照物之外的溢出光较多,初步估算大约有1/4~1/3的光线溢散到空中和被照物之外,形成光污染。更是忽视了节能的大前提。c、照明装置的选择。缺少对 照明装置的紫外线、红外线辐射的考量,造成对古建筑不可弥补的破坏。
4.2 LED、光纤光源文物建筑安全照明装置的设想
4.2.1 光纤光源。包括能发射高照度、低红紫外光谱光的专用光源机,与专用光源机连接并能滤除红紫外光谱的光纤滤光耦合器,以及通过照明传输光纤与光纤滤光耦合器连接的散射尾件。专用光源机发出的光经光纤滤光耦合器滤除后,光波长集中在585nm-750nm。
4.2.2 LED光源。包括LED户外照明、LED应急照明和LED蓄电式手持照明。
4.3 LED、光纤光源文物建筑安全照明装置的特点
4.3.1 LED、光纤光源照明装置照明度高、能量转化率高、发热量低。
4.3.2 LED光源功率小,全部采取低压驱动,解决了散热问题,没有较大的热量堆积,安全防火要求容易满足。
4.3.3 LED、光纤光源无红外和紫外光谱,光纤光源光的波长主要集中在540nm与590nm,因此照明光不会对文物造损坏,同时,光源不含水银,不会对环境造成污染。
4.3.4 光谱与昆虫趋光性光谱重合波段少,有利于文物保护。
4.3.5 在光缆的尾端可加装聚光透镜,平面镜,散射透镜,以适应不同场合对照度的要求。同时,加装监控系统,随时对光源机进行监控,可以有效保证其正常工作。
文物古建筑是我国建筑文化和精神的承载体,其包含着丰富的历史文化,是我国建筑文化最为直观的反映形式。纵观世界建筑发展史,我国古建筑可谓别具特色、独树一帜,有着极高的科研价值,所以确保我国古建筑的完整性具有重要的意义。然而,随着时间的推移,因人为或者自然因素所造成的破坏问题日益严重。因此,我国文物古建筑保护修缮工作迫在眉睫。
1、文物古建筑保护的内容
1.1 保护“本体”
文物古建筑本体中包含着丰富的历史信息,其是保护的重点内容。而就文物古建筑本体保护的具体内容而言,其主要包括文物古建筑的平面布局、立体造型以及风格和艺术特征等等。通常而言,历代朝代均有其独特的建筑形式和风格,其不仅是建筑制度的反映,也是区域和民族信仰与地区特点等的反映,所以保护文物古建筑本体的原状是保护的重点。针对当前文物古建筑的保护修缮原则而言,其只需要遵循不改变原则来对这些建筑进行保养、修缮和迁移,确保文物古建筑的“原状”。另外,当前的文物古建筑已经历经时间的变迁而与现代文物建筑有较大的差距,并且大多数的保护修缮工作已经对古建筑造成了较大的破坏,也极大的影响了其艺术和技术价值,所以必须要恢复建筑本体的原状,再现繁荣历史的精华。
1.2 保存古建筑物的材料和结构
在保护文物古建筑的时候,针对不同结构形式的古建筑需要选取对应的建筑材料。相应的古建筑形式和风格需要采取对应的建筑材料和建筑结构形式。通常而言,材料、结构和艺术三者之间的关系具有紧密的联系。文物古建筑的材料主要有木、石、砖、瓦和灰等五种材料形式,其中的木石为天然建筑材料,砖、瓦等建筑材料则需要经历加工环节才可以得到,而灰则是介于二者之间的一种材料形式。木料缺乏是当前古建筑修缮的一个重要问题,尤其是大体积的干木料材料更是严重缺乏,但是湿木材却无法确保古建筑修缮的质量。
