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如何运用古建技术对硬山卷棚屋面进行防渗漏施工——以故宫中正殿区配房为例

时间:2024-01-02 18:45:01 来源:网友投稿

王希京,张博宏,史孙明

(故宫博物院修缮技艺部,北京 100006)

古建筑是我国社会历史发展进程之中的重要历史文化遗产,其不仅仅具备有一定的美学价值,还可以帮助人们对当时的社会人文有更加清晰的认识。但是,古建筑在历经自然、人为等多种因素的影响之后,其外观、内在结构等都会受到重大的影响,这就对古建筑保护提出了较高的要求。

中正殿区域是故宫清代宫廷藏传佛教活动的中心,“中正殿”是佛堂名,亦是这组建筑的总称。其中,配房有4 间,均为硬山卷棚绿琉璃黄剪边建筑屋面。在中正殿区域的整体保养维修中,配房建筑因屋面残损渗漏需要全拆全瓦,如何灵活应用古建筑技术解决配房屋面的渗漏问题、增强防渗功能,是本文探讨的重点。

四间配房存在不同程度的屋面残损,整体瓦件松动、夹垄灰脱落,檐头瓦件有缺失、檐头椽望存在有水渍、开裂及糟朽的情况。维修核心目的是解决配房屋面残损、渗漏及木基层糟朽的问题,消除安全隐患,延长建筑的正常使用周期,满足功能使用需要。

屋面揭露时,分别对底盖瓦和瓦瓦泥、泥灰背和木基层进行观察。揭瓦时过垄脊处存在折腰瓦不合墁、折腰瓦和续折腰瓦件下有“泥饼子”;
底瓦稀疏、垄间的蚰蜒当的轧缝灰有缺失、粉化的现象;
垂脊罗锅筒瓦睁眼过大。泥灰背整体完好,但局部发潮,天沟铺有铅背,存在一定破损。檐部木基层糟朽严重,需要更换的木构件较多、垂脊有渗水情况。

揭露时这些现象表明过垄脊隆起高度不够,“泥饼子”起抬高作用;
底瓦稀疏会反喝水,底瓦垄间少灰的蚰蜒当可能是雨水渗漏的通道。檐部木基层糟朽严重提示雨水渗透进檐部,没有及时排出。垂脊存在罗锅筒瓦睁眼处的渗漏问题。

如何运用古建技术对屋面进行防渗漏的施工呢?在哪些步骤、有哪些施工技术可以达到增强防渗功能呢?可从以下3 方面进行解决:一是提前规划施工步骤避免出现后期找补、凑合的情况;
二是在关键步骤、关键部位进行加强处理,增强屋面防渗功能;
三是加强施工细节管控,避免出现因疏忽施工细节造成的残损、渗漏情况。

4.1 规划配房屋面从拆瓦到重瓦的整体步骤

从拆到瓦的整体需要瓦工、木工的配合,主要以瓦工为主,两个工种的配合也十分重要,举两个例子,一是泥灰背和木基层关系紧密,如果泥灰背苫完未全干就瓦瓦,就会水汽下闷进入木基层导致糟朽;
二是木瓦口的安装,制作安装木瓦口需要从瓦工那里获取分中号垄后的瓦口尺寸,安装也要缜密严谨,瓦工需要在场,如果出现尺寸不合适或安装错位而没及时发现,就会对后期瓦瓦的瓦口大小、瓦-垄关系产生影响[1]。

整体步骤分为4 大块:屋面揭瓦、泥灰背拆除与木基层糟朽部位拆剔除;
琉璃博缝拆瓦、木基层修补;
苫泥灰背、铅背;
琉璃瓦面铺瓦、调脊。规划后步骤如下:

