優(yōu)秀歷史建筑外立面修繕關(guān)鍵施工技術(shù)應(yīng)用與研究

朱 彤（上海市建筑裝飾工程集團有限公司，上海 200072）

一個城市的老建筑已經(jīng)成為了象征城市文化的名片，越來越多人意識到城市的文化底蘊離不開城市的老建筑的保護。在工程中，歷史保護建筑的修繕項目工程日趨重要，在歷史建筑修繕期間，需要充分考慮建筑原貌，遵循歷史建筑保護修繕法律和條例要求，施工過程中做到盡可能記錄詳實和完善。但目前從事歷保建筑的現(xiàn)場技術(shù)人員對修繕和規(guī)程的了解存在較大差異。本文從四川中路 133 號優(yōu)秀歷史建筑裝修（修繕）入手，針對傳統(tǒng)工藝的系統(tǒng)性記錄和應(yīng)用進行了深入探索和實踐，對歷保建筑修繕關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用與研究具有一定的指導(dǎo)作用。

1 修繕工程重點

1.1 遵守優(yōu)秀歷史保護建筑修繕的流程及相關(guān)條例

優(yōu)秀歷史保護建筑修繕必須按照歷保中心告知單和設(shè)計方案專家評審意見要求，加強施工前的詳細勘查工作，堅持“修舊如故、恢復(fù)原貌”的指導(dǎo)思想。

必須遵守《上海市歷史風貌區(qū)和優(yōu)秀歷史建筑保護條例》等相關(guān)條例，對歷史風貌的保護遵循統(tǒng)一規(guī)劃、分類管理，整體保護、有效保護，合理利用、促進保護的原則。施工方案的評審、施工樣板審核及竣工驗收等流程必須遵守相關(guān)優(yōu)秀歷史建筑保護條例。

1.2 恢復(fù)建筑物的原有風貌

充分理解設(shè)計意圖，用原形式、原材料及原工藝盡可能恢復(fù)原有風貌。對已破損或遺失的重點保護部位，如外立面水刷石墻面、室內(nèi)水磨石地面，實木地板，紙筋石膏天花和電梯間墻面等必須依據(jù)歷史資料，并在充分聽取政府主管部門、專家和設(shè)計意見的前提下進行充分考證，確定正確的修繕方案，不能擅自改變現(xiàn)狀。

1.3 修繕過程的資料記錄應(yīng)詳實

采取科學(xué)嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，認真細致地記錄重要的施工過程，收集整理完整的施工資料。在施工過程中必須派設(shè)專業(yè)技術(shù)人員深入施工現(xiàn)場，掌握和指導(dǎo)修繕工藝，并同步做好文字、影像資料收集整理工作。

2 外立面水刷石墻面修繕技術(shù)

2.1 工藝特點

水刷石一般是建筑外墻面的裝飾做法之一，主要運用在近、現(xiàn)代民用建筑中。據(jù)考證，水刷石起源于日本明治維新時期，1908 年傳入臺灣，20 世紀 10 年代左右開始引入上海。1920—1939 年是水刷石飾面的鼎盛期，在開埠城市發(fā)展迅速。

水刷石是以水泥為膠凝材料，石渣為骨料抹于墻體基層表面，然后用水沖洗露出石渣的顏色、質(zhì)感為主的飾面做法。水刷石制作時，水泥和石子的配比與石子粒徑大小有關(guān)，常規(guī)的水泥和石子比例在 1∶1.25～1∶1.5 之間，此比例水刷石石子密度合適，水刷石觀感較好。但是修繕時，老的水刷石墻面經(jīng)過長時間沖刷，水泥風化，石子流出更多，石子間空隙變大，顯得密度低，需要按照修繕部位的密度來配比水泥石子比例。配比過程中可能因為石子減少水泥增多而造成沖洗時石子掉落，如有此種情況應(yīng)該適當增加石子比例。

2.2 水刷石墻面清洗施工技術(shù)

水刷石墻面的清洗方法包括物理清洗（水洗及噴砂等）和化學(xué)方法（比如各種清潔劑），在清洗時應(yīng)當保證墻面不受損傷。清洗完成后，不能將有害物質(zhì)殘留在建筑表面，比如化學(xué)清洗劑清洗后，最終要使用有壓力的水沖洗干凈。

