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[摘要]分析福建土楼木结构采用的材料,研究材料原来经过的保护处理及材料的材质健康现状及安全隐患。
[关键字]福建土楼木结构杉木损坏
福建土楼是世界独一无二的大型民居形式,被称为中国传统民居的瑰宝[1]。福建土楼中部分土楼是世界文化遗产,土楼是不可再生资源,保护好土楼具有非常重要的意义。如图1所示,土楼内的木结构材料是土楼的重要组成部分,也是土楼文化的重要载体,保护木结构材料同样具有重要的意义。目前部分木结构材料由于年代久远、自然损坏和人为损坏等多方面因素,已经产生一定程度的损坏,应该采取相应的保护措施,但在采取相应措施之前,应先研究清楚其木结构材料的现状。
图1玉成楼内景
1土楼木结构采用的木材
1.1 采用木材的种类
建土楼用的木材,过去一概用杉木[2]。列为世界文化遗产部分的土楼都具有一定的历史,建筑材料基本是就地取材,在福建省所处地理位置,杉木较适合作为建筑材料使用。经笔者实地调研,土楼木结构原用材确实是杉木。
1.2 杉木特征
杉木,别名杉树、建木等,主产于长江流域以南,福建盛产;木材纹理直,结构均匀,材质较轻,干缩小,易于干燥和加工;木材树干通直,易于制作板方材;杉木内含“杉脑”,能抗蚁蛀耐腐[3]。
1.3 杉木经过的保护处理
1.3.1烟熏法
建土楼之前,土楼人通过手工工具把杉木去皮,制成板方材后,通过烟熏法,把杉木含水率干燥到当地平衡含水率后才做木结构用材,干燥能防止杉木的变形和开裂,提高力学强度,改善使用性能,还能预防杉木腐朽变质,延长杉木的使用寿命。图示1可看出2楼以上木结构材料表面有碳黑色,实际是烟熏所致,烟熏法除了能干燥杉木外,同时能使杉木材表面碳化,形成保护层,可以增强杉木材的防腐和抗白蚁,还能使杉木材不易吸收水分,防止杉木材因干缩湿涨而破坏木结构,防止因含水而易腐朽变质[4]。杉木的烟熏法处理对于土楼至今仍能被正常居住起到关键性作用。
1.3.2 涂饰
涂饰可以在杉木表面涂以涂料,形成一层保护膜,能够阻止或延迟杉木被破坏现象的发生和发展,使杉木的使用寿命延长,同时因为涂料的色彩而起到一定装饰作用。
在土楼建成之后,部分土楼人家为了使土楼更加美观同时为了保护土楼的木结构,在局部采用了涂饰工艺,如图2所示,门窗的木结构上采用了彩色油漆。还有就是在后期的居民生活中及在土楼申请成为世界文化遗产成功后,对部分木结构做了油漆保护,如图一一楼门窗的油漆、图3的楼板白色油漆及柱子的黑色油漆。
图2福裕楼内景
图3振成楼内景
2土楼木结构连接材料
土楼木结构的连接除了采用自身榫铆结合外,都采用竹钉连接。竹材本为易虫蛀、腐朽的材料,但是制造土楼用竹钉用的是硬皮老竹头,于冬天砍伐,粗加工成竹钉之后,放在铁镬中加净生黄土及少许食盐炒至老干变黄,这种竹钉异常坚硬,而且几乎不朽,比铁钉更耐久[2]。这一点也是土楼永久长存的关键因素之一。
3土楼木结构材料的损坏现状及安全隐患
福建土楼木结构材料目前总体状况良好,但是土楼都具有一定的历史,特别是列为世界文化遗产的土楼更具有悠久的历史。由于年代久远,部分土楼的木结构材料有一定程度自然的损坏,同时居民的生产生活中的一些行为也造成了土楼木结构的受损,这几年,特别是土楼申遗成功后,旅游的大力开发也对土楼的木结构材料产生了一定的损坏。
