木材是人類建筑史上應用時間最長的建筑材料之一，已有數千年的使用歷史，木結構是單純或主要由木材承受荷載的結構，在中國現存的古建筑中，木結構占有相當大的比例。據不完全統計，北京現有國保、市保、區保等文物建筑1700余處，其中木結構建筑有1200余處，約占71%。

　　然而木材作為木結構建筑最主要的組成部分，由于其生物材料特性，容易發生開裂、蟲蛀和腐朽等缺陷，尤其在屋頂漏雨、空氣潮濕時，腐朽發生率更高、速度更快；同時木構件在長期局部受壓情況下也會產生構件變形或節點破壞等問題，嚴重時甚至導致構件斷裂，這些都成為結構隱患。

　　長時間實踐證明，古建筑的修繕大都緣起于木結構的損壞，而木結構的損壞又多是由于木材本身的損壞造成的。因此，為保護這些古建筑，保存歷史文化信息，除做好現有的古建筑木結構日常保護和修復加固工作外，開展相應的勘察統計與研究工作同樣不可或缺。

　　鑒于此，筆者基于北京、浙江、江蘇等地木結構古建筑勘察情況，總結古建筑木結構最容易殘損的位置和主要殘損類型，分析殘損產生的原因，并提出避免殘損發生的措施，為更有效地保護木結構古建筑提供技術支撐。

　　1.古建筑木結構殘損勘察技術

　　古建筑木結構勘察技術是指以外部損傷檢查、內部損傷探測、病蟲害檢測、木材強度檢測和木材取樣分析為基礎的木構件現狀評估，以及結合結構布局調查和建模的木結構建筑整體安全狀況評價，并根據殘損點分析，提出構件針對性保護以及預防性保護措施的技術，如圖1所示。其中，殘損勘察技術包括外部損傷檢查、內部損傷探測、病蟲害檢測和取樣分析等多方面，構件開裂、腐朽、變形、蟲蛀等均為殘損。

圖1古建筑木結構現場勘察技術

　　2.古建筑木結構殘損結果與分析

　　筆者前期對北京、浙江、江蘇等多地木結構古建筑的勘察結果表明，木結構古建筑的木構件或多或少地存在一定程度的殘損，其中占比最高的為構件開裂，該類型殘損在所有殘損中的占比大于50%；其次為構件腐朽，占比雖低，但危害較大；此外，構件的變形和蟲蛀也偶有出現。本文以前期多處古建筑木結構的勘察數據為基礎，對多發殘損進行相關統計和分析。

　　2.1大多數的構件開裂并不影響結構安全

　　古建筑木結構最常見的殘損為干縮裂縫，幾乎所有木結構建筑的柱、梁、檁、枋等構件會出現一定程度的開裂，如圖2所示。一般的開裂不會影響結構安全，其表征分析可通過探針刺探深度、尺量長寬進行判定。

圖2木構件的開裂

　　木材開裂與其含水率及木材本身的生物質材料特性有關，尤其是木材使用前如果未干燥至當地的平衡含水率，或者干燥方法不當使得木材內外存在一定的含水率梯度，使用后隨著時間推移水分散失，木材將產生收縮開裂。一般來說，檁的開裂多從端頭邊緣位置開始；梁和枋經過了機械加工，在加工過程中應力得以釋放，從而在一定程度上可降低開裂發生的概率。在原材料相同情況下，所加工的木構件越小，木材應力釋放得越多，內外含水率梯度更容易均衡，開裂概率及程度越低。

　　從古建筑用木材開裂的樹種統計結果（表1）來看，常用木材樹種中容易產生開裂的有落葉松等，這是因為落葉松等木材的弦徑干縮比較大（弦徑干縮比＞2.0），更容易產生干縮變形。同理，云杉等木材的弦徑干縮比較小，因此相對于落葉松等木材不容易產生干縮變形。此外，早晚材差異、密度等因素也會在一定程度上影響木材的開裂。