2.2.1 一般墻面污染清洗施工

水刷石立面污染病態(tài)主要有灰塵、油污、銹跡、生霉、泛堿以及多介質(zhì)環(huán)境污染。針對立面一般污染情況采用水洗法施工。大面積施工前，參照高壓水槍壓力不超過 200 kg（即 20 MPa）的設(shè)計要求做清洗小樣。清洗小樣選用三種壓力對比，15 MPa，20 MPa，25 MPa。

經(jīng)對比后發(fā)現(xiàn) 15 MPa 清洗后無法全部清洗干凈，20 MPa 清洗效果較合適，25 MPa 適合較難清洗部位可以小范圍使用。

并且通過實驗證明，局部難以清理位置直接使用酸性藥水清洗，會造成墻面發(fā)白。因此在修繕過程中，化學(xué)藥水清洗的方法需征得設(shè)計及專家認可，不可擅自使用。

2.2.2 多介質(zhì)環(huán)境黑色污染物清洗施工

施工中墻面清洗后發(fā)現(xiàn)外墻二層以上部位的黑色物質(zhì)無法清洗干凈。經(jīng)過與相關(guān)專家確認，黑色污染物可能為空氣中的汽車尾氣，油煙等混合物經(jīng)多年沉積水分蒸發(fā)后所剩物質(zhì)，為多介質(zhì)環(huán)境污染。

根據(jù)該污染的情況制定清洗方法，主要采用 3 種方法進行試驗。

方法一，采用強專用清潔劑拌粉覆膜清洗。試驗表明清潔劑方法無效。

方法二，采用火燒法，然后高壓水槍清洗，可以清洗掉褐色污染物。清洗后使用空鼓錘敲擊，發(fā)現(xiàn)墻面出現(xiàn)空鼓起殼情況，因此火燒法不可行。

方法三，采用砂洗法，經(jīng)過與設(shè)計和專家商議后確定局部采用砂洗。通過試驗確定確定砂洗工藝，采用高壓水槍旋轉(zhuǎn)沖洗水嘴，結(jié)合金剛砂，壓力采用 25 Mpa，可以很好地清洗多介質(zhì)環(huán)境污染物。因為水刷石墻面表面石子凹凸不平，石子間有空隙因此不能完全清洗干凈，但是可以大大減少黑色物質(zhì)，使墻面清潔的同時保留部分滄桑感。

2.2.3 油漆面脫漆劑清洗施工

在清洗東立面時，發(fā)現(xiàn)浮塵下有紅色油漆，經(jīng)判斷應(yīng)為20 世紀 70 年代特殊時期所刷標語，油漆質(zhì)量極好且長時間已滲透入水刷石墻面中。經(jīng)試驗，使用堿性脫漆劑可以稀釋油漆，但無法清洗干凈，清洗后的水刷石墻面紅色極淡遠處幾乎不可見。遵循做小干預(yù)原則，避免過度清洗，最終方案為紅色油漆使用脫漆劑清洗稀釋，確保紅色淺淡不影響外立面風貌。

2.2.4 施工技術(shù)要點

清洗修繕前，應(yīng)對外墻飾面所有材料、構(gòu)造、工藝特點進行調(diào)查，有特殊裝飾效果的，應(yīng)測繪、錄像和文字記錄，建立工藝檔案。

大面積清洗必須先進行清洗試驗，試驗區(qū)域應(yīng)選擇在非重點保護區(qū)域進行，經(jīng)設(shè)計等確認后方可大面積實施。清洗過程中做好廢水收集，避免污染環(huán)境。

對于外墻浮灰、污垢和涂料，采用中性清洗劑清洗。清潔時采用塑料軟毛刷或低壓水槍進行人工清洗，水壓控制在 10 MPa 左右，針對面層污染不同情況調(diào)節(jié)水壓，本工程中因為多介質(zhì)環(huán)境污染較難清洗，局部使用高壓水槍噴砂清洗，壓力 20 MPa；盡量保持整個水刷石立面外觀協(xié)調(diào)，避免過度清洗；而對較為頑固附著之處采用塑料刷輕輕刷洗，不會對水刷石造成破損。沖洗作業(yè)時須控制噴槍口與污垢之間的距離（700 mm 左右）、沖擊方向（與墻面約 60° 斜角，嚴禁正面沖洗）、停滯時間等。