3.1 杉木的生物损坏
3.1.1菌害
目前土楼木结构由菌害产生的损坏总体情况较轻微,但在木结构的某些局部,菌害还是严重威胁到了杉木的材质健康。
菌害主要是木腐菌引起的杉木的腐朽。腐朽会使杉木逐渐改变其颜色和结果,使胞壁受到破坏,物理、力学性质随之发生变化,最后变得松软易碎,呈筛孔状或者粉末状[5],这一点严重威胁到杉木的材质健康。木腐菌的生长条件是适宜的温度、氧气和适宜的含水率,木腐菌在土楼内有适宜的温度和足够的氧气,那么杉木中的含水率就成了木腐菌是否能破坏土楼杉木的决定因素。正常情况下,土楼中的杉木结构材料已经经过干燥处理,其含水率低于木腐菌生长的含水率,不易发生腐朽,但是在土楼居住过程中,局部木结构材料的含水率会发生变化,从而使杉木含水率符合木腐菌的生长,主要有以下三个部位:①阴暗潮湿处。主要是生活用水处、放置尿桶处的木地板,此类地方木地板常年处于潮湿状态,易受木腐菌侵蚀;②晾衣服处下方的木护栏及楼板,此处地方处于干干湿湿交替状态,也容易受木腐菌侵蚀;③屋瓦被破坏处下方的木结构,如图4的玉成楼内屋顶的檐椽及横梁产生了腐朽,此类地方主要是在雨天时候,雨水透过破坏的屋瓦而使木结构受潮,屋内又不易晒到太阳,而福建又是地处降水较多的省份,所以屋瓦破坏处的木结构材料常处于潮湿状态,特别容易引起腐朽。
图4玉成楼内的屋顶
3.2 木材的物理损坏
3.2.1光降解
太阳光中的紫外线与部分可以晒到太阳的杉木表面发生光化学的降解作用,从而导致颜色变暗[6]。在部分有悠久历史的土楼中,杉木材色变暗较明显,如图1所示,二楼楼板新换材料的材色与原杉木材色形成鲜明对比。
3.2.2开裂
土楼木结构木材受潮或者光照不均匀也会引起木材的变形、开裂,从而影响木构件的结构力,同时开裂的裂缝为菌虫提供了有利生存场所,存在受菌虫侵害的隐患,如在裂缝处发生菌虫的侵害,因其在木材内部,其危害程度及除害难度都将大大提高。
3.3 人为破损
3.3.1木结构松动和材料断裂
部分土楼一楼至二楼楼梯的扶手木结构有松动,致使某些杉木材断裂。主要原因是传统的土楼居住形式是二楼为谷仓等仓库,土楼人家在搬运谷物或其他东西上下楼时候,都会借助扶手,且此时用力较大,在时间的累积下,致使木扶手慢慢的出现松动和材料断裂。
3.3.2木楼板、楼梯踏板等的鞋印和磨损
生活在土楼内土楼人家,长期在杉木板上走动,对楼板及楼梯踏板会留下鞋印和磨损材料,如图5所示,楼梯木结构材料已经被严重磨损,特别是现代生活中,皮鞋等质地较硬的鞋底及女士穿的高跟鞋对板材的破坏更加严重,还有就是旅游开发之后,随着旅客数量的增加,对楼板及楼梯踏板的破坏就更加严重。
图5玉成楼内一楼至二楼楼梯
3.4 油漆脱落
在时间的作用下,原来部分木结构上做的涂饰保护和装饰都产生一定程度的破坏。如图2所示,木框及门板的油漆已经部分脱落,不但破坏图案而破坏了图案所显示的文化内涵,而且致使材料直接暴露在空气中,而易受侵害;图三所示,楼板及柱子的油漆已经部分脱落,致使材料直接暴露在空气中,易受侵害。
3.5 土楼荒废引起的损坏
