中國古代建筑防水探究

郭 琛 劉偉生

(山東科技大學(xué) 266590)

0 引言

隨著社會的發(fā)展，我國的科技得到快速的發(fā)展，防水材料的研究在不斷更新和進(jìn)步，但是根據(jù)近幾年的狀況來看，現(xiàn)在房屋防水材料的使用年限相對較短，一般為十年左右，高層建筑和重要建筑防水的使用年限能達(dá)十五年左右；建筑防水材料布置使用合理一般使用25年左右，這和古代建筑的使用年限相差很遠(yuǎn)。本文主要是根據(jù)這一現(xiàn)狀，重點研究古代民居建筑的防水材料和防水技術(shù)，希望能夠為當(dāng)代的建筑防水技術(shù)提供技術(shù)支持，提高當(dāng)今社會防水材料的使用年限。

1 背景

隨著現(xiàn)科技的進(jìn)步，防水材料的種類也在不斷更新，建筑種類有民居到工業(yè)建筑、民居建筑。建筑防水材料是建筑防水工程中的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是建筑產(chǎn)品當(dāng)中的一個重要部分；而且防護(hù)結(jié)構(gòu)由屋頂演變到屋頂、墻面、勒腳、地面、地下室等部位，預(yù)防對象由雨水、雪水已增加到排水、腐蝕性液體以及空氣中的濕氣、蒸氣，建筑材料的主要作用是阻止各種水分上滲入建筑物。

建筑材料的好壞對防水工程的影響很大，對建筑物來說，建筑材料的好壞體現(xiàn)著建筑的使用價值，影響著建筑物的使用壽命；對人們生活來說。建筑物的好壞直接影響著人們的生產(chǎn)活動、工作生活質(zhì)量。因此建筑材料對建筑的重要部分，對工程質(zhì)量的評定起到重要的作用。現(xiàn)階段時候使用的防水材料可以分成以下幾種：瀝青，改性瀝青，高分子柔性防水材料，剛性防水材料和塊狀防水材料這幾類。雖然防水材料種類之繁多，但是相對于古代建筑而言，防水材料種類的增加并沒有增加房屋防水的壽命，這是一個值得我們思考的問題。

建筑防水的使用壽命不單單與使用材料有關(guān)系，與防水的施工技術(shù)也有一定的關(guān)系，在古代建筑中雖沒有高級的防水材料，但仍能做到房屋百年不漏，有事甚至?xí)r間更長，當(dāng)然建筑的防水施工技術(shù)也是具有一定地域性的，比如黃土高坡江南地區(qū)的防水技術(shù)的便是天壤之別。雖然建筑的防水等級不一樣，最長使用年限為25年，但是通過對建筑防水材料的使用現(xiàn)狀分析可知，一般在使用年限內(nèi)就早已喪失了防水性能，達(dá)不到人們的使用要求。介于這一現(xiàn)狀，本文主要研究對象是古代建筑，研究內(nèi)容為古建筑的防水，分析古代建筑的防水措施，希望能夠為現(xiàn)在防水技術(shù)提供一定的技術(shù)支持。

2 古代建筑防水

在古建筑當(dāng)中使用灰作為防水材料是很常見的，我國幅員遼闊，南北地區(qū)氣候相差較大，影響著建筑物的防水技術(shù)。古代建筑的防水技術(shù)主要是結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和經(jīng)濟(jì)條件，古代帝王和平民所用的建筑材料不同，采用的防水材料和防水措施也不盡相同；建筑所處的自然環(huán)境不同，所使用的防水材料和防水措施也不盡相同，但是總體來說：在相對干旱的地域，房屋采用泥土囤頂；在草原地區(qū)，房屋設(shè)計都是以便于拆卸為主，防水材料一般采用牛羊氈；在南風(fēng)雨水較多，屋面多采用青瓦防水，增加屋頂坡度；北方屋面多采用的便是油紙防水法、鉛背防水法。因此，研究古建筑防水的問題需要我們對建筑按照地區(qū)進(jìn)行分類分析。

2.1 相對干旱區(qū)

干旱地區(qū)氣候特點是：干旱，氣溫變化幅度較大，降水量少而且變率大，蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于降水量，多風(fēng)且攜帶沙粒，太陽照射強(qiáng)光照充足，植被較少。我們以黃土高原建筑為例，對建筑防水進(jìn)行分析。黃土高原也被成為黃土高坡，地處我國西北地區(qū)，是世界最大的黃土堆積區(qū)。

窯洞是黃土高原的建筑象征，在此自然條件下，大型的植被無法生長就決定建筑不能使用木材，但是黃土的特殊性為這里的民居增添的光彩。黃土高原的土質(zhì)松軟，垂直節(jié)理發(fā)育（豎向好），干燥的黃土強(qiáng)度較高，但是土質(zhì)比較松軟，遇水則容易溶解。窯洞一般分布建造在黃土層上，利用的便是黃土這一特性，但是當(dāng)土層的含水率小于10%時候，土的豎向性很好，到含水率大于20%時，黃土的承載承載能力急劇下降，不能只能頂層土的壓力。【1】因此，防水對于窯洞而言相當(dāng)?shù)闹匾?/p>

