防水是古建筑保护、利用和建设的首要任务。虽然古人没有高超的化学理论,但凭借多年的经验,他们也总结了丰富实用的防水技术,从地面、屋顶、墙壁三个方面解释了古建筑的防水技术及其现代应用。
地面防水
地面防水,一是防止地下水侵蚀柱基础和基础,一是防止地面水停滞不动地腐蚀基础。对于地下水,古建筑主要是预防和堵塞,对于地面水,古建筑主要是排水和疏浚。
台基
1.砾石和夯土交替处理,桩法加固基础。类似于现代条形基础。
2.房屋施工步骤:开槽:→定磉→柱顶石(柱基,凸出地面的露明部分为鼓镜)→柱(毛细防水,防潮)→立柱→扇架→上梁。
柱子组成:
1)柱基:柱顶石,凸出地面的露明部分为鼓镜
(二)
三、柱子:在柱子上;
4)地面:贴在地面上,起拉接作用。
古建筑的地面全部铺有砖石,但宁波路、海水和散水之间会有一定的坡度,一般为3mm。在紫禁城太和殿等庞大建筑群中,每层台基的地面坡度为3%~5%,使上层台基的水直接排入下层台基。每层台基的边界都有栏板。栏板底部有直径0.1米的近似半圆形排水口,而望柱底部则伸出类似水龙头的石质构件,在雨天可达到千龙吐水的效果。
此外,在许多高层建筑和山门等地方,为了方便排水和车马运输,台基经常做成摩擦板锯齿状,称为压载。锯齿高于坡面约1cm,锯齿间距约12cm(即条砖厚度)。排水方法是雨水沿锯齿形坡道直接铺在地面上,在大雨期间也能形成壮观的效果。
一般来说,无论传统建筑下多少雨,地面都不会积水,神秘,隐藏在铺在地上的青砖中。铺在地上的青砖看起来并不特别。事实上,除了行走的宁波路外,大多数地方铺设的方形砖都是大大小小的倒梯形,在古代建筑中被称为切割。
在古建筑的修复中,除了白砖,砖的肋骨都要磨碎。一般而言,城砖包灰不大于5-7mm,停泥砖不大于3-5mm,转头肋宽度不小于0.5cm。地砖的包灰比墙体稍小,一般在1-2mm左右,城砖在2-3mm左右。方砖两面中,一面光滑,叫水面,另一面粗糙,叫旱面。
铺设金砖地面的底灰与普通方砖地面不同。普通方砖地面的砖下用泥,金砖地面用纯白灰或干砂,厚度与金砖地面相同,硬度适中。如果用干砂作为金砖底部的垫层,先将砂铺在砖下,用尺板刮平。如果用纯白灰作为底灰,必须用瓦刀将底灰打成几个小坑,有利于砖与底灰的粘接,然后将砖平放在灰层上压平。
在古建筑的修缮中,在样旅和揭旅之后,为了防水,还需要浇浆。灌浆是在砂(或底灰)上浇注月白砂浆。金砖地板的具体浇筑方法是:在砂层的四个角落,用铁勺挖出一勺砂,变成四个坑,然后用月白麻刀灰(绿砂浆和白砂浆按3)∶7.加入碎麻)填满四个坑,俗称打拉子。浇浆后,即可进行下一步的上缝工作。砂浆材料中的白灰为生石灰,加水后附着力好,但水蒸发时会收缩产生裂缝,而麻刀(碎麻)可以避免或减少砂浆开裂。
上缝是将铺好的砖与铺好的砖侧面挤压的过程。首先,用木剑将油灰挂在砖的内砖边上。油灰比白灰大∶面粉∶烟子∶桐油=1∶2∶(0.5~1)∶(2~3)混合物。烟又称锅底灰,是稻草麦秸燃烧后附着在锅底的黑粉,主要起调色作用。为了方便砖之间的侧面粘结,需要提前在砖的两肋处浇水,条件允许时可以用明矾水刷。所谓明矾水,即明矾(硫酸亚铁)与水的混合物。挂油灰的砖重新铺在垫层上,用墩锤的木柄连续撬动砖,使其与其他砖接缝对齐。
墙体防水