部分土楼由于没人居住引起的破损有以下三个方面:①屋瓦破损、木结构破损因无人居住而无人修复,这一点加速了材料的破损;②无人打扫卫生,致使土楼内环境较适合菌类生存,更易产生腐朽;③无人居住就无人生活做饭,没有做饭就没有烟火,没有干燥的烟火就导致土楼内较潮湿,更易受菌虫侵害。
4材料的安全隐患
4.1火灾隐患
杉木木结构为木质材料,极易燃烧,而且土楼内使用的杉木数量众多,虽然部分土楼在申请世界遗产成功后有安装灭火器,但是没有自动消防警报及自动灭火装置,还是存在一定的火灾隐患,况且有的土楼内目前还没有装灭火器,火灾隐患就更大。
4.2 虫害隐患
虽然目前在土楼内很少受虫害侵蚀,但是木结构材质为木材,木材本身易受虫害,特别是白蚁的侵蚀。长期来说存在虫害隐患。
5结论
目前福建土楼木结构材料—杉木已经遭到一定程度的损坏,包含变色、腐朽、开裂、人为损坏、油漆脱落等损坏,同时又有火灾、虫害等潜在安全隐患,而且目前有些土楼无人居住而被荒废,易受损坏。为了世界文化遗产—土楼能够屹立不倒,应针对其已经产生的损坏采取相应的具体的补救措施,同时应做好各类损坏的预防。
参考文献:
[1] 黄汉民.福建土楼探秘[J].中国文化遗产,2005,(4):10-12.
[2] 林嘉书.土楼-凝固的音乐和立体的诗篇[M].上海:上海人民出版社,2006.
[3] 李浈.杉木在古代建筑实践中的应用[J].建筑历史,2004,(1):117-118.
[4] 李浈.中国传统建筑形制与工艺[M].上海:同济大学出版社,2006.
[5] 伊思慈.木材学[M].北京:中国林业出版社,1996.
[6] 陈允适.古建筑木结构与木质文物保护[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.
[关键字]福建土楼木结构杉木损坏
福建土楼是世界独一无二的大型民居形式,被称为中国传统民居的瑰宝[1]。福建土楼中部分土楼是世界文化遗产,土楼是不可再生资源,保护好土楼具有非常重要的意义。如图1所示,土楼内的木结构材料是土楼的重要组成部分,也是土楼文化的重要载体,保护木结构材料同样具有重要的意义。目前部分木结构材料由于年代久远、自然损坏和人为损坏等多方面因素,已经产生一定程度的损坏,应该采取相应的保护措施,但在采取相应措施之前,应先研究清楚其木结构材料的现状。
图1玉成楼内景
1土楼木结构采用的木材
1.1 采用木材的种类
建土楼用的木材,过去一概用杉木[2]。列为世界文化遗产部分的土楼都具有一定的历史,建筑材料基本是就地取材,在福建省所处地理位置,杉木较适合作为建筑材料使用。经笔者实地调研,土楼木结构原用材确实是杉木。
1.2 杉木特征
杉木,别名杉树、建木等,主产于长江流域以南,福建盛产;木材纹理直,结构均匀,材质较轻,干缩小,易于干燥和加工;木材树干通直,易于制作板方材;杉木内含“杉脑”,能抗蚁蛀耐腐[3]。
1.3 杉木经过的保护处理
1.3.1烟熏法