另外,文物古建筑的结构形式是古代科学技术发展的具体反映。木结构作为古建筑中运用的主要结构形式,其物理和力学性质直接关乎建筑整体的安全性,同时这也在一定程度上凸显了古代工匠的工艺和技术水平。随着当前社会发展速率的加快,建筑物的结构形式日益增多,同时先进的建筑科学技术也日益增多,这直接决定了建筑类型,而一旦在修缮的过程中改变了原有古建筑物的结构形式,那么就会降低古建筑物的科研价值。
1.3 保留原有建筑工艺
为了更好地保存文物古建筑的完整性,除了在建筑材料、结构与行制等方面进行保存外,还要切实确保传统建筑工艺与技术的质量。通常而言,确保原建筑的材料、技术和工艺等是文物古建筑修缮的重要原则,其是确保文物古建筑修缮质量的重要原则。如果传统修缮技术无法解决当前的修缮问题时,可以借助当前的保护和修缮技术来加固文物古建筑,所以新建筑材料和工艺均需要经历前期试验,以确保保护修缮措施的正确性。另外,借助现代科技数的应用可以解决传统技术所无法解决的古建筑保护修缮中存在的各种问题,其实际上就是对传统技术手段的一种创新,具有传统技术所不具备的巨大优势。但是这并不意味着其可以代替传统技术,而应该各有侧重、各展所长,充分利用二者的优势来提升文物建筑保护的质量。
2、文物古建筑修缮原则
2.1 坚持原样性
“修旧如旧,延年益寿”是当前所有文物建筑物必须要坚持的一个重要修缮原则,同时也是古建筑保护修复的根本宗旨以及一切保护修缮工作的根本出发点。大凡是文物古建筑均饱含着丰富的历史文化,所以只需要通过观察即可了解这些建筑精髓,所以古建筑物的修缮工作就必须要确保其原有的历史文物和信息,使其达到“延年益寿”的目的,而不应达到“返老还童”的效果,从而不可大片重建或者拆迁。文物建筑作为重要的不可再生建筑资源,是历代劳动人民智慧的结晶,其代表着当前社会生产和风俗习惯的发展状况,一旦出现破坏就会产生无法挽回。因此,文物古建筑的修缮工作要本着坚持原样性的原则,切实按照建筑原有的构造特点以及损害情况来进行全面修缮。另外,古建筑是我国灿烂建筑文化的真实反映,所以我们必须要尽力去维护和保证它的真实性,确保其原状。
2.2 保持文化性、思想性
文物古建筑非常重视格局的布设,尤其是体现着风水学思想。风水学作为一种重要的思想,是对建筑经验和地理环境认识的总结和概括,同时也包含着易学的哲学理念和观念,其在我国建筑中处处存在,故其可以在古建筑构造中来加以运用。但是,当前的修缮技术却逐渐淡化了风水思想,甚至被成为迷信而遭到摒弃。在了解风水学的基础上,必须要确保其文化性和思想性,切不可全盘否定修缮过程中运用那些前人的建筑思想和理念,否则无法达到原样修缮的效果。因此,在古建筑修缮的过程中,相关人员必须要更好运用前人的风水等思想和观念,尊重古人修缮的原则,以实现原样修复的效果。
2.3 尊重民族性、地域性
无论是古建筑、还是现代建筑,他们均有很强的地域性和民族性,所以文物古建筑的修缮必须要注重尊重当地的民族区域特色和手法。我国是一个多民族的国家,而汉族本身就有不同的建筑风格和特色,所以我国建筑的地域性特别强。因此,在文物古建筑修缮的过程中,相关人员必须要充分了解和学习当地建筑的地方和地域特色,以提高文物古建筑修缮的质量。
总之,文物古建筑作为我国一种重要的文化遗产,是我国建筑艺术和文化的直接承载体。但是随着时间的推移,古建筑饱经岁月的侵袭而逐渐出现破坏,部分甚至出现了毁灭性的破坏。因此,为了可以使我们的子孙后代可以切实体验我国古建筑中所蕴含的丰富文化,就必须做好其保护修缮工作,以确保文物古建筑永放璀璨文化光芒。
参考文献:
[1]祁伟成.中国古代建筑的修缮原则及技术传承[J].建筑,2011,15(11):27-28.
