重庆地区湿热气候环境木构历史建筑劣化研究——兼以木构件劣化模拟实验为基础

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木构历史建筑是我国的建筑遗产的重要组成部分,重庆地区自先秦时期起就有木构建筑的建设史,现存木构历史建筑遗存丰富,具有极大的保护价值。随着世界遗产保护学科的发展及我国对建筑遗产科学保护的重视,对木构件历史信息的尽可能保留成为保护修缮的重点。因此,对木构历史建筑科学的劣化调查与研究分析是整个保护工作的基础,保护方案的制定和科学保护方法的研究应该建立在对木构历史建筑劣化现状的系统科学的调查、研究与评估之上。重庆地区山地众多,气候湿热,该地木构建筑遗产的劣化有着独特的劣化特征。我国传统木结构多由各类型木构件“榫卯”连接而成,历史建筑木构件的劣化直接影响到建筑本体的劣化,因此对木构历史建筑的劣化研究最终落脚于对其建筑木构件的劣化研究。在重庆地区湿热气候环境中,木构历史建筑劣化现象是什么?其劣化特性是如何分布于其建筑木构件之中?其劣化机理是怎样?对于已劣化木构件的剩余寿命应该如何科学检测评估?木构件在历史建筑中是劣化的过程及特征是什么?这是本文研究的重点。本文研究内容集中在三个方面,一是通过田野调查对重庆地区木构历史建筑的常见劣化现象类型进行统计梳理,并对其分布规律及劣化机理进行研究分析;二是通过结合目测法和科学仪器法建立量化评估体系对历史建筑木构件现状劣化程度进行量化评估,为历史建筑中木构件的修缮工作做指导。三是进行木构件劣化模拟实验,通过量化数据指标分析木构件在历史建筑中的劣化程度。第一章,主要介绍本文的研究背景,研究目的和研究意义,对国内外相关研究进行综述分析后,明确本文的研究内容和研究方法,列出研究框架。第二章,通过对重庆地区代表性木构历史建筑的调研总结重庆地区木构历史建筑常见的劣化类型,并对其劣化现象和劣化影响进行相关阐述,整理成相应图表,以此定性判断木构历史建筑劣化类型,并通过调研对不同劣化类型的在木构历史建筑中分布规律进行分析。第三章,对重庆地区木构历史建筑的劣化机理进行研究,从重庆木构历史建筑的构造特征、重庆历史建筑常用木材特性、重庆湿热气候三个方面分别对木构历史建筑的劣化机理进行了分析,说明在木材特性作为诱因的前提下,重庆湿热气候会从物理效应、化学变化、生物效应三方面诱发木构历史建筑劣化,同时建筑防护构造的破坏会加速这一劣化过程。并且由木构历史建筑构造得知木构件是其主要基本组成单元,也是产生劣化的基本单元,因此后文将以历史建筑中的木构件为评估研究对象进行。第四章,在前文对木构历史建筑劣化类型及劣化机理的研究基础之上,本章从保护修缮的角度,建立了一套系统的历史建筑木构件劣化评估体系。该体系以目测法和科学仪器检测为手段,目测法引入层次分析法(AHP),从“力学强度”、“表观影响”、“劣化发展性”、“影响面积”、“可逆程度”五方面对不同的劣化类型进行风险性评估和量化,同时结合仪器检测法对历史建筑木构件进行综合的计算评估,并为其修缮手段提供依据。最后通过实践项目“重庆市涪陵大顺双石坝碉楼修缮工程”为例阐述了这一评估体系。第五章,为研究重庆地区历史建筑中木构件真实的劣化情况,设计重庆地区木构件劣化模拟实验,选用两种树种的木材,代表现存木构历史建筑使用较多的“老木料——柏木”,以及历史建筑重要的修补替换材料“新木料——樟子松”,以一年为期,通过模拟正常使用时(类建筑环境组AB)和防护构造破环时(极端环境对照组CDE),通过每个月木构件成分损失、力学性能的检测和其真菌群落的演替等数据科学量化分析历史建筑中各区域木构件的劣化程度及其劣化影响因素。
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