文物建筑外立面的保护性修缮研究_张翔.pdf

建筑施工第44卷第12期2811文物建筑外立面的保护性修缮研究张 翔1,21.同济大学 上海 200092；2.上海申康卫生基建管理有限公司 上海 200072摘要：以上海华东医院南楼为背景，对文物建筑保护性修缮技术进行了研究。通过对外立面修缮的主要难点进行分析，提出了几种针对性的修缮施工工艺，对相关施工工艺的操作要点进行了详细阐述。施工结果显示，相应的保护性修缮技术具有很好的适用性，所总结的经验可供类似项目参考。关键词：文物建筑；外立面修缮；斩假石；仿石装饰中图分类号：TU746 文献标志码：A 文章编号：1004-1001(2022)12-2811-04 DOI：10.14144/ki.jzsg.2022.12.001Research on Protective Restoration and Renovation of Heritage Building FacadesZHANG Xiang1,21.Tongji University,Shanghai 200092,China;2.Shenkang Health Infrastructure Management Co.,Ltd.,Shanghai 200072,ChinaAbstract:Taking the South Building of Huadong Hospital in Shanghai as a background,the protective restoration and renovation technology of heritage buildings is studied.By analyzing the main difficulties of facade restoration,several targeted restoration construction techniques are proposed,and the operational points of the relevant construction techniques are elaborated.The construction results show that the corresponding conservation restoration techniques are well applicable and the summarized experience can be used as a reference for similar projects.Keywords:heritage buildings;facade repair;artificial stone;imitation stone decoration世纪二三十年代是近代上海经济最为繁荣的时期，上海成为了远东最大的金融、贸易及工业中心，宏恩医院正是在这个时代背景下建成的现代集中式医院，具有很强的历史代表性。宏恩医院采用现代的钢筋混凝土结构形式，先进的设备设施，在刚建成时就被誉为“远东最好的医院”。1989年被列为上海市文物保护单位。2 外立面概况2.1 外立面风格特点南楼整个建筑式样具有欧洲文艺复兴时期风格，南立面为对称布局、横三纵五的立面形式，中心突出、主次分明。各部分尺度严谨，比例匀称。同时铁艺栏杆和钢窗等细部简洁，使建筑整体外观稳重而不失灵动。根据共同的遗产一书中的相关描述，南楼底层为连续圆拱门窗和拱券敞廊，中部（24层）为直线形敞廊和整齐排列的窗户，2层立面稍有变化，窗洞上方饰以小三角形山花，既与底层形成对比又与顶部相互呼应，承上启下，使连接不致生硬，凸出部分饰以14只石刻大花瓶；顶部凸出3个宽大的三角形山花，其间以花瓶栏杆女儿墙连接1-2。