中华上下五千年的历史,决定了中国文化的博大精深,悠久的历史让中华民族在世界历史舞台上绽放出浓墨重彩的一笔。五千年的文化长河中,文化遗产犹如水中颗颗珍珠,随着岁月打磨,历久弥新绽放光彩。它不仅属于我们,更属于全世界、全人类,是我们应当共同保护的遗产。文化遗产是不可再生的,所以文物古建的保护是我们工作当中的重中之重。在《中华人民共和国文物法》当中,明文规定:“文物保护单位应制定专项的总体保护规划,文物保护工程应当依据批准的规划进行。”但是,就现在的具体情况而言,大部分古建筑单位的消防工作都比较欠缺,没有全面的规划。
一、火灾危险因素
1.木质结构因素
古建筑大多数都是由木结构构成的,木质结构经过上百年、上千年的日晒、雨淋、风吹,就会有腐朽、疏松和干燥的情况出现,此时木结构的含水量就会大大下降,低于自然干燥的木结构,变成全干木材。与此同时,古建筑的外层是由极易燃烧的油漆涂料包裹的。由此两方面原因的结合,古建筑年头长度与易燃程度成正比。
2.火灾负荷因素
在国家法律法规条文中,明确指出,为了预防火灾发生,建筑每平方米的木材料用量不能超过0.03立方米,这就是所说的火灾负荷量最高值。但是,在古建筑当中,每平米都有一立方平米的木结构,这其中也包含了其他易燃用料,折算下来,文物古建筑的火灾负荷因素是普通建筑的三十几倍。从这一天上能看出来,古建筑的消防力量必须远超现代建筑才能抵消极高的火灾负荷因素。
3.扑救困难因素
首先,文物古建筑物的建造年代决定了它的缺陷性,建筑地点对于现代消防措施难以到达的弊端性极为明显。有的文物古建筑物建立在巍峨的高山或者是深远的峡谷中,山路崎岖坎坷,现代交通工具难以接近;有的文物古建筑物随建立在城市中,但是,建造了长长的台阶、高高的门槛,试想一下消防车怎样通过?消防通道或者是防火墙都无法设立,无论是交通要素还是水源要素,都无法满足,给消防工作带来了极大的阻力。其次,文物古建筑物的燃烧速度非常快,升温极快。发生火灾的木质结构建筑在20分钟后就会发生扩大面积燃烧,温度迅速攀升至800到1000摄氏度,所以,起火后20分钟内是救火的黄金时间。由于古建筑物常年日晒、雨淋和风吹,非常干燥出现很多裂缝,失去了木结构的牢固性就非常差了。在古建筑物当中的廊柱不是由一整根原木打磨的,而是多根木料拼接的,用地仗手法披麻、涂漆料包裹而成,当火灾发生时,木结构中的缝隙就成为火势蔓延的途径。烟雾量极大。按照相关数据,木结构在燃烧过程中,每公斤大概产生二十立方米的有毒烟雾,换算成体积,大概是木结构的三百倍。烟雾的大量生成给消防员的营救工作带来了极大阻力,烟雾的大量产生让消防员难以进入。
二、火灾预防的方法和措施
文物古建筑物的起火原因非常多,我们必须秉承消防结合、预防为主的原则处理消防工作、安全工作,有规划、有部署、有制度,做到如下方法:
首先,要做到有完善的体制,高度重视消防安全责任。国家出台了多部法律对文物古建筑物的安全管理列出了明确规则,上至国家,下至各级政府、管理单位,都要对此进行更为完善的法律法规体系。很多古建筑责任不清,安保人员素质较低,消防手段能力差。
中华上下五千年的历史,决定了中国文化的博大精深,悠久的历史让中华民族在世界历史舞台上绽放出浓墨重彩的一笔。五千年的文化长河中,文化遗产犹如水中颗颗珍珠,随着岁月打磨,历久弥新绽放光彩。它不仅属于我们,更属于全世界、全人类,是我们应当共同保护的遗产。文化遗产是不可再生的,所以文物古建的保护是我们工作当中的重中之重。在《中华人民共和国文物法》当中,明文规定:“文物保护单位应制定专项的总体保护规划,文物保护工程应当依据批准的规划进行。”但是,就现在的具体情况而言,大部分古建筑单位的消防工作都比较欠缺,没有全面的规划。
一、火灾危险因素
1.木质结构因素