對于復(fù)雜的黑色多介質(zhì)環(huán)境污染，則可采用噴砂清洗黑色污漬部位。清洗時使用金剛砂，高壓水槍噴頭更滑旋轉(zhuǎn)噴頭，壓力調(diào)整為 25 Mpa。清洗時，工人需佩戴好專業(yè)防護鏡和防護服，并做好砂粒收集，每清潔完一層及時打掃清理砂粒。噴砂清洗黑色污漬無法做到全部清洗干凈，黑色淺淡滿足設(shè)計和業(yè)主要求即可，避免長時間噴砂清洗墻面，以免對水刷石墻面造成二次損傷。

2.3 水刷石墻面修繕施工技術(shù)

水刷石修繕后如何保證建筑立面的整體觀感協(xié)調(diào)，修繕部位不突兀是難題。建筑水刷石墻面經(jīng)過常年雨水沖刷以及空氣中化學(xué)成分的浸染，表面顏色以及石子密度都有變化。而且經(jīng)過歷年多次修繕，墻面有變黃偏黑等多種顏色的可能，因此水刷石修繕需要多次小樣試驗，以確定修繕工藝和材料配比，之后再大面積施工。

2.3.1 色差問題修繕技術(shù)

外墻經(jīng)過歷次修繕，存在灰色水刷石，黑色水刷石和黃色水刷石墻面等多種顏色。墻面清洗完灰塵后，原本不太明顯的色差變得尤為明顯。因此將歷次修繕不同顏色的部位通過手繪標注出報給設(shè)計單位，確定要做平色處理方案?，F(xiàn)場采用 2 種方法進行平色試驗，并取得一定效果。

方法一，使用碧林顏料進行平色。其平色顏料粘稠度較稀，平色后顏色基本接近周圍顏色，平色后水刷石質(zhì)感視水刷石石子大小而定，因顏料較薄，基本保留質(zhì)感，但是水泥和石子顏色統(tǒng)一，若從近處觀察易看出平色痕跡。建議，建筑較高部位可以直接使用平色，平色效果較好。

方法二，使用丙烯酸顏料進行平色。丙烯酸顏料平色后顏色層較厚，平色效果較好，打磨后露出部分石子，有凹凸感，但并不強，若加大打磨程度石子會被磨平。

通過應(yīng)用和研究得出，若建筑二層以上平色使用碧林顏料或丙烯酸顏料均可，遠處看顏色對外立面風貌的影響大于質(zhì)感，可不用在意平色后的質(zhì)感（二層以上水刷石無需打磨）。底層平色可使用丙烯酸顏料加打磨，但現(xiàn)在的打磨工藝仍需改進，盡量減少對水刷石石子的損傷，下一步可以考慮化學(xué)法、成膜法等方法磨掉去掉水刷石石子上的顏料。

工程實踐表明，水刷石墻面平色后效果尚可，但是在工程剛結(jié)束后，墻面因平色有一定的反光，且雨天平色部位和非平色部位有色差，平色三個月后反光和色差消失。因此在以后工程中除非業(yè)主和設(shè)計單位強烈要求，不建議對外墻做大面積平色。

2.3.2 修補痕跡修繕

本工程外立面底層水刷石墻面存在較多修繕痕跡，近看比較明顯。由于設(shè)計單位要求盡量少鑿除水刷石，因此本次修繕同一塊水刷石墻面修補時，修補范圍不超過三分之二的都是局部鑿除修補。水刷石起殼后鑿除修補部位加上歷次修繕的修補部位造成一塊水刷石墻面可能有數(shù)處修補痕跡，近看十分明顯。

經(jīng)相關(guān)單位查勘后，最終確認水刷石墻面分塊整塊鑿除后的修繕方案。經(jīng)協(xié)商，東立面一層腰線以下的水刷石墻面全部鑿除后新做。水刷石墻面一般都會分塊，在以后的修繕項目中，如果對外墻風貌的要求較高，可以采取在人眼可視的一定高度范圍內(nèi)，將一整塊水刷石全部鑿除新做的做法修繕水刷石墻面，此種方法效果更好。

2.3.3 施工技術(shù)要點

（1）檢查空鼓起殼。采用敲擊法確定空鼓位置。基層起殼，無裂縫，起殼面積在 0.1 m2 以內(nèi)，基層強度較好，可采用環(huán)氧樹脂灌漿；基層砂漿酥松，或起殼面積＞0.1 m2，或起殼同時又裂縫的，鑿除重做；面層起殼，面積大于 0.1 m2，應(yīng)鑿除重做；面層裂縫，寬度在 0.3 mm 以下，無起殼現(xiàn)象，可進行嵌縫處理；面層酥松、剝落，基層強度和整體性較好，可鑿除面層，局部修補。

