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国内外文保建筑清洗..工程案例分赏析

发布时间: 2023-11-23 作者: 分享到:
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一、国内部分

1.北京西什库教堂清洗 

北京西什库天主堂俗称“北堂”,始建于1847年,坐落于北京市西城区西什库街区,因而得名,历经时代变迁,是北京现存..的天主教堂。光绪二十五年(1900年),义和团运动使北堂遭到严重的损坏。在此之后,北京教区主教樊国梁用清朝政府的赔款进行了重新修建,于光绪二十七年(1902 年)七月十四日修补竣工,便是..的北堂(图 1)。




①                                    ②                                 ③                                      ④  

图 1:北京西什库教堂历史变迁 

(①1890, ②1900, ③1909, ④2015)

西什库教堂在北京天主教堂中规模..,是典型的哥特式风格教堂。教堂平面呈巴西利卡十字架形状,建筑面积超过 2000 平方米(图2),穹顶高达 16.5 米,两侧哥特式钟楼塔,均高达 31 米。 


图 2:北京西什库教堂平面图 

教堂前面的两座中式四角攒尖黄色琉璃瓦顶碑亭及其汉白玉须弥座与哥特式的教堂形成了鲜明的对比(图 3)。



图 3:北京西什库教堂立面对比图(①1888, ②1902) 

2010 年,对西什库教堂进行了..修缮,并于同年 10 月底工程竣工。此次修缮工程根据 1888 年历史照片及有关材料,恢复其原有的欧式建筑风貌,达到修旧如旧的效果,修复工作涉及的建筑面积总计 6000 多平方米。除修复了外立面以外,还重修了大堂内部多个祭台,并重新制作了西什库教堂屋顶的一座铁制圣像及教堂正立面上的圣使石雕。各进院正房及厢房屋面恢复女儿墙,三、四进院正房明间恢复欧式教堂风格的门楼,恢复主教府历史原貌(图 4)。 


图 4:北京西什库教堂石质构件现状

西什库教堂外墙上有大量的石质构件,包括台阶、壁柱、雕像、雨水口、窗套等,在长期的使用过程中,出现了大量的水斑水迹、锈黄斑、有机色斑、盐碱斑等病害,甚至部分石材表面还出现了不同程度的风化和缺失。2010 年西什库教堂外立面整体采用雾化水清洗法和蒸汽清洗法进行了..的清洗,用高压水清洗了勒脚部分的石材,并用环氧树脂加乙二胺(C2H8N2)和汉白玉粉和成可塑的补泥,黏于缺失部位。 

整个清洗过程持续了将近八个月。令人惋惜的是此次清洗后并未对石质构件表面做任何养护处理。 

2.北京王府井教堂清洗 

北京王府井天主堂本名“圣若瑟堂”、又称八面槽教堂,坐落于北京市东城区王府井街区,因此又被俗称为“东堂”,是耶稣会士在北京城内建立的第二座天主堂。现存东堂建筑为 1904 年利用“庚子赔款”所建,历时一年修建完成。教堂檐口高约 13 米,屋顶高约 18 米,中部穹顶高约 25 米(图5)。教堂的整体造型是中西合璧的,既有欧洲古典主义建筑的风格又加入了大量的中国传统元素。教堂整体比例严谨,做工精细,体现出强烈的中西交融的建筑特点。


①                                  ②                                                            ③ 

图 5:王府井教堂历史变迁 

(①1884, ②1904, ③2015) 


图 6:北京王府井教堂首层平面图 


图 7:北京王府井教堂二层平面图


 图 8:北京王府井教堂北立面图 

教堂主立面,位于中心下层为拱形门洞,门洞面雕刻着花纹浮雕,上部饰有三个石雕,檐部刻有“惠我东方”字样。门洞两侧的石雕对联上下均刻有中式花纹,并用鎏金字体书写了“庇民大德包中外,尚父宏勋冠古今”。门洞外的壁柱柱础基座为中式须弥座,柱头仿爱奥尼式,雕刻得十分精美。二层为圆形的玫瑰窗,由规则几何形状组合而成,并在中间部位呈现出“十字形”。周围环绕四个圆形的石雕,上下有中式花纹雕刻,并在上方正中刻有“1905”字样。为了起到呼应的效果,在两侧装饰有与拱形门洞表面相同的图案,力求在立面上形成统一的风格。..上层的钟楼是整栋建筑的..点(图 9),与两侧的钟楼通过中式砖砌栏杆连接,并且在两侧钟楼前的壁柱檐顶分别设置了类似于中国传统栏杆中的望柱的四个砖砌六面体饰物。