1926年建成的上海华东医院南楼，在历经近1个世纪的使用之后，其外立面遭受了不同程度的损伤和涂渍，为保持医院文物建筑的历史风貌，让文物建筑焕发新生，本次对华东医院南楼外立面进行了保护性修缮。文章结合文物建筑外立面修缮过程中遇到的工程难点，对外立面修缮的几项关键技术进行研究总结。1 工程概况华东医院南楼前身为1926年建造的宏恩医院，由著名建筑师邬达克设计，由潘荣记营造厂建设，共计地上6层，建筑面积约1.07万 m2，外立面面积约7 500 m2，四周外墙为黏土青砖，1层墙厚为450 mm，2层以上墙厚为350 mm。20基金项目：上海市科学技术委员会科研项目课题（15DZ1225310）。作者简介：张 翔（1990），女，本科，工程师。通信地址：上海市静安区中兴路1539号B座11楼（200081）。电子邮箱：收稿日期：2022-09-21华东医院修缮专题SPECIAL TOPICS ON RENOVATION OF HUADONG HOSPITAL编者按：上海华东医院南楼是匈牙利著名建筑师拉斯洛邬达克独立完成的第一个工程，不仅是上海市文物保护单位，上海市第一批优秀历史建筑，更是上海城市精神重要的承载体。历经近一个世纪的使用，该建筑的结构功能和建筑功能已日渐不能满足日常的使用需求。从文物预防性保护和延续历史建筑使用寿命的角度，借助仿真分析、三维扫描、增材制造等技术，开展了基础置换、整体顶升、结构加固、建筑修缮及设备更新等方面研究与实践。为此，本刊特组织了“华东医院修缮专题”，以期为类似历史保护建筑改造修缮提供参考借鉴。202212Building Construction28122.2 外立面修缮前现状外墙面修缮前现状为冷黄色涂料外观，墙面污染严重，局部涂料有开裂、空鼓脱落情况。檐口竖向裂缝较为普遍。线饰面、窗楣、窗台表面污染、局部开裂。南立面少数柱脚破损，粉刷开裂，宽0.20.3 mm。南立面窗台竖向裂缝，宽0.20.3 mm。南、西立面均有个别台阶开裂。多处室内外钢门窗框锈蚀，多出现在1层，少数钢窗锈蚀较严重。铁艺栏杆局部锈蚀、断裂。原屋面宝瓶栏杆及压顶，形状保存完好，表面轻微污染。南立面石刻大花瓶形状保存完好，表面污染。3 难点分析1）南楼外立面造型繁多且复杂，且根据相关文件确定，南楼外立面及与外立面相关的原有外门窗、栏杆扶手、柱式、山花、檐口等均为南楼的外部重点保护部位。同时，根据文物保护法规定，本工程“必须遵守不改变文物原状的原则”，且重点保护部位的修缮方案必须得到文物保护、历史保护等相关部门的认可后，方可实施，以确保达到“修旧如旧”的修缮效果，所以修缮标准要求极高。2）南楼原始资料缺乏，原外立面做法难以考证。经多次走访上海城市建设档案馆、上海市档案馆、邬达克纪念馆、华东医院档案室等处，查证历史资料，仍无法找到1926年外墙原始做法。同时，南楼经历了近百年的岁月沧桑，墙体条件较差，外立面损坏严重，并且南楼自1926年至今经历了至少5次外立面修缮，1998年以前进行的墙面粉刷无法找到任何相关资料。南楼外立面因历史资料的缺乏，且因经历多次修缮涂刷，其涂料层互相胶着咬色，已无法分辨原始面貌。如何既尊重保留历史，又认真权衡现状具体问题具体分析，使建筑能够保证真实和稳固，是本次修缮的难点。3）南楼主立面及线条等处采用斩假石饰面做法，斩假石是一种人造石料，是将掺入石屑的水泥砂浆涂抹在建筑外立面后，使用斩斧等工具通过精工细作，斩凿出石纹规整、美观大方的立面效果。然而随着时代与科技的进步，斩假石这类传统的手工做法已渐渐被取代，传统工匠的生存空间越来越小，导致能进行该项施工的工匠目前难觅踪迹，同时，该工艺需要耗费大量人工，使得本次修缮难上加难。4 外立面保护性修缮的实施4.1 1926年外立面考证4.1.1 根据历史资料进行考证1926年，根据纪录片邬达克建筑作品：上海宏恩医院 Hong En Hospital中资料显示，Exterior Walls：Stucoo and stone，即1926年建成时外墙采用仿石装饰的工艺。