建土楼之前,土楼人通过手工工具把杉木去皮,制成板方材后,通过烟熏法,把杉木含水率干燥到当地平衡含水率后才做木结构用材,干燥能防止杉木的变形和开裂,提高力学强度,改善使用性能,还能预防杉木腐朽变质,延长杉木的使用寿命。图示1可看出2楼以上木结构材料表面有碳黑色,实际是烟熏所致,烟熏法除了能干燥杉木外,同时能使杉木材表面碳化,形成保护层,可以增强杉木材的防腐和抗白蚁,还能使杉木材不易吸收水分,防止杉木材因干缩湿涨而破坏木结构,防止因含水而易腐朽变质[4]。杉木的烟熏法处理对于土楼至今仍能被正常居住起到关键性作用。
1.3.2 涂饰
涂饰可以在杉木表面涂以涂料,形成一层保护膜,能够阻止或延迟杉木被破坏现象的发生和发展,使杉木的使用寿命延长,同时因为涂料的色彩而起到一定装饰作用。
在土楼建成之后,部分土楼人家为了使土楼更加美观同时为了保护土楼的木结构,在局部采用了涂饰工艺,如图2所示,门窗的木结构上采用了彩色油漆。还有就是在后期的居民生活中及在土楼申请成为世界文化遗产成功后,对部分木结构做了油漆保护,如图一一楼门窗的油漆、图3的楼板白色油漆及柱子的黑色油漆。
图2福裕楼内景
图3振成楼内景
2土楼木结构连接材料
土楼木结构的连接除了采用自身榫铆结合外,都采用竹钉连接。竹材本为易虫蛀、腐朽的材料,但是制造土楼用竹钉用的是硬皮老竹头,于冬天砍伐,粗加工成竹钉之后,放在铁镬中加净生黄土及少许食盐炒至老干变黄,这种竹钉异常坚硬,而且几乎不朽,比铁钉更耐久[2]。这一点也是土楼永久长存的关键因素之一。
3土楼木结构材料的损坏现状及安全隐患
福建土楼木结构材料目前总体状况良好,但是土楼都具有一定的历史,特别是列为世界文化遗产的土楼更具有悠久的历史。由于年代久远,部分土楼的木结构材料有一定程度自然的损坏,同时居民的生产生活中的一些行为也造成了土楼木结构的受损,这几年,特别是土楼申遗成功后,旅游的大力开发也对土楼的木结构材料产生了一定的损坏。
3.1 杉木的生物损坏
3.1.1菌害
目前土楼木结构由菌害产生的损坏总体情况较轻微,但在木结构的某些局部,菌害还是严重威胁到了杉木的材质健康。
菌害主要是木腐菌引起的杉木的腐朽。腐朽会使杉木逐渐改变其颜色和结果,使胞壁受到破坏,物理、力学性质随之发生变化,最后变得松软易碎,呈筛孔状或者粉末状[5],这一点严重威胁到杉木的材质健康。木腐菌的生长条件是适宜的温度、氧气和适宜的含水率,木腐菌在土楼内有适宜的温度和足够的氧气,那么杉木中的含水率就成了木腐菌是否能破坏土楼杉木的决定因素。正常情况下,土楼中的杉木结构材料已经经过干燥处理,其含水率低于木腐菌生长的含水率,不易发生腐朽,但是在土楼居住过程中,局部木结构材料的含水率会发生变化,从而使杉木含水率符合木腐菌的生长,主要有以下三个部位:①阴暗潮湿处。主要是生活用水处、放置尿桶处的木地板,此类地方木地板常年处于潮湿状态,易受木腐菌侵蚀;②晾衣服处下方的木护栏及楼板,此处地方处于干干湿湿交替状态,也容易受木腐菌侵蚀;③屋瓦被破坏处下方的木结构,如图4的玉成楼内屋顶的檐椽及横梁产生了腐朽,此类地方主要是在雨天时候,雨水透过破坏的屋瓦而使木结构受潮,屋内又不易晒到太阳,而福建又是地处降水较多的省份,所以屋瓦破坏处的木结构材料常处于潮湿状态,特别容易引起腐朽。
图4玉成楼内的屋顶
3.2 木材的物理损坏
3.2.1光降解
太阳光中的紫外线与部分可以晒到太阳的杉木表面发生光化学的降解作用,从而导致颜色变暗[6]。在部分有悠久历史的土楼中,杉木材色变暗较明显,如图1所示,二楼楼板新换材料的材色与原杉木材色形成鲜明对比。