①                                              ② 图 5-9:北京王府井教堂: 

①立面图、②外观 

2000年3月21日,北京市政府拨款对王府井教堂进行整修,使教堂得到了整体的修复,并重建了神父住房和办公楼。维修工程持续了约六个月,于同年9 月11日竣工。原有院门拆除后仿原样重建成了“牌楼式”(图 10)。建筑外部修复的部位包括砖墙(腰檐、窗套、檐口)、穹顶、女儿墙、基座、腰檐及雕饰石活、木门、钟楼木百叶窗窗框及叶片修补。


图 10:北京王府井教堂院门(①1905, ②2015)

清洗过程中选用了两种清洗方法:首先用低压水清洗法对墙面进行..清洗,而后用研磨清洗法对满布雕花石质构件进行清洗。由于此次清洗过程大量使用了研磨清洗法,虽然在刚刚清洗之后效果良好,但是在随后的使用过程中发现其风化速度明显加快。十分遗憾的是,当时有关方面对于石材养护的工作没有予以足

够的重视,并未对石质构件表面进行任何养护(图 11)。


图 11:北京王府井教堂石质构件现状


3.天津原浙江兴业银行大楼清洗 

原浙江兴业银行大楼位于天津市和平路 237 号,始建于 1921 年,是由华信工程公司..建筑师沈理源完成的设计。建筑具有明显的西洋古典特色的折衷主义风格,为混合结构,拥有三层地上空间和一层地下室,占地面积为 2200.63 平方米,建筑面积达 4589.6 平方米(经过 1939 年扩建了附属用房,使其总面积达到 5212.5 平方米)。由于兴业银行大楼位于滨江道与和平路交叉口(图 12),故此在东南方向以弧形外轮廓与街角呼应,并布置了主入口,主入口附近用六根高大的陶立克柱式围合成为门廊,二层的风雨露台上矗立着六根秀美的爱奥尼柱式。建筑整体风格极具特点,无论是外立面的石质构件的雕刻,还是内部空间的布局在当时都堪称国内经典(图 13)。 


图 12:天津原浙江兴业银行大楼位置 


图 13:天津原浙江兴业银行大楼首层平面图 

2014 年对原浙江兴业银行大楼进行了..的修复,并着重对其外立面石质构件进行了清洗。清洗工作之初,工作人员和有关..首先对其进行了..的调查,鉴于其整体病害程度较轻,但有个别部位病害情况较为严重,因此确定采用雾化喷淋法对建筑进行整体清洗,对于病害严重的部位则选用化学清洗法和粒子喷射清洗法进行局部清洗。其中化学清洗主要应用于清洗较为顽固的渗透性病害,如油斑、微生物锈斑以及锈黄斑等,选用的清洗溶液为相对柔和的 Prosoco Light Duty Restoration Cleaner 和 Prosoco Limestone After wash,两者分别以 6:1 和 4:1 的比例进行了稀释;湿粒子喷射清洗法选用的是Jos 设备以及胡桃壳和碳酸氢钠(Na2(HCO3))的 Clemco Soft King 设备,主要应用于清洗表面较为平整的石质构件表面的有机色斑(图 14)。 


图 14:天津原浙江兴业银行清洗效果(2015)

其清洗过程分为以下几个步骤: 

(1) 首先使用雾化喷淋法对建筑外立面整体进行..清洗; 

(2) 随后在低压状态下,用 Soft King 设备和碳酸氢钠(Na2(HCO3))溶液对建筑外立面病害较严重的区域进行清洗,维持压力不大于 30psi(磅/平方英寸)且喷嘴距离被清洗石材表面距离不少于 0.5 米; 

(3) 而后用 Jos 设备和玻璃粉(直径为 0.035mm)清洗墙面上集中残存的病害。用玻璃粉在 22psi 的压力下进行清洗,维持压力不大于 22psi 且喷嘴距离被清洗石材表面距离在 0.2 至 0.3 米; 

(4) 随后用 Diedrich 101G 清洗花岗石上与铁质构件相接处存有的大量锈黄斑,浓度从 10:1 逐渐稀释到 4:1 进行试验,避免了清洗过度的情况;

