古建筑防水技术全总结:古建筑地基、古建筑屋面、古建筑墙体的防水方法

日期:2020-04-10     来源:www.99gujian.com    作者:99古建    浏览:56     标签:古建,古建筑防水
核心提示: 古建筑防水是古建筑保护利用和营造的重中之重,古人虽然没有高超的化学理论,但凭借多年的经验,也总结出了丰富而实用的防水技
   古建筑防水是古建筑保护利用和营造的重中之重,古人虽然没有高超的化学理论,但凭借多年的经验,也总结出了丰富而实用的防水技术,本期推送就从砖地面、屋面和墙体三个方面为大家解读古建筑的防水技术及其现代应用。

  ● 古建筑砖地面防水方法●

  砖地面防水,一是防止地下水侵蚀柱础和地基,一是防止地面流水停滞不动腐蚀地基。针对地下水,古建筑以预防和封堵为主,针对地面流水,古建筑以排灌疏导为主。
古建筑台基防水方法

  一、古建筑台基防水方法

  1、碎石、夯土交替处理,打桩法加固地基。类似于现代的条形基础。

  2、房屋建造步骤:开槽→定磉→柱顶石(柱础,凸出地面的露明部分为鼓镜)→柱櫍(毛细防水,隔潮)→立柱→扇架→上梁。
 

  二、古建筑柱子防水方法
古建筑柱子防水方法

  组成:

  1)柱础:柱顶石,凸出地面的露明部分为鼓镜

  2)柱櫍(礩):纹理水平,防水作用,放于柱础之上;之前是木质,后多为石质。

  3)柱子:在柱櫍之上;

  4)地栿:贴服在地面上,起拉接作用。

  三、古建筑地面防水方法
古建筑地面防水方法

  古建筑的地面全部用砖石铺地,但甬路、海墁和散水之间会有一定的坡度,一般为3毫米。在紫禁城太和殿这样庞大的建筑群中,每层台基的地面都有3%~5%的坡度,使得上层台基的水直排向下层台基。每层台基的边界都有栏板。栏板底部正中有直径为0.1米的近似半圆形泄水口,而望柱底部则伸出类似于龙头的石质构件,在雨水天气时能达到“千龙吐水”的效果。

  另外,在很多高台建筑和山门等处,为了方面排水和车马的运输,常常将台基做成搓衣板一样的锯齿状,这样的台基叫“礓碴”。锯齿高出坡面约1厘米,各锯齿间距约为12厘米(即条砖的厚度)。礓嚓排水方法为台基上雨水顺着锯齿形坡道直接满铺向下排向地面,在大雨时期亦可形成壮观效果。

  故宫太和门礓碴排水,图源:《工业建筑》

  四、排砖防水方法

  一般传统建筑不管下多大的雨,地面都不会积水,奥秘,就藏在地上铺设的青砖之中。地面铺设的青砖,看起来并无特别之处,其实,除了供人行走的甬路以外,大部分地方铺设的方砖是上大下小的倒梯形,这种对砖的做法在古建筑上叫“砍磨”。

  在古建筑的修缮中,除了淌白砖以外,砖的肋都要砍磨。一般来说城砖的包灰不大于5-7毫米,停泥砖不大于3-5毫米,转头肋宽度不小于0.5厘米。地面用砖的包灰比墙身用包灰略小,一般在1-2毫米左右,城砖在2-3毫米左右。方砖的两个大面中,一个比较光滑,叫“水面”,另一面比较粗糙,叫“旱面”,墁地时水面应该朝上放置。

 排砖

  铺墁金砖地面的底层灰与普通方砖地面不同,普通方砖地面的砖下面用泥,金砖地面用纯白灰或干砂,其厚度与金砖厚度相同,且硬度适中。若用干砂作为金砖底部的垫层时,先把砂子铺在砖下并用尺板将其刮平。若用纯白灰作为底层灰时,须用瓦刀将底层灰打成若干小坑,以利于砖与底层灰的粘接,然后将砖平放在灰层上按压平整。

  浇浆

  挂灰

  刹趟

  在古建筑的修缮中,在“样趟”“揭趟”之后,为了防水还需要“浇浆”。浇浆即在砂子(或底层灰)上浇注月白灰浆。金砖墁地的具体浇浆做法为:在砂子层的四个角位置,各用铁勺挖出一勺砂子,使之成为四个坑,然后用月白麻刀灰(青灰浆与白灰浆按3∶7,再掺入碎麻)将四个坑填平,这种做法俗称“打揪子”。浇浆后,即可进行下一步的上缝工作。灰浆材料中的白灰即生石灰,其加水后具有较好的粘接力,但水分蒸发时会体积收缩并产生裂缝,而麻刀(碎麻)则可避免或减小灰浆的开裂。

  “上缝”即拟铺墁的砖与已铺墁的砖侧面挤紧过程。首先利用“木剑”在砖的里口砖棱位置挂油灰。油灰是体积比白灰∶面粉∶烟子∶桐油=1∶2∶(0.5~1)∶(2~3)的混合物。烟子又名锅底灰,是稻草麦秸杆燃烧后附在锅底的黑色粉末,主要起调色作用。为便于砖之间的侧面黏结,需要提前在砖的两肋位置浇水淋湿,条件允许时,可沾矾水涂刷。所谓矾水,即黑矾(硫酸亚铁)与水的混合物。挂完油灰的砖重新铺墁在垫层上,并用墩锤的木柄连续撬动砖,使之与其余砖接缝对齐。