3.2.2开裂
土楼木结构木材受潮或者光照不均匀也会引起木材的变形、开裂,从而影响木构件的结构力,同时开裂的裂缝为菌虫提供了有利生存场所,存在受菌虫侵害的隐患,如在裂缝处发生菌虫的侵害,因其在木材内部,其危害程度及除害难度都将大大提高。
3.3 人为破损
3.3.1木结构松动和材料断裂
部分土楼一楼至二楼楼梯的扶手木结构有松动,致使某些杉木材断裂。主要原因是传统的土楼居住形式是二楼为谷仓等仓库,土楼人家在搬运谷物或其他东西上下楼时候,都会借助扶手,且此时用力较大,在时间的累积下,致使木扶手慢慢的出现松动和材料断裂。
3.3.2木楼板、楼梯踏板等的鞋印和磨损
生活在土楼内土楼人家,长期在杉木板上走动,对楼板及楼梯踏板会留下鞋印和磨损材料,如图5所示,楼梯木结构材料已经被严重磨损,特别是现代生活中,皮鞋等质地较硬的鞋底及女士穿的高跟鞋对板材的破坏更加严重,还有就是旅游开发之后,随着旅客数量的增加,对楼板及楼梯踏板的破坏就更加严重。
图5玉成楼内一楼至二楼楼梯
3.4 油漆脱落
在时间的作用下,原来部分木结构上做的涂饰保护和装饰都产生一定程度的破坏。如图2所示,木框及门板的油漆已经部分脱落,不但破坏图案而破坏了图案所显示的文化内涵,而且致使材料直接暴露在空气中,而易受侵害;图三所示,楼板及柱子的油漆已经部分脱落,致使材料直接暴露在空气中,易受侵害。
3.5 土楼荒废引起的损坏
部分土楼由于没人居住引起的破损有以下三个方面:①屋瓦破损、木结构破损因无人居住而无人修复,这一点加速了材料的破损;②无人打扫卫生,致使土楼内环境较适合菌类生存,更易产生腐朽;③无人居住就无人生活做饭,没有做饭就没有烟火,没有干燥的烟火就导致土楼内较潮湿,更易受菌虫侵害。
4材料的安全隐患
4.1火灾隐患
杉木木结构为木质材料,极易燃烧,而且土楼内使用的杉木数量众多,虽然部分土楼在申请世界遗产成功后有安装灭火器,但是没有自动消防警报及自动灭火装置,还是存在一定的火灾隐患,况且有的土楼内目前还没有装灭火器,火灾隐患就更大。
4.2 虫害隐患
虽然目前在土楼内很少受虫害侵蚀,但是木结构材质为木材,木材本身易受虫害,特别是白蚁的侵蚀。长期来说存在虫害隐患。
5结论
目前福建土楼木结构材料—杉木已经遭到一定程度的损坏,包含变色、腐朽、开裂、人为损坏、油漆脱落等损坏,同时又有火灾、虫害等潜在安全隐患,而且目前有些土楼无人居住而被荒废,易受损坏。为了世界文化遗产—土楼能够屹立不倒,应针对其已经产生的损坏采取相应的具体的补救措施,同时应做好各类损坏的预防。
参考文献:
[1] 黄汉民.福建土楼探秘[J].中国文化遗产,2005,(4):10-12.
[2] 林嘉书.土楼-凝固的音乐和立体的诗篇[M].上海:上海人民出版社,2006.
[3] 李浈.杉木在古代建筑实践中的应用[J].建筑历史,2004,(1):117-118.
[4] 李浈.中国传统建筑形制与工艺[M].上海:同济大学出版社,2006.
[5] 伊思慈.木材学[M].北京:中国林业出版社,1996.
[6] 陈允适.古建筑木结构与木质文物保护[M].北京:中国建筑工业出版社,2006.