（2）起殼、裂縫修補（擴縫法）。沿裂縫的方向用鋼鑿在裂縫的兩側(cè)各 5 mm 范圍內(nèi)開槽，操作時必須將砂漿粉刷層鑿穿；用小鋼鑿將兩條槽縫內(nèi)的粉刷鑿掉，形成一條 10 mm 寬的 V 字槽，并對縫的邊緣進行修整；將基層清理干凈并澆水濕潤；按原水刷石軟、硬底腳的情況抹底層灰（視厚度該層抹灰可分次進行)；待底層灰六七成干燥時，先薄薄地刮一層含 3%～5% 膠的水泥漿，隨即粉上按原面層相同的配合比調(diào)配成水泥石渣漿；按小樣確定的水泥石渣罩面。

（3）空鼓修補。對水刷石墻面出現(xiàn)的空鼓，對空鼓部位斬粉后修粉。修粉時注意區(qū)分空鼓的深度，空鼓到哪一層修粉到哪一層。具體做法是：

先用敲擊法確定空鼓的范圍，并用粉筆做出標記；用鋼鑿沿空鼓部位的邊緣進行鑿除，面層空鼓僅鑿至面層，底層空鼓則鑿至底層；用鋼鑿鑿除空鼓的粉刷層，用小鋼鑿修整鑿縫的邊緣，并將接縫處修成斜口，將底層與面層處的接縫修成踏步面，以防止接縫部位出現(xiàn)新的裂縫；空鼓的底層去除后，對結(jié)構(gòu)體為磚塊的用小鋼鑿剔鑿磚縫（深 10～20 mm)，對結(jié)構(gòu)體為混凝土的用鋼鑿適當鑿毛；填補基層上的空洞，對磚基層進行澆水隔夜；第二天修粉時，用刷帚沾水濕潤基層表面和接縫處，接漿后先用水泥混合砂漿將接縫處嵌密實，然后做粉刷層；根據(jù)原有抹灰層的層數(shù)、厚度及配合比重做抹灰層，先抹四周接槎處，再逐步往里抹，邊抹邊壓實。

（4）缺損修補。因基層內(nèi)部金屬鐵脹造成混凝土剝落和水刷石面層損壞，對此類損壞,先將松動部位剔除干凈,再對銹蝕的鋼筋進行除銹處理和鋼筋補強, 然后涂刷阻銹劑，澆搗補缺混凝土，待達到設(shè)計強度后，再做水刷石面層。

3 外立面鋼窗修繕技術(shù)

3.1 工藝特點

鋼窗從近代開始大規(guī)模應(yīng)用，興盛于工業(yè)革命后，從西方傳入我國在近現(xiàn)代建筑中多有使用。建國后中國鋼窗分為25 型、32 型和 40 型鋼窗鋼料。到 20 世紀 90 年代，鋼窗國家標準僅剩下 32 型鋼窗。現(xiàn)在鋼窗因氣密性等原因已經(jīng)很少使用，但是歷史建筑的修繕應(yīng)該依照修舊如故的原則，現(xiàn)存的鋼窗如無必要不應(yīng)更換，需要恢復(fù)的也應(yīng)按照保留的鋼窗型制和樣式恢復(fù)。

鋼窗修繕后一般會更換玻璃，老的鋼窗固定玻璃使用油灰固定，但油灰容易老化，且氣密性差，修繕后重新安裝玻璃可以使用硅膠固定。

3.2 工藝流程

油灰鏟除→玻璃拆除及配件拆除→油漆出白打磨→變形鋼窗矯正→油漆稀釋劑擦洗→紅丹漆底漆（一底）→醇酸油漆（兩面）→補齊五金件和玻璃→油漆修復(fù)

3.3 施工技術(shù)要點

（1）修繕時先用鎢鋼鏟現(xiàn)鏟除油灰；拆除五金件和玻璃，玻璃拆除后放入室內(nèi)并妥善保存，五金件拆除時先用除銹劑松動螺絲釘以免螺絲釘滑絲；然后使用鎢鋼鏟鏟除油漆，上除銹劑除銹。