  ●古建筑墙体防水方法 ●

  由于雨水渗入墙体地面会引起地面下沉,并增加墙芯土的侧压力,导致墙体开裂,对城墙的稳定性形成不利影响。所以,古建筑的城墙由内墙、外墙及墙芯土体组成,土体之上为地砖面层。我国古代城墙的排水主要通过墙上的排水槽来实现,主要通过石质(豆渣石)水槽进行,在紫禁城,内墙每隔10米左右安装一个石质水槽,水槽宽约0.45米,凸出墙体约0.6米,为避免雨水顺着水槽底部边界回流到墙体侧面,石槽下方安装有铁皮,铁皮从石槽端部向外伸出0.15米左右,并利于雨水向前、向远方排出。同时,对于城墙地面而言,外墙侧的高度比内墙侧高0.03米左右,以利于雨水排向水槽。
墙体防水

  同时,古建筑的墙体断面构造做法为:两侧为整砖砌筑,中间则为碎砖、碎石填充,古建工程称“填馅”做法。这种断面构造很符合墙体的建筑功能,施工中的砖石废料用于墙体中部,不仅具有绿色环保、节约施工材料的优点,而且有利于阻隔热量传递。

  同时,和砖石墙体有关的水是多样的,除雨水外,还有毛细水、凝结水、毛细凝结水等。水沿表面流动,沿着裂缝进入墙体内,会产生很多危害,加速建筑的风化。经过修缮的历史建筑外立面,其毛细水吸水系数需小于0.5kg每平方米半小时。

  砖表面的渗透剂除了传统的桐油之外,在抢救和修缮中还经常用到硅酸乙酯这样的砖石增强剂,既能保留原材料的物理和化学性质,还能增强砖石的强度。但是,硅酸乙酯类增强剂不适用于潮湿含盐量高的砖石、非常潮湿的土壤和石灰石等碳酸岩环境中。

  古建筑的防水,一般采用注射的方式,孔眼选择在砖缝之间,注射的材料一般为有机硅涂料。根据大雁塔和一些古塔的修复经验,预先用硅酸乙酯增强立面,在进行憎水处理,憎水效果可以保证10年以上。

  但是,硅酸乙酯类增强剂不适用于潮湿含盐量高的砖石、非常潮湿的土壤和石灰石等碳酸岩环境中。在碳酸盐环境中,有机硅的亲和力也较差,所以,古建筑的修缮应采用低碱的砖石材料。

  ●古建屋面防水方法

  屋脊与屋顶相交的位置称为“正当沟”,为防止该位置渗水,古代工匠采用立瓦封住正当沟,并用“压当条”盖住正当沟的顶部,“压当条”往前伸出一定尺寸,犹如一个小出檐。

  瓦顶的最下端即屋檐上的第一块瓦,板瓦前伸做成三角尖状,称为“滴子”,其主要目的是让瓦垄的雨水汇集成一条直线下落;筒瓦端部做成大圆饼状,称为“猫头”,其主要目的是充分扣压在滴子端部,防止雨水渗入屋檐内。

  传统建筑的木望板之上、瓦面之下,会分层铺墁各种泥背,木基层之上的做法通常为5cm左右厚的护板灰(生石灰、水、麻丝按比例混合而成)、10cm左右厚的麻刀泥(生石灰、黄土、麻丝按比例混合而成)、10cm左右厚的月白灰(生石灰、水、少量青浆混合而成)、5cm左右的青灰(青浆、生石灰、水按比例混合而成),之后才是5cm左右厚的铺瓦泥及瓦面,总厚度可达30~40cm。
屋顶防水

  屋顶灰背修缮

  同时,《周礼·考工记》就记载了“上尊而宇卑,则吐水疾而霤远”的技巧,即坡顶到坡底由陡峭变缓和的一种曲面形式,这使得雨水降落到屋顶后,能够迅速往下排,且到坡底位置时,又能够向前方冲出。不同时代的举折也有不同的风格。

  唐代:举折很平缓

  宋:举折 ,从上往下,落架,坡度上大下小(1/10——1/20——1/40——...)

  清:举架,从下往上,飞檐三五举,檐步五举,脊部九举(除五檩)

  中国传统建筑的屋顶,多用大坡度的设计,靠近屋脊的坡度超过60°,而靠近房檐的坡度小于30°,利用惯性使流下的雨水冲出屋檐外。

  值得一提的是,大雨来临时,雨水汇集起来,从屋顶流下,像一条条串珠,组合成一幕雨帘,这是中国古建在下雨天独有的景观。

  说排水系统。在古人排水的概念中,基本就两个,一是“水往低处流”二是,水,在疏不在堵。而水往低处流。这个概念发挥到了极致,即便地势平坦也要制造条件,使水流自己往低处流。

  从传统建筑屋顶的曲线,到利用地势排出积水,处处显示着古人在建筑设计上对自然的尊重。我们在叹服古人营造技艺的同时,不得不虚心学习前人对自然的尊重,系统学习文物保护技术。

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