　　2.2大跨度的梁和枋是否存在斷裂跡象應被關注

　　古建筑木梁和枋承受的荷載方向以豎向為主，當梁、枋界面尺寸較小或隨著時間的推移在長期荷載作用下，木梁、枋在豎向可能會產生過大變形，進而發生斷裂，如圖3所示。因此，對于大跨度梁、枋構件，若發現變形時，應測定其豎向撓度，并檢測其受力點是否有斷裂跡象。

圖3木構件的豎向變形及斷裂

　　2.3埋墻柱為腐朽殘損多發區域

　　古建筑木結構的腐朽大多發生在埋墻柱（包括半露明柱和墻內暗柱），以北京某古建筑群木柱的勘察統計結果為例，中度以上腐朽的木柱中，埋墻柱占比超過了62.29%；重度腐朽的木柱中，埋墻柱占比超過了75.00%。這充分說明，埋墻柱是木結構古建筑中容易發生腐朽的木構件，應作為檢測和監測的重點。對于此類位置木構件，因裸露空間較少難以進行木柱內部整體掃描；對具有一定裸露空間的，可以使用阻抗儀等刺入式探測手段，利用有限的裸露空間通過發散探測分析木材腐朽體量，如圖4所示。

圖4埋墻柱及探測方法

　　不具備檢測操作條件的埋墻柱，可嘗試采取排氣孔等開口探針刺探，必須要破開墻體進行勘察。木材腐朽是因為木材本身的生物質材料特性，隨著使用時間的推移不可避免會出現材質的下降，其次木材是由纖維素、半纖維素、木質素等有機高分子組成的，這種材料是一些木腐菌和昆蟲的營養物質，在合適的溫、濕度條件下危害生物便會加速繁殖，使木材發生腐朽，造成木結構損毀。一般來說，木構件易發生腐朽的位置多為潮濕和通風不良的區域，比如埋墻柱和隱蔽的漏雨區域，這是因為墻體中立柱或漏雨區域構件長期處于潮濕環境，形成了危害生物的繁殖條件。

　　2.4檁構件隱蔽處易產生不易察覺的腐朽

　　檁構件隱蔽處指的是檁條與椽子望板交接處，大多數檁構件處于建筑高處，往往因位置關系不易于被勘察。檁構件隱蔽處產生腐朽是瓦面或者該位置結構松動等原因，導致雨水從屋頂滲入后首先進入椽子望板，然后接觸到脊檁、金檁或正心檁等構件，長期交替的潮濕致使殘損。如圖5所示，腐朽的檁條上有漏雨痕跡。

圖5木構件的腐朽

　　判定檁構件隱蔽處是否存在腐朽：1）認真刺探每一根檁的隱蔽部位，確定其表面是否存在腐朽；2）觀察是否存在雨水痕跡，當某處構件上存在雨水痕跡，該處區域內的構件均應詳細刺探，以確定是否存在腐朽和其他殘損。

　　2.5木材蟲害大多表現為陳舊性蛀孔

　　木材蟲害是木結構古建筑的一大安全隱患，一般在木結構材質狀況勘查中很難發現活蟲，而是由它們造成的木材危害狀，常見的形式為陳舊性蛀孔及殘留蛀屑，如圖6所示。陳舊性蛀孔是指原有蟲蛀，現在已沒有活蟲危害，這種情況在古建筑木結構中比較多見。蛀孔、蛀屑的存在往往為木材腐朽菌的滋生創造了良好條件，因此，木構件的腐朽和蟲蛀多是伴生的。

