引言
古建筑是历史文化的载体,她是研究历史的实物例证,她是中华民族甚至是世界文化很重要的一部分,是中华民族宝贵的文化物质遗产,古建筑是启发爱国热情和民族的实物,而且古建筑是新建筑的设计和新艺术创作的重要借鉴,并且具有科学探索性的价值。
而西安是十三朝古都,为了修缮保护我们的历史文化,我们有必要去研究西安古建筑的灾害实例,然后进一步对灾害的破坏研究分析,从而得到一系列的保护方法和修缮技术,严重的避免在修缮过程中对古建筑的二次破坏。可见,古建筑灾害的调研分析是一种很有必要且很有研究价值的一个课题,总结不同环境、不同自然灾害下对古建筑不同的应对方法进行加固、维护、修缮等措施。
1 雷击对古建筑的灾害调研与分析
我国古代建筑大多是以木质材料组成的,这种结构也就决定我国古建筑很容易遭受到雷击的危害。雷电灾害是很典型的自然灾害,现今中国的旅游市场蓬勃发展,在各地风景区大量兴建仿古建筑,随着国家道路交通发展,人们对环境及健康的重视,利用节假日去旅游景区度假的人越来越多,景区的雷电隐患如不及时控制,将阻碍旅游业的安全发展。怎样对这些古建筑及仿古建筑进行防雷保护,已是一项重要的任务。
1.1 雷击对古建筑的危害实例
西安市大雁塔位于陕西省西安市雁塔区。该处为陕西重点文化保护单位,更是重要的旅游景点。周围地势平川,很容易遭受雷电侵袭,防雷措施非常重要。对此,大雁塔已经成功的采取了相应的避雷措施。
1.2 古建筑遭受雷击的因素
(1)古建筑遭受雷击的外部因素。我国古时候进行大型土木建设之前,多进行风水考察,一般都会遵循依山傍水的原则。很多古代建筑坐落名山,或依傍江湖。山区地形突出,水体周围土壤较湿润,导电性较好,这些区域在雷电发生之前,地表更容易聚积电荷遭受雷击。
(2)古建筑遭受雷击的内部因素。虽然我国古建筑主体多以砖木结构为主,但建筑物上也有不少装饰物采用金属材质。建筑物最高处常安置一些宝盒之类的金属物用于避邪,特别是一些古塔上有金属熔铸的宝顶,还有的建筑物屋面有金属链条作装饰用。这些金属物均没有作任何接地处理,而且通常都安置在建筑物的顶端,只能增加建筑物遭受雷击的概率。
1.3 古建筑安装防雷装置的原则
(1) 在古建筑上安装的防雷装置不能对古建筑物本身造成损害。防雷装置不是古建筑的一部分,这些装置在古建筑物上固定、支撑、连接和敷设时,不能对古建筑物造成二次破坏。此外,古建筑年代久远,大部分建筑经历长年的风雨侵蚀,质地已经脆弱不堪,不能因为施工不慎从而对古建筑物造成破坏。
(2)防雷装置安装后确实能对古建筑物起到防雷保护作用。
(3)安装的防雷装置要尽可能美观,与古建筑的风格样式统一和谐。古建筑造型优美、形态各异,具有很高的观赏价值。因此,采用的防雷装置应尽可能做到与原古建筑融为一体,不能喧宾夺主。防雷装置用与建筑物相近的色调,必要时还需伪装处理,尽可能使其融入周围环境。
1.4 雷击的预防措施
(1)防直击雷的主要措施是在建筑物上安装接闪器(包括避雷针、避雷网、避雷带)、引下线、接地装置。
(2)侧击雷是指雷电击中建筑物的屋面以下、地面以上的部分。预防措施是沿建筑物四周敷设一道避雷带(也称均压环)与引下线相连。
(3)感应雷则是发生云闪或地闪时,在各类金属管线上产生的雷电脉冲。感应雷的防护设施是对这种雷电脉冲起限制作用,从而保护建筑物内各类电器设备的安全。采取的措施根据各种设备的具体情况,除要有良好的接地系统、布线系统和安全距离外,还要按供电线路,电源线、信号线、通信线、馈线的情况安装相应避雷器以及采取屏蔽措施。
2 地震对古建筑的灾害调研与分析
2.1 地震对古建筑的危害实例