19261998年期间，南楼经历的墙面粉刷没有留下任何记录。根据华东医院南楼文物建筑改建技术研究鉴定资料之三建筑修缮技术资料显示，在1998年大修前，经过现场实地取样，并与上海市房屋检测中心联系，结合所属风格的建筑特点及20世纪20年代所能使用的材料，最后认为外墙一般粉刷墙面做法为厚30 mm水泥黄砂刮糙粉面外侧粘石，3号梅林石子2。1998年大修时，对南楼墙面进行了清洗和修补，外层饰面采用喷砂和涂饰2道工序。首先对墙面起壳及有裂缝的部位进行修补。其次是喷砂施工，因市场上已无3号梅林石子，当时选用与其相近的太湖紫褐色浑圆砂，喷砂材料配比采用水泥石子白胶氯偏水13.50.520.5。为使建筑既保持了原有风格，又体现现代风貌，在喷砂处理后的墙面再涂刷了1道米黄色斯泰安2000高弹性外墙涂料。屋面的花瓶及压顶全部拆除并按原尺寸重制、拼装。2009年又进行了一次大规模的外墙涂刷，为现在的冷黄色外观。4.1.2 根据实地情况进行考证本次经过对南楼外墙的脱漆清洗、文物勘察鉴定以及专家论证后，发现南楼外立面在最初1926年建成时确实采用人造石料饰面，但有以下2种不同做法：1）干粘石饰面。南楼原外立面的一般饰面做法为厚30 mm水泥黄砂刮糙粉面外侧粘石，即1998年大修资料中显示的一般粉刷墙面。目前外立面损坏严重，喷砂层出现大量分散的起壳和裂缝，转角部位有多处斜裂缝，且在脱漆清洗后仍有部分1998年时的喷砂难以去除。2）斩假石饰面。本次脱漆清洗后首次发现，南楼南立面作为主立面，其底层拱券、造型柱、檐口线饰、门套及山花等部分为斩假石饰面（图1）；除南立面外，其余立面的檐口线饰及门套等也是斩假石饰面。在1998年大修过程中采用喷砂及黄色涂料对其进行覆盖，目前形质保存相对完好，外涂料层局部脱落，大多面层风化疏松，无法分辨其刀纹，部分斩假石饰面造型柱出现开裂及起壳，少数存在裂缝及损坏。图1 南立面斩假石饰面示意（紫色部分为斩假石饰面）4.2 外立面的保护性修缮为了真实恢复建筑的原有风貌，达到“修旧如旧”的修缮效果，在保护修缮设计与工程实施过程中作了充足的前期准备工作，首先对各阶段文献资料及照片进行全面、认真及深入的爬梳；其次在对南楼外墙进行脱漆清洗后，张翔:文物建筑外立面的保护性修缮研究建筑施工第44卷第12期2813通过现场实地勘察、工艺研讨、制作大量的小样进行对比；同时，邀请政府主管部门和文物专家进行反复分析论证，听取专业意见，最终针对不同部位和构件采用不同的修缮方案。4.2.1 墙面的脱漆清洗采用中性或弱酸性的专用外墙涂料脱漆剂涂刷清洗表面涂料，涂料软化后，使用中压水喷射墙面去除涂料及污垢。针对中压水枪未清洗完全，易对外墙造成损伤的部位采用低压水清洗和碳硅尼龙刷清洗。严格按规定要求控制水压和与墙面的清洗角度，不得破坏原有外墙面，做好原有建筑外立面保护工作。清洗完成后必须让残留水分自然蒸发，以避免后期墙面泛碱，待墙面完全干燥后方可开始外墙修缮施工。4.2.2 斩假石墙面的修缮墙面脱漆清洗后，根据斩假石面的表现归纳为2种情况：第1种为斩假石面保存相对完好，仅表层出现不同程度的风化，原始斩假石纹理已趋于淡化，剁斧纹深度略显不足；第2种为原始斩假石基层面已遭受不同程度的破坏，现存的基层面仅为后期修补的水泥砂浆或水泥石屑砂浆面，且未作斩假石纹理修复处理。针对上述2种情况，采取不同的修缮方法，第1种情况的修缮方法为原始斩假石面翻斩，第2种情况的修缮方法为新做斩假石粉刷层。1）原始斩假石面翻斩。为防止翻斩过程中出现起砂、掉渣等现象，首先需对清理干净的墙面进行补强措施。使用砖石增强剂对原始斩假石面层进行喷涂3遍，每遍用量0.4 kg/m2，如喷涂后原始斩假石面层强度仍未满足翻斩的强度要求，可适当再增加12遍；每次喷涂后的间隔时间大于12 h，具体的间隔时间应根据喷涂时的天气温度进行调整，必须确保每次喷涂后的增强剂能充分渗透进斩假石基层内部，且斩假石基层已经干燥。