窯洞防水只需考慮雨水滲透即可。窯洞一般選在厚度較大的立面上，在距離土表層較遠(yuǎn)的地方開始向下挖掘，這個距離一般為4m～5m，有的能達(dá)到幾十米，由于長期的重力作用，圖本身比較被壓實，土的孔隙減少，孔隙率降低，屋頂也可設(shè)置引流曹。當(dāng)外界雨水侵入時滲入土壤時，由于屋頂較厚，圖層上部水分較多，下部較少，不會滲入到房屋所用土層；天放晴之后，上表土層水分直接被蒸發(fā)，不會影響道房屋的構(gòu)造。

2.2 在草原地區(qū)

我國草原地區(qū)涉及12省，分布面積約400萬平方千米。草原氣候地域的氣候?qū)儆谏衬畾夂蚝蜐駶櫄夂蛑g的過渡性氣候，具有半干旱至干旱的大陸性氣候特點。氣候特征是降水少、干燥、溫差大、早本植物密集，全面日照時間長降水主要集中在夏季，降雨形式以陣雨為主。

草原地區(qū)居住的多以游牧民族為主，所以建筑構(gòu)造以簡單，易于安裝拆卸以便于遷移。本文以蒙古包為例解析蒙古包的防水措施?，F(xiàn)階段的蒙古包防水材料多種多樣，有帆布材料，鋼化玻璃材料等，自帶防水功能。而原始的蒙古包防水大都采用牛羊氈作屋面材料，具有防水保溫一體化的功能。

2.3 北方地區(qū)

北方地區(qū)主要是平原為主，兼有高原和山地，屬于主要是溫帶季風(fēng)氣候，局部地區(qū)是高原氣候，氣候特點是夏季高溫多雨、降水集中7.8月份，且多暴雨，冬季寒冷干燥北方植被屬于溫帶落葉闊葉林，喬木較多，建筑材料主要以木材為主。我們以古代木結(jié)構(gòu)建筑為研究對象進(jìn)行分析。

對于木建筑來要做好防水和防潮的問題，不然會使房屋的使用壽命大打折扣。在出土的殷朝建筑遺址中，曾發(fā)現(xiàn)木材深入地下的部分用金屬包裹，隔絕土壤起到了有效的防潮作用。隨著時間的推移，明清之后的建筑防水得到的很大的發(fā)現(xiàn)，地上部分的防水技術(shù)也不斷進(jìn)步。一般情況下，對于暴露在外的主要都使用涂抹法進(jìn)行防潮，一般使用桐油、豬血等材料。墻體內(nèi)的柱子也要注意防潮的作用，一般會留有“透風(fēng)”。

古建筑的屋蓋一般由椽子支撐，直接與灰泥接觸，在修建房瓦片時，灰泥的水分會滲透到木材中去，其次屋頂?shù)穆┧矔秩肽静?，影響結(jié)構(gòu)的整體整體穩(wěn)定性。因此古代人研究了多種保護(hù)方法，比如油紙防水法、鉛背防水法、疏通雨水等。將提前做好的油紙貼在望板上，右下至上錯縫粘貼，相當(dāng)于為望板披上一層防水膜，然后在上面鋪上泥灰的，就形成了點防水層。對于古建筑的防水施工要求很高，對于所放瓦片質(zhì)量要求較高，不然難以保證百年不漏雨的現(xiàn)象出現(xiàn)?！?】

2.4 南方地區(qū)

南方地區(qū)主要以熱帶亞熱帶季風(fēng)氣候為主，河流縱橫，氣候特點為：夏季高溫多雨，冬季溫和少于，降水量大，經(jīng)常出現(xiàn)陰雨天氣。面對面多的氣候條件，南方建筑除了采用青瓦防水之外，還會調(diào)整房屋的屋頂坡度，瓦片搭接形成的引流曹也將大部分直接排出。南北方青瓦搭接方式不同，北方的搭接重疊區(qū)較短，南方的搭接會站整個瓦片的3/4，形成很厚的瓦層，雨水較大時不會滲透，夏天有隔熱的功能。

3 總結(jié)

古建筑的防水材料和防水技術(shù)雖沒有現(xiàn)在施工技術(shù)先進(jìn)，但實現(xiàn)了房屋“百年不漏”的經(jīng)典。通過研究我們可以發(fā)現(xiàn)，古建筑的防水可概括為：“以排為主，以防為輔”“多道設(shè)防，剛?cè)岵?jì)”，經(jīng)過上千年的時間中幾類的大量的經(jīng)驗，我們應(yīng)該學(xué)習(xí)并且發(fā)揚光大。但是簡單只有好的設(shè)計理念沒有好的施工技術(shù)是難以實現(xiàn)這一壯舉的；在古代建筑防水材料都是經(jīng)過層層篩選的，在施工時嚴(yán)格按照施工技術(shù)進(jìn)行，精益的求精完成，這正式我們要學(xué)習(xí)的地方。

[1]童麗萍、韓翠萍.黃土材料和黃土窯洞構(gòu)造[J].施工技術(shù).2008.2

[2]王仲傑.古代建筑木構(gòu)防水小議[J].紫禁城.1996