　　從分類學角度來說，危害古建筑木結構的昆蟲主要分為：蛀木甲蟲（包括天牛、粉蠹、長蠹、竊蠹等）、白蟻和木蜂。若現場勘察發現活蟲，進行蟲體鑒定分析，并針對性防治即可。對于現場勘察未發現活蟲，但具有明顯危害狀的構件，可以根據蟲孔、蟲道、蛀屑以及整體危害狀的表現形式進行鑒定，如圖7所示。一般來說，小蟲孔多為粉蠹類等蠹蟲危害所致，數量不多時，對木材使用影響不大。鉆蛀大蟲孔的蛀蟲有天牛和木蜂，木蜂鉆蛀直徑可達1cm以上，兩者的區分除蟲孔和整體危害狀外，對蟲道和殘留蛀屑進行顯微觀察和殘體提取，可以更好地鑒別。白蟻是既不同于天牛和木蜂，也不同于蠹蟲的另一類重要害蟲，白蟻蛀入木材內部，喜好蛀食木材較柔軟的部分，故木材被害成溝狀、深縫狀，嚴重時整個木材僅殘存片狀或條狀。長期現場勘察發現，木材遭受害蟲蛀蝕已嚴重損壞的，即使反復查勘也很難發現活蟲。因此，木構件的危害狀及現場木屑，成為鑒定害蟲種類的重要依據。

　　木材害蟲多是在建筑初建或修繕時，由于原木加工處理不當而被帶入建筑中的，因使用木材未嚴格干燥且未進行防蟲處理，害蟲得以生長和繁殖。此外，古建筑室內布置隔斷或布局改造時木質裝飾材料使用不當，也可能帶入木材害蟲，這種情況亦不少見。有些蟲害的發生也與建筑周圍環境相關，如建筑物周圍存在樹木花草茂密的地方更容易發生木蜂危害，白蟻多發地區易出現白蟻危害。

　　除常見害蟲蛀蝕外，部分木構件上存在蝙蝠糞便、鳥類糞便等，如圖8所示。這些殘留不會嚴重影響木結構的安全，但會產生一定的表層腐朽。此外，部分木構件的連接區域也曾發現泥蜂巢，泥蜂不鉆蛀木頭，對木構件無危害。

　　3.建議

　　1）古建筑內使用任何木質材料均應進行科學合理的干燥。

　　木材的干燥既可以減少木材開裂的發生，又可以滅殺可能潛藏在木材中的部分木材害蟲。木構件的修繕、更換以及木質裝修材料使用前，均應進行科學合理的干燥，使其達到使用地區的平衡含水率。從材料源頭上保證木結構不出現殘損隱患，是非常重要的一環。

　　2）古建筑上層構件部分區域設置溫濕度監控。

　　在材料質量符合要求情況下，保證良好使用環境也尤為重要。對于非立柱構件而言，最重要的是確保屋面沒有雨水滲入，當難以避免雨水滲入時，應做好重點區域溫濕度的監控，以確保及時察覺和處理隱患。監控木構件所處環境的相對濕度，及時發現引起環境濕度變化的雨水滲入點，對保護古建筑木結構至關重要。

　　3）古建筑木柱的處理將是研究的重點。

　　古建筑木柱的安全始終是建筑安全重中之重。對于露明柱可以采取柱礎隔離其與地面的接觸，而對于埋墻柱而言，不可避免地需要接觸到墻體，在通風不良和潮濕的條件下，如何從材料、工藝等方式入手，防止或延緩埋墻柱腐朽的發生，將是以后研究的重點。

　　4）古建筑木結構的蟲害防治應該防重于治。

　　古建筑木結構的蟲害防治除主動防御外，還應結合區域特征進行預防保護，如出現天牛危害建筑應定期在木料表面進行藥劑處理，避免天牛等成蟲產卵，建筑物周圍存在樹木花草茂密的地方應警惕木蜂危害，而白蟻多發區域可以設置防護層或誘殺坑進行預防或預警。

　　5）古建筑木構件應逐步建立健康檔案。

　　隨著時間的推移，古建筑木構件由于生物質材料特性均會產生一定的殘損，對所有木構件尤其是存在一定殘損的木構件，進行殘損信息數字化，同時對該構件進行相應的樹種鑒定和木材強度測定，以此構建古建筑木構件殘損及相關材質信息的數據檔案，從而為科學研究和修繕設計提供快速的個體查詢和信息提取渠道。這也是保護木結構古建筑及保存歷史信息的有效方式。