(5) 清洗工作结束后,用轻垢清洗液清除了残存各类残液和污染物。 

此次清洗工作除了对外立面的石材进行..的清洗外,还对一层大厅的大理石柜台、狮子浮雕以及其他具有历史意义的石材进行了清洗。遗憾的是清洗工作结束后同样未进行系统的养护。 

4.广州圣心大教堂清洗 

广州圣心大教堂,又被称为“石室”,全部是用广东新安(今深圳宝安)的肉红色未抛光的花岗岩建造(除屋顶、东西塔楼板外)而成,采用了中国传统的蚝壳桐油糯米石灰浆作为黏接材料,建造工艺极具我国南方特色。该教堂立面比例严谨,装饰有大量的欧式风格石质构件,不..瑰丽的花窗、丰富的线脚、成排的壁柱、精美的栏杆,还有雕刻粗犷的排水兽头,兽头周身雕刻有云纹状图案,成为圣心教堂的一大特色(图 15)。 


图 15:广州圣心大教堂(2013) 

上世纪 80 年代,由于缺少系统的石材清洗知识,圣心教堂曾大量使用盐酸(HCl)对其外墙进行清洗,虽然初期清洗效果明显,但从第二年起就有大量石块出现了溶蚀、剥落等病害。因此, 2000 年这次..清洗,引起有关..和..的高度重视,专门邀请了有关..,组织了多场论证会,曾提出山茶籽渣清洗、中性化学溶液清洗法等十余个方案。经过各方..的多轮研讨之后,普遍达成一致,尽量采用人工清洗法,而且要减少清洗范围,对于并未产生病害的部分必须予以保护,而且清洗过程中也要避免清洗过度,不能使教堂整体焕然一新,需要尽力保存其历史沧桑感。 

..终..组决定采用传统工艺对其进行清洗,用茶枯饼等传统材料与纯净水进行混合配比(配比率为 茶枯饼∶水=4~5∶80~100)制成独特的适用于圣心教堂的清洗剂,并全部用人工清洗的方法进行清洗。 

清洗之初为保险起见,施工人员首先在教堂不显眼的祈祷台背面的石墙上做了小范围的清洗实验,这种严谨的态度值得广大石材清洗养护工作人员学习。实验结果经文物部门及..组鉴定后,得到了一致的好评,认为清洗效果良好。 

此次清洗并不仅仅只是对石材清洗一遍,而是对教堂内外的每一块石材都清洗了三遍:..遍清洗过程是选用手提式打磨机安装钢丝球后,沾上茶枯饼水小心地对重点病害部分进行清洗,清洗结束后用低压喷水清洗法进行了..清洗;第二遍清洗方法与..遍相同,但所不同的地方是这一遍清洗的过程中所用的钢丝球明显要比..遍清洗过程中所使用的更软;第三遍清洗是人工用清水对其进行擦拭,使之露出石材原有的色彩和质感。此次清洗的工程量巨大,由于圣心教堂石质构件数量庞大,仅外墙、内墙、束柱等主要石材构件,清洗面积就高达18000多平方米(图 16)。


图 16:广州圣心大教堂石质构件(2013) 


此次清洗非常成功,不但清除了圣心教堂石质构件表面的病害,还成功地保留了其整体的历史沧桑感。经过随后几年的观察和记录,并未发现教堂内外的石质构件出现明显的失光溶蚀、盐碱斑等病害。遗憾的是此次清洗后并未做系统的石材养护计划。

二、国外历史建筑石材清洗养护工程案例 

在国外尤其是欧洲对于历史建筑的石质构件的清洗和养护工作相对起步较早,也较为..。由于各国对于历史建筑的保护原则不尽相同,其清洗和养护的方法和目标也略有不同。 

1.意大利比萨大教堂清洗 

矗立于意大利神奇广场之上的比萨大教堂及其斜塔是建筑..的瑰宝,也是欧洲..重要的遗迹。比萨大教堂建筑群是一组由白色闪光大理石组成的标志性建筑群,主要包括大教堂(Duomo)、斜塔、洗礼堂和墓地四个部分,其中以比萨斜塔的..度..,但是就其艺术价值本身而言,这四部分建筑每一部分都是独特而迷人的历史瑰宝(图 17)。 