（2）鋼窗矯正前檢查是否有脫焊，焊接裂開，鉚釘松動和小中檔榫接松動，錨固不牢，螺孔滑牙等情況逐一檢查修理，對變形的拆卸矯正，并給鉸鏈等進行加油，使之潤滑，進行局部調(diào)整。損壞的拆卸更換，拆除時要用鋼鑿輕鑿鋼窗固定鐵件位置的墻體，將鋼窗邊與墻體的填縫砂漿鑿除干凈，避免外墻面受損。

（3）鋼窗整修后重新安裝五金件及玻璃，將原始完好的特殊玻璃集中使用在重點保護部位，將玻璃裝進框口內(nèi)輕壓使玻璃與底油灰粘住，然后沿裁口玻璃邊外側(cè)裝上鋼絲卡，鋼絲卡要卡住玻璃，其間距 ≤300 mm，且框口每邊至少有兩個。破損的玻璃進行更換，玻璃安裝避免剛性結(jié)合，使用油膏等非剛性材料做墊子，設(shè)置鋼絲彈簧夾。經(jīng)檢查玻璃無松動時，再沿裁口全長抹油灰，油灰應(yīng)抹成斜坡，表面抹光平。最后抄專用紅丹一度，對所有的零件加油，使之潤滑，開啟靈活。

（4）鋼窗順水孔需暢通，否則將導(dǎo)致窗框邊緣容易積水。

4 門頭盾形紋章裝飾的恢復(fù)工藝

4.1 歷史溯源

根據(jù)歷史圖紙和卜內(nèi)門大樓歷史照片，大樓入口門頭原有盾形紋章花飾。根據(jù)近代歷史建筑花飾的做法判斷，原盾形紋章花飾應(yīng)為鋼筋水泥基層，然后表面做水刷石粉刷。

4.2 工藝流程

考慮花飾使用鋼筋水泥材料制作重量大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不明，安裝存在較大安全隱患。經(jīng)過方案評審及專家討論，最終確定使用輕質(zhì)材料制作。因此本次卜內(nèi)門大樓的修繕，門頭盾形紋章花飾使用了 EPS 作為基層材料，表面做水刷石粉刷達到飾面效果。工藝流程如下：

測量定位→抹粘結(jié)劑，填補空隙→填補空隙→開孔→螺栓加固→貼網(wǎng)格布→填實粘結(jié)劑→EPS安裝完成→水泥石子漿罩面→沖洗→水刷石盾形紋章完成

4.3 施工技術(shù)要點

（1）由于紋章花飾造型復(fù)雜，常規(guī)測量打樣方式不能滿足施工要求。因此現(xiàn)場使用 3 D 建模技術(shù)，通過 3 D 打印制作小樣。并經(jīng)專家確認后，打印制作 EPS 基層。

（2）安裝 EPS 基層時，使用專用粘結(jié)劑固定。放線定位后，背面刷粘結(jié)劑然后固定在墻面上；固定后 EPS 背面于墻面有空隙，切割 EPS 塊料刷粘結(jié)劑后塞入空隙固定，空隙較大的部位采用不銹鋼螺栓加不銹鋼片固定，保證安裝牢固性。

（3）安裝完成后使用網(wǎng)格布刷粘結(jié)劑覆蓋縫隙，完成后在表面做水刷石粉刷，水刷石的石子采用小八厘粉刷厚度控制在 2 cm 左右，否則水刷石可能會脫落。

5 結(jié) 語

優(yōu)秀歷史建筑一定程度上反應(yīng)地域建筑歷史文化特點，在施工工藝和工程技術(shù)上具有相當?shù)臍v史價值和科學(xué)研究價值。保護修繕是延續(xù)歷史建筑的重要手段，不同的建筑類型、不同的保護要求有著不同的修繕技術(shù)和保護方法。筆者針對歷史建筑的特點、保護等級、相關(guān)工藝及修繕要求等進行了研究，通過嚴謹勘察與現(xiàn)場實踐，將施工的干擾控制在最低限度,盡可能保留原有歷史建筑的裝飾與特色,恢復(fù)建筑原有風貌。本文對外立面主要飾面水刷石、鋼窗和特色花飾進行分析和總結(jié)，詳細闡述了外墻水刷石清洗、修繕工藝的使用方法和技術(shù)關(guān)鍵點、鋼窗修復(fù)的重點技術(shù)以及特色花飾的基底安裝方式，為相似歷史保護建筑的外墻修繕施工提供重要的技術(shù)依據(jù)。