揭盖瓦、底瓦→拆脊→瓦件、铅背存放→泥灰背拆除→木基层糟朽部位拆剔除→琉璃博缝拆除→定博缝囊度→托山半混和拔檐砖摆砌→砌博缝内金刚墙→琉璃瓦摆砌→椽望制安→木基层清理→勾抹板缝→刷防腐油→苫护板灰→苫泥背、拍泥背→晒泥背→苫青灰背→晒灰背→苫铅背→钉排瓦口、标记瓦口→哑巴垄样活冲垄→冲正身两侧哑巴垄→砌筑后檐金刚墙→瓦正身瓦垄→瓦排山勾滴→调垂脊→屋面打点。

4.2 微调屋面整体囊度——排水顺畅的保证

屋面整体坡度一般来讲,跟随大木举架的倾斜折度,当大木上的木椽望板铺完时,屋面的坡度也基本确定了。老师傅有句口诀,叫“逢尖必矬、逢圆必增”,就是说在屋面施工时,对屋面囊度微调,“尖”屋顶脊部需要适度降下来,“圆”屋顶脊部需要适度增高,有利于脊部铺瓦和排水。中正殿区配房屋面拆除博缝前拉线测量知,博缝囊度几乎为零,无囊度在瓦底瓦只能勉强三搭头,底瓦铺的稀薄。因此,增加合理范围内囊度值是解决渗漏问题的一个要点,既可让脊部雨水加快下排、檐部雨水加速甩出,又能为加密底瓦创造条件。

技术做法上,主要是在琉璃博缝拆砌时,将活页中位置升高,并增加囊度(曲率)。硬山卷棚屋面,博缝与瓦垄同长,博缝的囊度确定了,瓦面的囊度基本也是同样的。博缝拆砌在先,故先定博缝囊度。如图1 和图2 所示,囊度值是脊部A 点到檐头B 点的直线和囊度线(实际瓦垄曲线即屋面坡度)的垂直距离CC’的数值。数值越大,囊度越大,屋面坡度越大。卸下琉璃博缝构件、半混及拔檐砖后,保留琉璃博缝头,博缝头与大连檐交点即B 点。A 点是活页中肩膀上皮延长线交点,位置距望板之上20~25 cm,根据经验值(与罗锅椽间距、博缝宽度等有关)确定。前坡长2.1 m,后坡长1.4 m,坡长都较短,囊度按2%取值,前坡囊度为4 cm,后坡2 cm。囊度值的取定在坡长5 m时经验值为3%~4%,坡长短则囊度小,此外,还受多种因素限制,如瓦的长短,不合适的囊度会引起“折节”。囊度确定后,试摆活页中确定罗锅半混及罗锅拔檐砖的位置,距原来上升8 cm,即经此番调整博缝升高8 cm[2]。

图1 定博缝囊度值

图2 囊度线简图

4.3 苫铅背——防水层的增强

“隐蔽工程“苫背,是屋面防雨一个关键步骤。护板灰、泥背和灰背是常规苫背的分层做法,起到防水隔离层的作用,如果要加强防水层的作用就需要加铅背。铅背的苫铺采用了搭接、糊麻布、再做灰背的做法。配房原是有铅背的,在后坡与院墙之间的天沟位置。此次修缮将过垄脊、天沟、垂脊都铺上了铅背,以保护薄弱、易进水的位置。铅背用净满做粘黏剂粘在灰背上,老铅背有破洞的地方用小块铅背作为补丁覆盖粘好。铅背块与块之间采用搭接的方法,搭接宽度10~15 cm,保证搭接处不渗漏。不采用老方法焊接是因为焊接因热胀冷缩难免在接缝处或铅背薄弱处开裂,采用搭接的方法会避免这个问题。铅背铺好拍平实后,糊上麻布,再做上灰背,起到防滑、防溜坡的作用。

4.4 调整过垄脊——使脊部瓦件合墁

过垄脊的特点是没有高出瓦垄的正脊,瓦垄瓦成弧形的曲面,前后坡瓦垄可以直接相通。但恰恰这里也是漏雨的风险点,由于两坡瓦面长期有向下的滑力,过垄脊处很容易出现脱节拔腮,尤其是瓦瓦时没有很牢固、很合墁地瓦好过垄脊更易出现这类情况。这次施工要让过垄脊尽可能合墁。