喷涂完成在常温下经3 d左右或面层达到预计强度后即可进行翻斩。在施工时应先进行试斩，强度达到表面不掉渣后方可全面开展施工。为避免剁纹跑斜，斩剁前需弹顺线。自上而下斩剁，同时，将四周边缘和棱角部位仔细剁好，再剁中间大面。翻斩时的剁印参照原始剁印数据，即每5 cm十二斧。先轻剁1遍，再盖着第1遍的剁纹剁出深痕，操作时用力应均匀，移动速度应一致，不得出现漏剁。柱子、墙角边棱斩剁时，应先横剁出边缘横斩纹或留出窄小边条（边宽34 cm）不剁。剁边缘时应使用锐利的小剁斧轻剁，以防止掉边掉角，影响质量。用细斧斩剁墙面饰花时，斧纹应随剁花走势而变化，严禁出现横平竖直的剁斧纹，花饰周围的平面上应剁成垂直纹，边缘应剁成横平竖直的围边。用细斧剁一般墙面时，各格块体中间部分应剁成垂直纹，纹路相应平行，上下各行之间均匀一致。斩剁深度以表面剁入2 3 mm为宜，使剁出的假石成品美观大方3。2）新做斩假石粉刷层。基层处理。凿除以往大修时水泥砂浆修补过的基层区域，清理干净后在破损部位的底层上涂刷界面剂1度。斩假石粉刷层补缺。采用与原始斩假石基层面相符的水泥石屑砂浆进行基层面补缺，共分2层（图2）。底层材料采用水泥砂浆（水泥中砂水12.50.6），抹灰前先对结构面提前进行浇水湿润，然后按事先做的冲筋分进行水泥砂抹灰浆2遍。面层材料采用水泥石屑砂浆，其中水泥石屑中砂水的比例为11.40.60.5，厚度为10 mm左右，表面用木蟹进行收光，以产生毛糙感，修复完成后的区域用薄膜加以覆盖，并进行适当的淋水养护。在补缺区域达到强度后，作为基层和现有斩假石一同斩剁。斩假石纹理处理。斩剁的纹理和深度参照原始斩假石面翻斩方法中的原始斩假石面的数据进行。斩假石墙面按照以上2种方法修缮完毕后，视墙面整体色差情况，对局部区域进行拼色处理。最后，对修缮好的墙面视情况予以清洗干净，均匀地由上而下涂刷2遍砖石憎水剂，每遍用量为0.3 kg/m2（图3）。图2 斩假石粉刷层补缺 图3 修缮后的斩假石墙面4.2.3 干粘石墙面的修缮墙面脱漆清洗后，根据原干粘石面的表现可以归纳为3种情况：第1种为原干粘石的结合层强度、表面砂石颗粒以及整体质感都保存相对完好，但表层出现不同程度的风化，且原干粘石表面因后期修缮涂的橙红色颜料已渗透进干粘石饰面层，现已无法彻底清洗干净；第2种为原干粘石基层面已遭受不同程度的破坏，现存的基层面仅为后期修补的水泥砂浆面，且未做干粘石饰面的修复处理；第3种为原窗台、窗套等水泥砂浆抹灰的小线条有多处缺损。针对上述3种情况，采取不同的修缮方法，第1种情况的修缮方法为对原始干粘石面进行喷砂层罩面；第2种情况的修缮方法为修复外墙粉刷基层后，在新做基层面上进行喷砂层罩面处理；第3种情况的修缮方法为参照缺损线条的原始形制、尺寸进行线条造型复原，并整体喷涂饰面砂浆。1）原始干粘石面喷砂层罩面。抗碱底漆涂刷。为防止罩面的喷砂层施工前原干粘石出现掉砂、泛碱透色等现象，先要采用滚筒对清理干净的墙面进行抗碱底漆满涂12度，用量0.30.5 kg/m2，以不露原有墙面颜色为准。张翔:文物建筑外立面的保护性修缮研究202212Building Construction2814 砂浆层喷涂。矿物基彩色饰面干粉砂浆拌和后分2遍喷涂，水灰比0.2，喷涂时喷嘴距墙面0.51.5 m。第一遍喷涂的饰面砂浆用量约4 kg/m2，喷枪距离稍远，使喷砂稍稀，喷涂面厚度13 mm，保证原墙面不露底；待第1遍喷涂砂浆初凝后进行第2遍喷涂，用量不变，厚度2 mm左右，形成明显凹凸的粗糙质感，接近原始干粘石墙面粗糙度为最佳。砂砾层喷涂。第2遍喷涂砂浆初凝前需进行喷砂，用量约1 kg/m2。砂砾采用湖砂，颜色及粒径分为1 mm黑色砂砾、12 mm黄褐色砂砾、23 mm黑色砂砾等3种，小粒径、中粒径与大粒径砂砾比例约为163。为防止喷砂后的砂砾出现掉渣现象，可用木抹子对喷砂层进行轻微拍打压实，但不得压实平整，致使失去凹凸的粗糙质感（图4）。