古建筑大多数都是由木结构构成的,木质结构经过上百年、上千年的日晒、雨淋、风吹,就会有腐朽、疏松和干燥的情况出现,此时木结构的含水量就会大大下降,低于自然干燥的木结构,变成全干木材。与此同时,古建筑的外层是由极易燃烧的油漆涂料包裹的。由此两方面原因的结合,古建筑年头长度与易燃程度成正比。
2.火灾负荷因素
在国家法律法规条文中,明确指出,为了预防火灾发生,建筑每平方米的木材料用量不能超过0.03立方米,这就是所说的火灾负荷量最高值。但是,在古建筑当中,每平米都有一立方平米的木结构,这其中也包含了其他易燃用料,折算下来,文物古建筑的火灾负荷因素是普通建筑的三十几倍。从这一天上能看出来,古建筑的消防力量必须远超现代建筑才能抵消极高的火灾负荷因素。
3.扑救困难因素
首先,文物古建筑物的建造年代决定了它的缺陷性,建筑地点对于现代消防措施难以到达的弊端性极为明显。有的文物古建筑物建立在巍峨的高山或者是深远的峡谷中,山路崎岖坎坷,现代交通工具难以接近;有的文物古建筑物随建立在城市中,但是,建造了长长的台阶、高高的门槛,试想一下消防车怎样通过?消防通道或者是防火墙都无法设立,无论是交通要素还是水源要素,都无法满足,给消防工作带来了极大的阻力。其次,文物古建筑物的燃烧速度非常快,升温极快。发生火灾的木质结构建筑在20分钟后就会发生扩大面积燃烧,温度迅速攀升至800到1000摄氏度,所以,起火后20分钟内是救火的黄金时间。由于古建筑物常年日晒、雨淋和风吹,非常干燥出现很多裂缝,失去了木结构的牢固性就非常差了。在古建筑物当中的廊柱不是由一整根原木打磨的,而是多根木料拼接的,用地仗手法披麻、涂漆料包裹而成,当火灾发生时,木结构中的缝隙就成为火势蔓延的途径。烟雾量极大。按照相关数据,木结构在燃烧过程中,每公斤大概产生二十立方米的有毒烟雾,换算成体积,大概是木结构的三百倍。烟雾的大量生成给消防员的营救工作带来了极大阻力,烟雾的大量产生让消防员难以进入。
中图分类号:TU472文献标识码:A文章编号:
引言:古建筑是古代建筑的简称,一般是指始建时间较长远的存在于地面上的各个历史时期的建筑物或者构筑物,建筑形式有陵墓、衙署、宫殿、街道、园囿、庵堂、佛塔、楼台、坛庙、民居、寺观、亭阁、城池以及堤坝、桥梁等。古建筑是一个国家、城市历史的符号、文明的印记、进步的标识,艺术价值高、保存完好的古建筑甚至是所在地的名片、形象。保护好这些文物建筑,就是保护民族的文化遗产,因此,古建筑的加固工作,确保了古建筑安全,是保护历史文化遗产的一项紧迫而又重要的任务。
1.工程概况
某古建筑工程地质情况自上而下依次为:①素填土层。分布于全场地,层厚1.3~4.0m,呈灰褐色,由粉质粘土及少量瓦砾碎片组成,稍经压实。②淤泥层。层厚0.7~10.3m,顶面埋深1.3~4.0m,呈灰色、灰黑色,上部为薄层粉砂,含腐植质,局部含少量贝壳碎片,饱和,流塑。其主要物理力学性质指标平均值为:天然含水量64.4%,液限42.8%,液性指数2.42,孔隙比1.852,压缩系数1.721Mpa,压缩模量1.663Mpa,属高压缩性土层;凝聚力9.7kpa,内摩擦角4.7,承载力特征值51kpa。标贯试验6次,N=2~3击,平均值N=2.0击,经杆长修正后平均值N=1.8击。承载力特征值45kpa。③残积粉质粘土层。揭示厚度3.0~9.1m,顶面埋深2.5~8.2m,呈浅褐、褐黄、浅灰色,粘性强,饱和,可塑,局部含粉砂较多,为残积粉土。承载力特征值180kpa。④强风化岩层。揭示厚度1.4~4.7m,顶面埋深1.5~11.6m,承载力特征值600kpa。
2.注浆加固机理
注浆技术是一项实用性强、应用范围广泛的地基加固工程技术。其加固机理是采用液压、气压或电化学方法,将某些可凝固的浆液注入岩土体的孔隙、裂隙、节理等软弱结构面中,或挤压土体,使岩土体形成强度高、抗渗性能好、稳定性高的新结构体,从而改善岩土体的物理力学性质。