                                                                               ①                                                   ②  

图 17:意大利比萨大教堂清洗前后对比 

(①1990, ②2015) 

2002 年对其的清洗工作,受到了意大利政府由上至下的重视,由意大利总理亲自负责,组建了一个拥有多学科..的清洗委员会来制定对这组建筑的具体清洗保护方法,其重视程度可见一斑。由于长期受到酸雨、油烟、以及其他污染物的困扰,比萨大教堂及斜塔里外立面上出现了大量油斑、锈黄斑、水斑等病害。为了..整个清洗工程的质量和安全,此次清洗工作十分小心,采用的方法主要为中性(表面活性剂)清洗法,清洗工程的经费高达 45 万欧元,耗时多达 250 余天,直至次年 6 月才完工。不过意大利政府的认真付出也获得了应有的回报,清洗后的比萨大教堂洁白如初,经过三基色测定仪测定,清洗后的石材与原石材色度变化E≤3,表面粗糙度基本不变。清洗工作结束后用 5%含氟聚合物对其进行了养护,直到 2015 年 1 月笔者到现场访查时,其养护效果依然良好(图 18)。 


图 18:意大利比萨大教堂现状(2015) 

2.意大利米兰大教堂清洗 

米兰大教堂是..上第二大哥特式教堂,仅比....的梵蒂冈圣·彼得教堂略小一点,无论是在欧洲建筑史还是宗教历史中都具有不可替代的重要位置,是意大利乃至..范围内..重要的教堂之一。 

米兰大教堂全部是由白色的 Candoglia 大理石砌筑而成,其平面宽约 60 余米,长约 130 余米。米兰教堂的特点在于它的外形丰富多彩,不..高达 45 米的尖拱以及高达 108.5 米的钟塔,还有大量精美的壁柱、花窗、135 个小尖塔以及雕刻精美数量巨大的雕像(图 19)。据米兰政府不完全统计,米兰大教堂外立面上总计有雕像多达 2000 余个,教堂内外雕像总计数量不少于 6000 个,蔚为壮观,即使称之为..上雕像..多的教堂也当之无愧。 


①  ② 图 19:意大利米兰教堂清洗前后比 

(①1990,②2015) 

由于米兰教堂拥有大量的石质构件,所以其石材清洗和养护工程也受到特别的重视。自 1813 年起,就已进行过多次清洗和养护工作。1972 年到1974 年间,米兰政府按照意大利所公布的相关标准,用旋转粒子喷射清洗法清洗了教堂上的粉尘和鸽子粪便等,并加固更换了部分浮雕和雕像,..工作人员还用透明的、具有强憎水性的丙烯酸对米兰大教堂进行了..而系统的养护。此后一直由意大利 Veneranda Fabbrica del Dumomo 公司每年对其进行检查,以确定大理石构件的保存状态。已现在的眼光来看,当时的清洗和养护过程显然过于粗暴,但不得不承认 40 多年前意大利的工程师们就有“实验——清洗——养护——监测”的保护意识和工作模式,这是值得我国石材养护工作人员学习的。 

检测公司在 2002 年发现米兰大教堂外立面大理石养护层和一些暴露部位出现了失效损坏等现象,此后大理石出现病害的范围逐渐增加,病害部位的损害程度也逐渐加大。因此自 2003 年至 2009 年,米兰政府花费了近 6 年时间对其进行了新一轮的墙体外立面的修复清洗工作(图 20)。 


图 20:意大利米兰教堂现状(2015) 