图4 干粘石墙面小样2）新做基层面后喷砂层罩面。基层处理。墙面脱漆清洗后，对外立面原有干粘石饰面层进行排查，对空鼓、起壳、剥落、突起的部位标记。其中，基层强度较好的可不做处理；若基层砂浆疏松，空鼓面积在0.10.5 m2的，注浆法修复；空鼓面积超过0.5 m2的，凿除并重粉。若修补过程中有突出干粘石饰面层的凸起，可通过砂轮机或斩斧对凸起物进行处理，确保墙面的平整性，为后续喷砂施工打好基础。抗碱底漆涂刷、砂浆层喷涂及砂砾层喷涂。同原始干粘石面喷砂层罩面做法。3）缺损线条修补。窗台、窗套等小线条有缺损的部位，当破损深度小于原线条厚度一半时，去除松动部位并清理干净，在其底层涂刷界面剂，并用水泥砂浆按原始线条的形制、尺寸补全。对破损深度大于原线条厚度一半的部位，将破损部位的小线条全部凿除，在线条被凿除部位的两端墙体上植入化学锚栓，并采用钢筋与各锚栓之间点焊锚固，然后按缺损线条的长度及外形尺寸制作模具安装后，浇筑细石混凝土补齐缺损的线条，待拆模后水泥砂浆表面粉刷。对窗台、窗套等小线条补缺完成的和本身完整部位，整体涂刷1层界面剂，采用与原始线条颜色相同的矿物基彩色饰面砂浆，喷涂1层厚12 mm的面层覆盖，再用依据原始线条形制、尺寸做成的木抹子进行抹面压实，以恢复其原有颜色及效果。修补完后做旧水泥拼色剂涂刷。最后，待墙面喷砂层及线条等达到养护期后，对墙面整体性涂刷2遍矿物基彩色饰面砂浆养护剂（组成特点：无机改性的高耐候性有机聚合物乳液），用量为0.4 kg/m2，确保墙面包括凹陷部位全部涂刷到位。4.2.4 外墙饰面及檐口修缮对外立面砂浆线饰及檐口进行检查，凡线饰及檐口起壳松动快脱落的部位进行凿除，再在凿除部位两端植筋，焊接钢筋网片并按原样式重新粉刷高强度聚合物水泥砂浆进行修补，修补完毕后，再将外墙饰面按原样修复。4.2.5 宝瓶栏杆、石刻大花瓶修缮根据其材质及污垢产生的原因和程度，采用中性清洁剂加中压水枪清洗。局部污垢严重处可先用微碱或微酸清洗剂，再用清水冲刷，最后对其裂缝进行修补。4.2.6 外钢门窗、铁艺栏杆修缮南楼外门窗基本为铸铁钢门窗，尽可能给予原位保护、修复。其中，锈蚀严重不可利用的钢窗，参照原有样式重新制作并进行替换；可继续利用的钢窗，拆卸后进行修整，刷防锈漆、面漆并原位恢复。同时，根据历史照片、资料，对于原立面窗户已被封堵的门和窗，重新开出，保护建筑的整体立面风貌。对于功能改变的窗户，在不改变立面风貌的情况下进行整体仿制替换，实现功能提升。铁艺栏杆全部清除锈蚀，锈蚀严重的进行拆除替换，在做防锈和保护处理后，一底三面恢复原貌。5 结语上海华东医院南楼作为承载了近代中国和新中国历史的一个特殊建筑，镌刻着沪上医疗近百年的蓬勃历史，承载着海派建筑的文化底蕴，其斩假石、干粘石等外立面做法更是体现了当年独有的风格特征。文物建筑的修缮应关注建筑历史信息的最大程度保留与延续，而传统技术经历了时间检验，其稳定性较强，因此坚持采用传统的材料和工艺，才能最大程度地维护文物建筑的真实与稳固。本次外立面修缮在考证和历史研究的基础上，按照建筑物原有的特征、材料质地、施工工艺进行修缮，恢复其原有风貌4-5，达到了“修旧如旧、去伪存真”的目的，确保了南楼的“原汁原味”。1 张皆正,唐玉恩.共同的遗产:上海现代建筑设计集团历史建筑保护 工程实录M.北京:中国建筑工业出版社,2009.2 张云超.优秀历史建筑综合修缮技术的研究J.建筑施工,2012,34(9):904-906.3 本书编写组.图解建筑务工人员培训实用手册 泥瓦工技术M.上 海:同济大学出版社,2008.4 张鑫鑫.浅谈优秀历史建筑修缮工艺:以上海山阴路历史保护建筑 修缮工程为例J.住宅科技,2022,42(6):56-60.5 张骕,徐蓉.浅谈对优秀历史建筑的尊重与还原:以上海某历史建筑 外立面清洗工程为例J.建筑科技,2018,2(1):22-24.张翔:文物建筑外立面的保护性修缮研究