过垄脊所用的琉璃构件只有4 种,罗锅瓦、续罗锅瓦、折腰瓦、续折腰瓦。调整了屋面坡度、升高博缝后,就奠定了好的坡度基础。试瓦过垄脊,通常是第一垄哑巴垄。瓦瓦师傅根据经验垫上合适厚度的灰,试瓦折腰瓦、续折腰瓦,调整合适的瓦的角度,使得续折腰瓦和折腰瓦合墁、贴合紧实,中间不留空隙。同时,要把排山的勾滴试摆一下,看看垫灰的高度是否让排山存在倒喝水的问题。折腰瓦因手工烧制原因,每块瓦的曲率不完全相同,不会每块都合墁,不合适的要稍勾实瓦脸,避免喝风。试瓦完,考虑折腰瓦下的灰和泥加起来厚度依然有近18 cm,决定在瓦之前先在脊部轧肩,就是在过垄脊的灰背上(包含铅背)整体垫上高6~8 cm 的麻刀灰。这样就能避免瓦瓦泥因过厚而在日后产生沉降不均。

罗锅瓦、续罗锅瓦的试瓦是在哑巴垄两底瓦好后试瓦一垄盖瓦时进行的,控制了较小的睁眼,施工顺利。

4.5 底瓦加密——严防底瓦“喝水”

瓦面的主体,盖瓦和底瓦,两者防水的作用都很重要。从功能上来讲,盖瓦起到遮盖、保护底瓦瓦垄间隙的作用,底瓦则引导水从瓦脸上顺流排出。此次维修采用“底瓦加密”技术手段,让底瓦在“承接引流”的环节,每一段瓦白坡度更陡、引导水加速下流,也让水更难穿越底瓦渗进下层灰背。老师傅俗语“三搭头”即第一块底瓦和第三块底瓦能有纵向重叠,加密后,达到“三顶头”甚至“四搭头”,即第一块底瓦和第四块底瓦能有纵向重叠相搭。“稀瓦檐头密瓦脊”,在檐头处修缮前底瓦瓦白为12~13 cm,修缮后调整为10.5 cm。

对瓦盖瓦、底瓦的要求从防渗漏来讲,还有两个需要注意的地方:一是底瓦的蚰蜒当。蚰蜒当是两垄相邻底瓦垄之间的空当,是易渗水的通道。要求对底瓦的瓦翅子,即一垄底瓦垄的两侧,要用灰抹严实;
再将蚰蜒当用轧缝灰填严实、轧出高且宽于底瓦垄的小背。二是盖瓦的睁眼。睁眼部位大则夹垄灰易脱落,要压低、压实[3]。

4.6 调垂脊——削当沟瓦、减小罗锅筒瓦睁眼

垂脊部位易渗漏的点在于罗锅筒瓦睁眼、当沟的睁眼、排山与边垄合垄处。在瓦当沟时,采用试瓦、画线、削割的方式,对当沟瓦不合适的边角进行调整,使得当沟瓦合适,睁眼小、合墁。罗锅筒瓦亦可适当削割边角,使得睁眼不要过大,否则睁眼处的灰脱落就极易进水。

通过提前规划施工步骤、加强关键部位的防渗功能、加强施工细节的管控,中正殿配房的硬山卷棚屋面全拆全瓦的修缮施工完成。对于此次修缮能否达成很好的防渗漏目的,从对渗漏原因的分析及思路的提出、实际施工解决问题来看,逻辑上已经形成闭环,但也更需要时间来验证。

古建施工工艺已经相对成熟,但每一个施工项目都有具体的问题等待具体去分析,如何为古建定制“医疗方案”,要在掌握施工工艺、技术的同时,做好工程管理的各项细致工作,从规划、监督、管控各个方面去完成、实践。

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