摘 要:老旧建筑见证着城市的发展进程,承载着特定历史时期的人文风貌,是城市珍贵的历史遗存。在此语境之下,如何选择合理的老旧建筑修缮方案显得尤为重要。本文从同济大学沪北校区妍学楼改造的实际工程案例出发,总结了建筑修缮过程中常见的技术问题,提出了具体的修缮方案,通过比选确定了修缮技术措施,为老旧建筑的修缮工作提供了实际工程参考案例。
Keywords: Tongji University Hubei Campus Yanxue Building, RemedialTechnology,
Fire Prevention Design, Floor Moistureproof Design
Abstract: As the witness of the metropolitan's development and the result of thespecificperiodof time, old buildings are precious historic preservations in the city. How to protect and what kind of remedialtechnologies we choose can be the most important thing in old buildings conversation. Based on the case of Tongji University Hubei Campus Yanxue Building restoration project, common technical problems in the process of old building repair are summarized, common restoration schemes are proposed. Comparing with all the methods, the final remedialtechnologies are determined. This article records the whole process of Tongji University Hubei Campus Yanxue Building restoration project, and providessomereference in old building restoration.
一、项目背景
妍学楼位于同济大学沪北校区内东北角,现为地上4 层(局部3 层)砌体结构教学楼,总建筑面积约3248平方米。
该建筑兴建于1954年,原始设计资料保存较为完整,原建筑为三层砖木结构,单檐歇山木屋架屋顶。1960年加层改造设计资料均已散佚。检测单位通过现场实测与原始设计资料对比,总结妍学楼的1960年改造情况如下:将三层原木结构坡屋面拆除后改为现浇混凝土板,并在原三层(2~16*A~F)轴区域上加建一层,加层屋面亦采用现浇混凝土梁板;后期使用过程中对房屋局部门窗位置进行了调整。
该建筑前身为上海铁路医学院教学楼,整体形态保持完好,具有鲜明的时代特点,可识别性强。由于学校教学环境升级改造的需要,现对妍学楼进行整体修缮设计。
1954年设计图纸
图片资料来源:作者自行拍摄
二、建筑现状
妍学楼现为医学院教学楼,一层至三层东端和西端为大教室或会议室,中部为东西向贯通的中间走廊,走廊南北两侧主要布置教室、办公室及实验室。四层东侧和西侧相对三层分别向西和向东缩进11.50m,中部为东西贯通的走廊,走廊北侧布置教室及楼梯间,走廊南侧布置教室及办公室。四层屋面为不上人屋面。一层至三层10~12*D~F轴布置卫生间,2~3*D~F轴和15~16*D~F轴布置楼梯间,房屋南侧中部布置连通一至二层的室外楼梯,二至三层8~10*A~C轴布置室内楼梯。所有楼梯均为敞开楼梯间。
建筑室内地坪相对标高为±0.00m,地面沉降严重,室内地坪与室外地面齐平,一至二层层高均为3.95m,三层层高为3.70m,四层层高为3.85m,室外地面至主屋面高度为15.45m。
各层走廊及卫生间地面主要为水磨石地面或磁砖地面,各层主要功能房间为木地板或架空地板,一层走廊两侧墙体下部贴白色面砖,各层房间内墙及顶板采用白色涂料饰面,外墙为红色涂料饰面。
妍学楼现状照片
图片资料来源:作者自行拍摄
三、结构现状
主体结构为地上4层(局部3层)砌体结构,纵横墙承重。一至二层外墙采用370mm厚、内墙采用370mm或240mm厚烧结砖砌筑而成,三至四层外墙采用250mm厚、内墙采用240mm烧结砖砌筑而成。一层中部房间下均设置东西向地垄墙,地垄墙上沿南北向搁置预制混凝土板。二层和三层教室及办公室楼面采用木楼板,木楼板由直径120mm、间距400mm的圆木格栅支承,木格栅两端支承在砖墙或梁上,走廊及卫生间楼板采用预制混凝土板。四层和屋面均采用现浇混凝土板。
基础形式采用条形混凝土片石基础,基础主要埋深1.05m,240mm厚墙下基础底板宽度主要为600mm或800mm,370mm厚墙下基础底板宽度主要为1100mm或1200mm,基础底板底面下做50 mm厚碎石夯实而成的垫层。
四层现状平面
图片资料来源:作者自绘
四、建筑修缮策略
一般情况下,需要根据历史建筑的保护等级、整体风貌、现存状况和修缮目的的不同,来确定修缮干预层级,乃至提出具体的修缮措施。妍学楼虽不属于优秀历史建筑范畴,但鉴于其承载着上海铁路医学院的前身的历史身份,并且建筑本身时代特征突出,具有恢复历史原貌的潜力。因此在修缮过程中,遵循综合性修缮的原则,除对建筑采取结构加固手段以提高其抗震能力外,还采取了保护性拆除、按原状恢复外立面等设计修缮内容。力求呈现建筑的原始样貌,体现了真实性、完整性、可识别性、可再处理性的设计原则。