雨水渗入墙体地面会导致地面下沉,增加墙芯土的侧压,导致墙体开裂,不利影响城墙的稳定性。因此,古建筑的城墙由内墙、外墙和墙芯土组成,土上为地砖表层。中国古代城墙排水主要通过墙排水槽实现,主要通过石(豆渣石)水槽,在紫禁城,内墙每10米安装一个石水槽,水槽宽约0.45米,突出墙约0.6米,为避免雨水沿水槽底部边界回流到墙侧,石槽安装铁,铁从石槽端伸出约0.15米,有利于雨水向前排放。同时,对于城墙地面,外墙侧的高度比内墙侧高0.03米左右,有利于雨水排入水槽。
同时,古建筑的墙体截面结构方法为:两侧为全砖砌筑,中间为碎砖和碎石填充,古建筑工程称为填充实践。该截面结构非常符合墙体的建筑功能。墙体中部采用砖石废料,不仅具有绿色环保、节约施工材料的优点,而且有利于阻挡热传递。
同时,与砖石墙相关的水种类繁多。除雨水外,还有毛细水、凝结水、毛细凝结水等。水沿表面流动,沿裂缝进入墙体,会造成很多危害,加速建筑风化。修复后的历史建筑立面毛细水吸水系数应小于0.5kg每平方米半小时。
除了传统的桐油,硅酸乙酯等砖石增强剂经常用于砖表面的渗透剂进行抢救和修复,既能保留原料的物理化学性质,又能增强砖石的强度。但硅酸乙酯增强剂不适用于含盐量高的砖石、非常潮湿的土壤、石灰石等碳酸岩环境。
古建筑防水,一般采用注射方式,砖缝之间选择孔,注射材料一般为硅胶涂料。根据大雁塔和一些古塔的修复经验,提前使用硅酸乙酯增强立面,在疏水处理中,疏水效果可保证10年以上。
然而,硅酸乙酯增强剂不适用于含盐量高的砖石、非常潮湿的土壤和石灰石等碳酸岩环境。在碳酸盐环境中,硅酮的亲和力也较差,因此古建筑的修复应采用低碱砖石材料。
顶面防水
屋顶与屋顶的交汇处称为合法沟。为了防止渗水,古代工匠用立瓦封住合法沟,用压条盖住合法沟的顶部。压条向前伸出一定尺寸,就像一个小屋檐。
瓷砖屋顶的底部是屋檐上的第一块瓷砖。瓷砖的前伸形成一个三角形的尖端,称为滴。其主要目的是将瓷砖山脊的雨水汇集成一条直线下落;圆形瓷砖的末端被称为猫头。其主要目的是充分按压滴末端,防止雨水渗入屋檐。
传统建筑的木望板和瓦面下会分层铺各种泥背,木基层上的做法通常是5cm左右厚度的护板灰(生石灰、水、麻丝按比例混合),10cm10左右厚麻刀泥(生石灰、黄土、麻丝按比例混合)cm月白灰(生石灰、水、少量青浆混合而成),5cm左右青灰(青浆、生石灰、水按比例混合),之后才是5cm瓷砖和瓷砖表面的总厚度可达30~40cm。
同时,《周礼》·《考生记》记载了上尊而宇卑,吐水疾而溜远的技巧,即坡顶到坡底由陡变为柔和的曲面形式,使雨水落到屋顶后能迅速向下排列,到达坡底时能冲出前方。不同时代的举折风格也不同。
唐代:举折很温和
宋:举折,从上到下落架,坡度上大下小(1/10-1/20-1/40——...)
清:举架,从下到上,飞檐三五举,檐步五举,脊柱九举(五檩除外)
中国传统建筑的屋顶多采用大坡度设计,靠近屋顶的坡度超过60°,靠近屋檐的坡度小于30°,利用惯性将流下的雨水冲出屋檐。
值得一提的是,大雨来临时,雨水从屋顶流下,像串珠一样组合成雨帘,是中国古建筑雨天的独特景观。
说到排水系统。在古代排水的概念中,基本上有两个,一个是水流向低,另一个是水,在稀疏不堵塞。水流向低处。这个概念发挥到了极致,即使地形平坦,也要创造条件,使水流自己流向低处。
从传统建筑屋顶的曲线到利用地形排水,古人在建筑设计中对自然的尊重无处不在。在哀叹古人创造技能的同时,我们不得不谦虚地学习前人对自然的尊重,系统地学习文物保护技术。