此次清洗涉及到 10 余座尖塔,6 座哥特式装饰构件以及约 3000 平方米的墙面装饰性石材构件。值得注意的是,此次清洗过程除了在施工现场花费了大量人力外,还在实验室和 Candoglia 大理石矿山(米兰大教堂石材产地)进行了大量的研究和实验,粗略统计总计花费了超过 5 万个工时的工作量,这种做法值得我们学习。..终的清洗过程是用雾化水清洗法和旋转粒子喷射清洗法完成了对米兰大教堂的..清洗,仅其正立面的 Candoglia 大理石构件清洗面积就多达 10.5 万㎡。需要说明的是 Candoglia 大理石的莫氏硬度为 7,远远高于国内常用饰面大理石的硬度(通常莫氏硬度为 3-4)。清洗结束后,工作人员用传统的沙子和熟石灰混合做成灰浆做密封剂密封,而且在..外部安装了吓唬飞禽设备,此设备主要是为了避免鸟儿在教堂上筑巢。由于 Candoglia 大理石质地坚硬,因而未对其进行养护,仍由 Veneranda Fabbrica del Dumomo 公司每年对其进行观察和检查。在工程进行的同时,三维成像工作人员利用摄影测绘技术以及激光扫描技术,对清洗后的米兰大教堂上的尖塔、雕像以及其他各类石质构件(总计多达 8147 块),逐一测绘并完成了三维影像制图,随后利用计算机和互联网技术建立了一个精细度极高的 1:20 比例的三维模型(精度为 mm)。这个模型对指导米兰大教堂的修复有不可或缺的指导意义,而且也如实地记录了米兰大教堂外立面的每个细节。 

3.法国亚眠大教堂清洗 

亚眠大教堂是法国中世纪..的哥特式大教堂之一,始建于 1220 年,距今约有 800 年历史。亚眠大教堂十分宏大,仅其..主要的十字厅就长达 133.5 米、宽 65.25 米,而且选用了尖形肋骨交叉拱结构形式支撑起了高达 43 米的大厅屋顶,这一做法在当时无疑是一个创举。两侧塔楼分别高 67 米和 62 米(图 21)。坐落于索姆河畔的亚眠大教堂立面构图严谨、雕刻精美,其正立面不..柱墩样式的束柱,还有直径达 11 米的巨型火焰纹玻璃花窗,侧立面密布 10 余米高的彩色玻璃窗,窗棂雕刻之精美、开窗面积之大,均堪称哥特式教堂的典范。 


图 21:法国亚眠大教堂现状(2015) 

十字厅南门正上方处因雕刻有大量的圣母生平雕塑,因而又被称作圣母门(图 22),它与主入口雕刻的《..的审判》和北门雕刻的《殉道者》一并合成“亚眠圣经”。这些雕塑和雕刻之精细堪称同时期建筑之..,因此其艺术价值和历史价值之珍贵也是建筑界所公认的。 


图 22:法国亚眠大教堂圣母门及石雕现状(2015) 

法国在亚眠大教堂在 2009 年的维修工程中,在对圣母门大理石雕刻以及英斯布伦蒂尔石雕的清洗过程中都选用了激光清洗,清洗结果令人十分满意,不但没有改大理石的内部结构,而且大理石表面也没有出现任何明显的损伤。经过三基色测定仪测定,清洗后的石材与原石材色度变化极小(E≤1),表面粗糙度也未改变。清洗工作结束后,工作人员选用含氟丙烯酸酯共聚物为圣母门上雕刻的大理石构件表面完成了..养护。 

4.德国埃森大教堂清洗 




德国埃森大教堂(Essener Münster)位于市中心的城堡广场,其..初是埃森修道院的一部分,始建于 1275 年,在第二次..大战中不幸被炸毁,所幸的是其在战后迅速被重建,重建后其形制与炸毁前基本相同。该教堂大量使用了砂岩,不同于一般建筑只是将石材应用于檐口、山花等普通装饰构件,该教堂更是用砂岩完成了玻璃花窗火焰券的窗户分隔(图 23),这即使是在德国也是十分少见的。德国常见的做法是采用砖材构件,例如卡尔斯鲁尔主教堂(Karlsrhe Cathedral)。 



图 23:德国埃森大教堂修复现状(2015) 

在 2014 年德国下萨克森州政府对该教堂进行了..的修复,主要工作是对其穹顶进行修补,并对外立面进行清洗。由于该教堂在重建的过程中,一部分石材是战后废墟中所保留的,因而有明显的战火痕迹,出于对历史的尊重,此部分石材没有被清洗(图 24)。自重建之后其石质构件表面产生了较为明显的水斑和锈黄斑,因而此次清洗工作在实验的基础上选用了湿粒子喷射清洗法,对于病害较明显的地方和部分有机色斑(油漆)选用有机溶剂化学溶液清洗法进行清洗。此次清洗工作从 2014 年 10 月开始,清洗结束后会选用含氟丙烯酸树脂对教堂外立面石材进行养护,并由他们在每年的 3 月初和 9 月初对其进行检测和评估。 


图 24:德国埃森大教堂保留战火痕迹(2015)