现状检测分析鉴定能够揭示出在建筑生命周期内原有结构与后期在平面、结构、设施上进行的改造加建之间的关系,同时也可辨析出建筑老化过程中的危险与病害类型。调研者需要对鉴定手段与流程有清晰认识,同时对建筑建筑结构、建造技术、材料特征等也有基本了解,才能迅速并准确地对建筑现状进行分析鉴定。
图2-10 南京7316厂区改造整体环境调研
图片来源:笔者绘制
现状检测对象包括建筑的主体结构、围护结构、地基基础、设备设施、装饰装修和附加构件等。检测的目的是了解并确定建筑各部件的性能指标,进而对建筑现状情况作出全面合理准确的评价。检测技术可分为直观检测技术、仪器检测技术以及实验室检测技术。
1)直观检测技术
直观检测技术采用简便易行的方法,主要靠人体感知来实现初步的检测(表2-5),而无须动用昂贵繁琐的检测仪器。这种技术适用于检测时间较为紧张、现状资源条件有限、精度要求不高、只需要作出大致定性判断的一些场合。其检测的效果很大程度上取决于检查人员的专业经验和实践能力,检测者可能是熟悉建筑结构构造及退化机制的管理者、设计者,更多地可能是专业的建筑检测机构。直观检测技术可以大致判定出建筑遗产的现状残损类型及特征、退化表征以及安全性、适用性、耐久性等指标。
最常见的直观检测方式是尝试切开某一段建筑剖面,以揭示其隐藏内表面的构造与状况。这种检测方式对于砖混结构、钢筋混凝土结构、钢结构等不同结构类型的建筑均是适用的。选择打开点的位置较为关键,要求既能获取最多的建筑现状信息,又能将对结构的危害减到最小,因此探测点常常选在破损处或洞口。
表2-5 人体感知在建筑现状调查中的运用
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资料来源:笔者整理
2)仪器检测技术
在现代化的调研分析手段引入之前,建筑调研工作通常全由人力进行直观检测。只要执行合理,可以得到较为科学准确的结果。然而直观检测也有一定的局限性,一般只适用于体量较小、复杂程度不高的建筑。对于本书研究的近现代建筑而言,多数较古建筑更为庞大和复杂,这就需要仪器检测以提高检测的效率与精度。仪器检测技术是借助相关科学仪器与实验确定建筑材料、产品或构件等性能指标及其状况的技术,如混凝土强度测试、裂缝变形的监测、结构动力性能的测试等,相对客观公正(表2-6)。
借助仪器检测技术的帮助,也使得从单次检测到长期监测成为可能。具体检测手段已不再只是木槌敲击听音探测墙面空鼓及内部脱层,更多相对复杂并无害的检测手段正得到广泛运用,如借助声波、温度、磁力和X光等技术,而这些专业技术常常需要相关专家的介入来实现,其目标是无须破坏主体剖面即可揭示内部肌质状况。比如进行幕墙保温隔热性能检测时,可以通过测量通过某一墙体时温度的变化与水分的流失来确定空气与水汽进入整个外墙或是玻璃幕墙的情况。
表2-6 代表性的建筑检测仪器
资料来源:笔者整理
3)实验室检测技术
实验室检测分析的内容是通过一系列实验来揭示材料的物理及化学属性,包括物质构成、热胀冷缩系数、弹性模量、可渗透性、吸湿吸水性、在加速温差变化时的耐久性,等等。其能够较为科学地判断出建筑室内外的各主要材料的退化程度以及耐久性,进而了解建筑某材料及构件的退化机制、剩余寿命以及决定何时何种方式进行修理或更换。
现代的科学技术使得实验室能够模拟出建筑室内室外的环境状况,在模拟化的真实场景中,可以进行多种材料特性实验,并完成一些在现场根本不可能实现的检测工作。如东南大学建筑学院和城市与建筑遗产保护教育部重点实验室于2009年正式建成“东南大学大型建筑全环境舱动态实验平台”(Large Scale Dynamic Building Climate Chamber Testing Facility of Southeast University)。该建筑全环境舱具有以下特点:①大尺度的实验空间:实验段截面面积可达到3.0米×4.0米,可进行大型试件的实验;配合高精度传感器、变送器和采集器,实验数据的可信度大大提高。②全环境下的动态、精确、连续模拟控制:可对温度、湿度、太阳热辐射、紫外辐射、降水、酸雨等环境参数进行动态、同步、精确、连续的模拟控制,实现对真实自然环境的高精度仿真。③大范围环境控制:温度控制范围达到-20℃~-40℃,湿度控制范围达到20%~90%,太阳热辐射控制范围达到0~1 000 W/m2。④高速的环境动态变化频率:环境加速比可达到8,即在3小时内完成真实条件下24小时的环境动态变化[18]。该实验平台在建筑遗产保护领域可发挥较大作用,如研究建筑材料、构件和系统性能退化及耐久性,同时还可以开展建筑节能、建筑人居环境等方向的实验研究。
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