(1)明朝大地震,西安文物古建筑遭到严重的破坏,古建筑的室内外地面出现裂缝,基础部分没有地圈梁,这样结构不能形成一个整体,墙体损害、达木结构损害、地基和墙体变形沉降导致达木结构脱落,构件破坏,屋顶损害,油饰彩画与壁画损害由于墙体的倒落,导致大部分壁画也存在不同程度的空鼓。
(2)汶川 5.12 地震,虽然地震未对西安大雁塔造成破坏性影响,但监测结果表明,地震对塔体结构造成一定程度的损坏。塔内监测部位存在不均匀性变化。主要表现为:a.在水平变化上,较震前相比,塔身总体倾斜量增加 0.62 毫米;b.经过对塔第一层和变化明显的第五层观测,塔身弯曲度计算结果与震前相比为 0.1 毫米,变化不明显;c.在沉降部位上,也就是大雁塔高度变化部位,塔身第一层东、南、北三个监测点明显下沉,最大下沉量为 0.97 毫米;西侧监测点上升,上升量为 0.66 毫米;塔身第五层东、北两个监测点上升,最大上升量为 1.25 毫米。
2.2 古建筑震后损毁的原因
(1)大多数的寺院建筑,有很多碉楼都在高山之上或山腰上。
(2)古建筑多为夯土夯实,梁直接搭在墙体上,使得水平地震容易导致墙体左右崩塌。
(3)古建筑很少有地圈梁,构建之间不能发挥出协调工作的性能。
(4)塔建造材料为当地不规则的条石,并且用黄泥找平砌筑,外皮则用黄泥进行抹面。
(5)大雁塔所处场地土质均匀,承载力较强,而从结构上来说,塔状、中空、带穴洞的建筑本身比较容易抗震。
(6) 在历史上也只有 1556 年的关中大地震对大雁塔也产生了影响。那次震后,对大雁塔只是做了简单的维护,并没有结构性加固,因而此次地震暴露的问题,仍有 1556 年地震的遗害,并在此基础上有所发展。
(7)屋脊常年未修,在地震之前一部分糟朽,地震来临使得破坏加剧,从而脊梁折断,这样使得整个屋架严重破坏。
(8)修缮加固没有遵循自然规律,改变了古建筑原有特性,这样不仅对古建筑没起到保护作用,而且还降低了结构抗震能力。
2.3 古建筑震后一些反思
(1) 对于古建筑受到地震灾害的应急措施没有形成一个成熟的、科学的程序。希望有关部门及时出台此技术指导规范,最大限度的保证古建筑的真实性。
(2)对于日常管理部门应该对古建筑有较深的保护意识,加强古建筑应急保护的培训。
(3)古建筑应急保护不能错失良机,需要在第一时间对古建筑进行文物保护,转移财产,避免过大的破坏,确保古建筑在有效合理的时间做出正确的职责。
(4)需要重视古建筑的修缮加固,大多数木结构破坏是由于常年不修缮的原因在地震来临时发生严重的破坏,希望国家文物保护局尽快对未修缮过的古建筑或修缮不牢的建筑进行修复加固。
(5)科学合理的对古建筑修缮加固,需要对古建筑震后研究与分析,科学的修缮加固,避免人为的二次修缮破坏。
(6)推广使用隔震减震技术、多层隔震、处处减震的机理、消能的原理,运用与修缮理念中,将会大大提高结构抗震性能,尤其适合于高烈度的古建筑保护。
3 结束语
为了研究古建筑灾害后的修缮和保护,需要对古建筑遭受破坏的形式,破坏的种类,破坏的严重程度进行细密的研究和分析,本研究经分析得到下列结论:
对于雷击这种灾害需要从建筑物根本上进行保护,必须连接闪器、引下线、接地装置。顺应自然,把雷击的能量转移到地下,从而实现雷击的预防。
对于地震作用引起的灾害,地震作用是无法预知,只有从抗震规范以及重要建筑加强抗震等级去预防,采用减震隔震技术减少能量的方法,对灾后的第一时间保护更加重要,不能错失对古建筑保护良机,应当机立断的做出正确的判断,来进行古建筑的保护。
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