按注浆工程的地质条件、浆液扩散能力及渗透能力,以及浆液在地层中的流动形态和分布状况,注浆方法分为充填注浆法、渗透注浆法、压密注浆法、劈裂注浆法、高压喷射注浆法、电动化学注浆法等几类。其中的渗透注浆法是将配制好的浆液,通过专用的注浆设备和注浆管路,注入到岩土的孔隙、裂隙和空洞中去,浆液经扩散、凝固、硬化,降低岩土的渗透性,改变其力学性能,提高其强度和稳定性,从而实现加固岩土和堵水之目的。
注浆加固法的步骤
首先选择注浆材料,水灰比为1︰1的纯水泥浆,水泥为P.O,32.5普通硅酸盐水泥,注浆压力定为0.4~1.0MPa。首先,需要进行现场注浆试验,以确定单孔注浆量,之后根据所采用的注浆工艺进行施工。注浆的工序要先对边缘帷幕孔进行施工,接着要对加固孔进行施工,当注浆量达到设计要求时,终止注浆。为了使注浆工程质量得到确保,边缘帷幕孔孔距一般为注浆孔孔距的1/2。当注浆量小于0.4L/min,或地面出现大量冒浆,稳定30min时即可完成注浆。每组注浆时应间隔2~3孔隔孔跳打跳注。
4.注浆方案选择
本工程基础直接置于素填土之上,其下为压缩性很高的淤泥。由于淤泥层的承载力低,受压易变形,加上古建筑年代久远,邻近新建了不少建筑物,导致地基产生较大的不均匀沉降。为了提高地基的强度和变形模量,以满足上部荷载对地基承载力的要求并保持长期的稳定性,需要对地基进行加固。基于素填土的孔隙大,可注性好,注浆后其力学性能、抗变形能力和均一性都会有所提高。在淤泥土层中进行钻孔并注浆,可增加土体密实度而使承载力提高。因此确定对地基素填土层和淤泥层采取注浆加固的方案。
根据本工程的地质情况和上部建筑的现状情况,为了避免注浆过程中破坏地层的天然结构,引发文物古建筑发生新的下沉而造成永久性损害,决定选用渗透注浆法对软弱地基土进行加固。
渗透注浆法不破坏地基的天然结构,在不改变土壤结构和颗粒排列的前提下,在注浆压力作用下,浆液渗入土壤中的孔隙和裂隙。注浆量及浆液扩散距离随着注浆压力的加大而增加。为了在注浆过程中不受扰动和破坏地层结构,注浆的压力相对较小。
5.注浆设计
①注浆标准。注浆后,素填土层承载力标准值要求达到120kPa,淤泥层承载力标准值要求达到60kPa~80kPa。②注浆材料。采用425R普通硅酸盐水泥加水成为浆液,水灰比为0.75:1;加入水泥重量4.5%的水玻璃作为速凝剂,水玻璃浓度40Be;再加入水泥重量1%的木质磺酸钙作为减水剂。根据工程需要还可加入其它添加剂,如加气剂、膨胀剂等。③注浆范围。注浆孔采取梅花形分布,间距1.5m,灌浆孔的平面布置图见图1。注浆深度根据地质勘探资料,暂定孔深2.5m~8.2m,平均约5.1m,以注浆孔孔底到残积粉质粘土层为准。④浆液影响半径。由于素填土均一性差,其孔隙率、渗透系数变化大,仅用理论公式计算浆液扩散半径显然是不合理的,还需参照经验数据,本工程拟定的影响半径值为1.5m,估算平均每孔注浆约1.28m3,加固半径为0.75m。在正式施工前进行的注浆试验完成后再作确定。⑤注浆压力。本工程注浆压力设计值为0.2MPa~0.4MPa,在灌浆过程中根据具体情况另作适当的调整。⑥注浆结束标准。在规定的注浆压力下,孔段吸浆量小于0.6L/min,延续30min即可结束灌浆。
6.注浆加固施工
本工程注浆加固施工工序为:定孔位钻孔插管注浆提管注浆拔管封孔。具体操作和注意事项如下:①打孔及插管。采用100型水文钻机成孔,成孔钻头Φ110mm,当成孔达到预定设计深度后,插入注浆管(Φ8花管),孔隙率15%左右花管。②制备浆液。浆液严格按注浆材料设计配合比要求制备,依次定量加入添加剂,充分搅拌均匀后,水泥浆液经过滤网过滤两次后方可使用。③注浆。保证注浆压力稳定及注浆泵正常运转,不得中途停注。如因故障等原因停泵,需重新插管补浆,原则上应定量注浆。④提管。在注浆过程中,均匀提升注浆管,逐段提升注浆管直至地表。⑤二次注浆。当吃浆量过大时,应采取二次注浆。即待第一次注浆初凝后,在此孔中重新插管注浆。⑥冒浆处理。注浆时发现管壁间冒浆或邻孔窜浆时,要停注片刻,待浆液凝固后再注。⑦停止注浆标准。当浆液从孔口或其他地方冒出、或注浆压力超过设计值、或注浆量超过设计值时,都应及时停止注浆。⑧注浆顺序。每段注浆应按照对称均匀的施工顺序,严禁分块集中连续注浆。室外注浆与室内注浆应错开进行。