改造后建筑效果图
图片资料来源:作者自绘
五、建筑修缮内容
根据检测结果,房屋各层教室、走廊及楼梯间区域基本完好,但各层局部存在墙体粉刷层受潮、起霉、起皮脱落。部分墙体多处出现裂缝,属于结构性损坏,建议对外墙开裂部位进行加固处理;内外饰面粉刷层受潮、起皮脱落,为非结构性损坏,建议结合装修进行修缮处理。
考虑到业主更新升级的使用需求以及现行防火规范的设计要求,对内部房间布置进行微调,以室内翻修为主,对老旧设备进行拆除更换,消防设施按照现行防火规范的要求进行重新设计。具体的修缮内容如下:
(1)外立面修缮设计。1954年原设计图纸中,建筑立面比例宜人,装饰构件节点设计精巧,建筑门窗样式具有鲜明的建筑特色,本着“修旧如故,以存其真”的设计理念,本次外立面设计按1954年设计图纸原样复原,展现妍学楼的历史原貌,体现同济大学沪北校区的场所精神。
(2)内装修翻新设计。主要功能房间用作为医学教学使用,墙体采用清洁板,地面根据设备厂家的需求采用环氧树脂楼地面或架空地板楼地面。原建筑各层走廊为水磨石地面,极具年代感,因此予以保留。
(3)建筑结构加固设计。为满足建筑的整体安全性及抗震设防要求,对该建筑采取以下加固措施:一至三层墙体采用压力灌浆提高墙体砂浆等级;墙体采用增设构造柱、钢丝网水泥砂浆面层或钢筋混凝土板墙进行加固;木楼板拆除,换成钢梁+压型钢板混凝土组合楼板;混凝土梁板采用增加截面法或碳纤维加固法进行加固。
(4)建筑防火设计。为保证正常使用过程中的消防安全,对全楼的消防系统进行更新设计,增加防排烟设施,重新设计自动灭火系统、火灾自动报警系统等。对原结构进行防火性能评估,对钢结构防火进行专项设计。另将2~3*D~F轴和15~16*D~F轴的开敞楼梯间改为封闭楼梯间。
(5)建筑防水、防潮设计。建筑底层墙体防潮层原为油毛毡,年久失修,均已被破坏,造成一层地面木地板起翘腐烂,墙面粉刷起皮脱落。为解决地面防潮问题,采用分段掏墙现浇混凝土替换原有墙基。有水房间、屋顶的防水设计根据现行规范要求进行更换防水材料。
六、外立面修缮设计要点
妍学楼外饰面原为水泥砂浆抹灰外刷涂料,楼身、窗台、雨棚有水泥砂浆线脚。为加强外墙的防水性能,抹灰均做憎水处理,可降低砖石材料的吸水性,从而提高其抗风化能力,适用于建筑外墙防雨水侵蚀。修补材料内部、新老材料界面间的附着力大于等于原材料内部的附着力。并与原墙体有相近的透气性。低碱且不泛碱,较好的抗冻与盐胀能力。不与原材料发生有害反应且最终分解产物无负作用。[2]
对于水泥砂浆抹灰墙面修复方法为:采用人工或化学溶剂法剥除掉墙面破损的粉刷,按照原始的营造技术进行相应的工序修补。[3]
对于水泥砂浆装饰构件的修复,可根据国内现有技术条件采用低压水洗,清除表面灰土,不损伤基层;采用现浇混凝土对墙体、檐口、窗台线条做基层处理,表面做水泥砂浆按原图纸复原。[4]
改造后建筑立面图
图片资料来源:作者自绘
七、结构构件防火设计要点
原建筑为砌体结构,局部有圆木格栅支承木楼板。结构加固采用钢丝网水泥砂浆面层做法有利于满足承重墙体耐火极限限值要求。但木楼板则需进行防火加强做法(木楼板上设细石混凝土或轻质混凝土,下包双层耐火石膏板,内填岩棉),使其达到耐火极限限值要求。虽然该做法已基本满足建筑防火要求,但是考虑到结构的耐久性、防火安全性、物理隔声性、后期维护改造的灵活性,结合目前的结构加固方案,采取以钢结构整体替换原木结构(钢梁替换原木格栅,压型钢板混凝土组合楼板替换原木楼板),针对钢结构做防火专项设计如下:钢梁外刷7厚薄型防火涂料,压型钢板下界面刷7厚薄型防火涂料,确保钢梁、压型钢板混凝土组合楼板耐火极限达到1.5小时,以满足建筑防火性能的要求。
八、墙体防潮设计要点
建筑原墙体防潮层采用油毛毡,业已失效,导致底层地面铺设的木地板起翘腐败,墙面粉刷起皮脱落,因此需对底层墙体进行防潮修复设计。目前常见的墙体防潮修复做法有:掏墙浇筑混凝土法、化学药剂注射法、压密注浆法等。考虑到防潮做法的耐久性,采用掏墙浇筑混凝土法。以人工或机械方法打开基础,置换成细石混凝土防潮导坎或打入钢板、卷材等,隔断毛细水。[5]
九、结语
在城市基础建设更新交迭的当下,越来越多的老旧建筑面临着修缮翻新的问题。老旧城区是城市发展的策源地,市民生活最集中、商业活动最频繁的地方。老旧建筑见证着城市发展进程,承载着特定历史时期的文化内涵,是城市的珍贵历史遗存。在此语境之下,如何结合老旧建筑自身的具体情况选择合理的修缮方案显得尤为重要。
参考文献:
[1]周志.近代历史建筑外立面保护修缮技术及操作体系研究.[D] 导师:杨昌鸣,天津:天津大学,2012
[2]周虹.重现风貌,重塑功能——外滩源3 3#项目规划及历史建筑保护修缮设计[J].工业建筑,2013(8):50-51
[3]吴杰.武汉大学近代历史建筑营造及修复技术研究[D]. 导师:赵彬,武汉:武汉理工大学,2012
[4]周剑飞,何政.历史建筑砂浆抹面保护修复建议[J]装饰与装潢,2019(13):175-176
[5]覃涛,王琨.民用建筑防潮层施工及修复技术研究综述[J].现代装饰(理论),2016(4):259-260
论文作者:涂梦如
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第23期
论文发表时间:2020/4/13
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