7.注浆效果评价
本工程在地基加固施工一个月后,在建筑物的东、西两侧分别进行了两个孔的地质工程钻探、标准贯入试验和取土试验,检查发现各土层水泥浆渗入较明显,各土层物理力学性质均有明显改善。试验结果表明,加固处理以后的地基土承载力标准值,满足设计要求。为进一步检验加固效果,地基土处理施工完毕后继续进行沉降观测。第1次沉降观测(30d),平均沉降量为2mm,第2次观测(90d),平均沉降量为0,达到了预期的加固效果,上部墙体裂缝经处理后也未再发展。从加固后至今使用6年的情况来看,不均匀沉降继续发生的现象已经得到消除,建筑物使用正常。
8.结语
文物古建筑加固技术,是专业性较强的工程。施工前我们除了必须深入全面地了解古建筑的现状及其他一些技术情况、各种参数,充分做好加固前期的技术工作。只要严格遵守文物保护工程的基本原则,选用恰当的方法和手段,对特殊部位和关键工序予以足够的重视,精心组织施工,做好质量目标的控制,一定能做好古建筑加固工作。
具有危害性大、破坏力强的一种频发自然灾害―雷击,随着我国建筑物建设的迅猛发展以及各种电气设备、电子器件、网络系统的日益增多,其发生频率亦在不断增加,一旦发生雷击灾害,其带来的破坏与损失是巨大的,甚至会造成人员的伤亡,因此,建筑物的避雷接地设计就显得尤为重要,无论是构筑物、民用建筑、高层建筑物,还是大型公共建筑物,都应做好其内外部的避雷接地,进而有效地提高建筑物防雷的可靠性,从而减少不必要的财产损失和人身威胁。
1 雷电的破坏作用
雷电,大家对此都不陌生,但要给出具体的概念,很多人却无法做出精确的论述。具有短时间、高强度的雷电,其实是一种高空云流层中的自然放电现象。
雷电一旦击中建筑物,所产生的破坏作用是巨大的,尤其是一些含有大量电子设备和网络系统的智能化建筑,若发生雷击现象,损失将很严重。雷电的破坏作用主要可分为两种:一为直接击在建筑物上产生热效作用和电动力作用;二为雷电流产生的静电感应、电磁感应以及雷电波侵入作用。通过对比、分析、研究我国近年来所发生的大量雷击案例,我们可以看出,最为频发的雷击现象还是高压雷电流对建筑物内部电气设备和电力系统的瞬间损坏所引起的输电故障和电火灾等,因此,建筑物在竣工验收时,进行避雷接地是一项重要的、必须的项目环节。
2 避雷接地的概述
避雷接地是为了使建筑物在发生雷电时避免被雷电打击造成损失。然而,在现实生活中,人们往往将避雷和接地混为一谈,其实二者是不尽相同的,避雷一定要接地,但接地却并不一定是为了避雷。简单地说,避雷就是通过在建筑物中预先设置一些如避雷针、避雷带等突出屋面的金属物,将雷电引入大地的一个过程,这样可以有效地保护建筑物内外部不会受到雷电击打。而接地则是为了防止一些用电器的金属外壳由于带电而伤害到人,它们最终是需要用导体连接到接地装置以排除安全隐患。
可见,避雷和接地是两个完全不同的概念,其侧重点各不相同,因此,我们在对建筑物进行设计时,要充分认识到这一点,通过因地制宜地采取经济合理、安全可靠、技术先进的避雷措施,以防止或减少雷击建筑物所发生的财产损失和人身伤亡。
3 建筑物防雷级别的确定
建筑物需根据其重要性、使用性质、结构形式、建筑高度、发生雷击事故的可能性及后果,按避雷的要求分为一、二、三类防雷建筑,为此,我国相关的《建筑物防雷规范》中对其有明确的规定。
3.1 一类防雷建筑物
凡制造、使用或贮存火药、炸药、火工品、起爆药等大量爆炸物质且电火花易引起爆炸或易造成巨大破坏和人身伤亡的建筑物,以及具有爆炸危险环境的建筑物,等;
3.2 二类防雷建筑物
国家级重点文物保护的建筑物;会堂、影剧院、展览馆、体育馆等大型公共建筑物;15米以上烟囱、水塔等建(构)筑物,中型以上的厂房、高层建筑;计算机网络系统、卫星接收系统、远程控制系统;重要的航海、航空地面导航设施;电力、通讯、广播电视设施;制造、使用或贮存爆炸物质的建筑物且电火花不易引起爆炸或不致造成巨大破坏和人身伤亡的建筑物;油库、加油站、煤气站、液化气站、露天化工设施及重要物资仓库等易燃易爆设施;预计雷击次数大于0.06次/a的部、省级办公建筑物及其它重要或人员密集公共建筑物和大于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。
3.3 三类防雷建筑物
省级重点文物保护的建筑物及省级档案馆;预计雷击次数大于或等于0.06次/a的一般性工业建筑物;预计雷击次数大于或等于0.012次/a,且小于或等于0.06次/a的部、省级办公建筑物及其它重要或人员密集的公共建筑物;预计雷击次数大于或等于0.06次/a,且小于或等于0.3次/a的住宅、办公楼等一般性民用建筑物。
此级别分类的确定需注意的一点就是预计雷击次数,其计算主要是根据建筑物的地理位置、地质环境及其周边情况、当地的气候变化,以及建筑物的长宽高等。
4 建筑物避雷接地的设计与施工
4.1 设计
4.1.1 外部防雷
对建筑物的外部进行防雷设计,主要是通过建筑物本身的基础接地体、引下线、避雷带、避雷网、避雷针、避雷器、等电位、均压环等的保护作用,来最大限度地减弱雷击时对建筑物的电磁效应,进而避免了直击雷或侧击雷对建筑物的伤害。
4.1.2 内部防雷
内部防雷设计主要是在认真调查、详细了解建筑物的供电形式、地极的设置、管线的敷设等情况的基础上,通过对建筑物内部的设备进行接地、屏蔽、等电位处理、安装分流限压装置等技术措施来防止或削减雷电感应及雷电波的入侵。
4.2 施工
对建筑物的避雷接地进行施工时,施工单位应当取得防雷工程施工资质,施工过程中一定要采用《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》标准,并根据审核同意的防雷工程专业设计方案、规范的设计图纸进行施工,同时接受当地气象主管机构授权的单位监督管理。另外,若出现施工变更和修改防雷工程专业设计方案,则应当按照原审批程序重新报批,获得批准后方可进行。
一般的施工流程为:施工准备接地装置安装引下线安装避雷带支架制作安装避雷网安装接地电阻测试。具体地讲,施工前,要对施工班组进行施工图纸的技术交底工作,施工材料要齐全且符合设计要求,施工机具及其配套设备要充足;施工中,针对建筑物的避雷接地施工主要包括接地装置、防雷引下线及避雷带的安装等工程,因此,要保证避雷带的连接处必须达到设计的长度,接地桩的长度、埋下的深度、连接的方式都必须按规范施工;施工后,应用有效的测量仪器进行数据测量。
4.3 检测
检测工作是确保建筑物避雷接地具有可靠性的重要保证。
首先,外部检测。检查避雷装置的数量、规格、材质、数据、安装和连接方式是否符合规范要求;检测进出建筑物的金属管道是否就近与防雷接地装置良好连接;检测高层建筑设置的金属门窗框、幕墙防侧击雷的做法和节点,是否按设计要求施工接地;测试接地装置冲击接地电阻值;等等。
其次,内部检测。检查建筑物内部防雷装置的安装,与建筑物柱、框架和外墙的安全距离是否符合规范、设计要求;检测建筑物的等电位连接是否符合设计规范要求;还应按相应的设计规范中有关防感应雷、直击雷、侧击雷和防静电、防雷击电磁脉冲等要求检查和测试。
另外,在建筑物投入使用后,要定期对防雷装置进行检测,时间可为每年一次,而对于爆炸危险环境的防雷装置则需每半年检测一次。
5 结束语
总之,在对建筑物进行避雷接地设计和施工过程中,要通过良好的设计方案和优质的施工工艺将内、外部避雷接地装置有机地结合起来,并综合接闪、均压、分流、布线、屏蔽等要素,以期真正提高建筑物避雷的安全性、可靠性。
参考文献: