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建成商行圓頂實察與修理調研(三)-穹頂

建成商行圓頂實察與修理調研(三)-穹頂的封面照片

陸、穹頂損壞概況

穹頂的構造主要是在鋼筋混凝土圈樑上,以混凝土及磚砌方式構築出圓筒造型,在這圓桶上以鐵線混凝土澆置出圓形的球頂。而球頂的內側,則是使用木構造支撐模板等,以下分別敘述之。

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㇐、圓筒構造

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1.現況

  圓筒構造主要由下而上分為混凝土圈樑、楣牆、以及穹頂下段部分。混凝土圈樑內徑約 1436mm,高度 570mm,寬度 350mm,置放於結構體的混凝土樑之上。   除了配合立面造型外,因為直筒內部垂直,外側有 95%的斜率,所以磚牆是漸次內縮,並分為上下兩段,砌法主要是以英式組砌為主。下段為楣牆部分,靠立面部分為鋼筋混凝土,其餘為厚度約 350mm 厚的磚牆,共 13 皮。第三段厚度約 230mm,主要銜接上半木構造及下半段楣牆部分。
段落敘述相關的圖示說明:由作者紀錄
圖72:圓筒構造溪、南、東、北側
段落敘述相關的圖示說明:由木博館後製
圖73:圓筒構造示意圖

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2.修繕方案建議

現況良好,在設計內容無特別敘述。固對於該處作簡單的清理。

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3. 執行情形

段落敘述相關的圖示說明:2022年作者紀錄
圖74:勾敏灰漿
段落敘述相關的圖示說明:2022年作者紀錄
圖75:勾敏灰漿後
2022 年 10 月 8 日起針對老劣化部分之灰縫重新勾抿。

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二、模板屋架

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1.前期調查

修復與再利用計畫對於穹頂屋架的敘述為:   「穹窿頂內部現場遺構可以看見紅磚、灰泥、木模板與支撐木條仍存在,從外或內皆無法辨別出模板和屋瓦中間層是否採紅磚砌築,但由支撐木條可以判斷出構築時以木桁 條的傘狀結構支撐起穹窿頂,木桁條下方再施作騎樓天花的吊板。」   而修復設時,礙於僅有鋁梯無法進行全面性調查,依照現況兩層的磚構造的組構方式,推測下半截 13 皮磚砌為直筒,上半層 10 皮為 1/2 圓;故事務所推測本案穹頂為 1/2 圓頂之屋架。
段落敘述相關的圖示說明:由楊勝繪製
圖76:調查推測屋架
段落敘述相關的圖示說明:由楊勝繪製
圖77:修復剖面圖
段落敘述相關的圖示說明:由楊勝整理繪製
圖78:修復大樣圖

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2.現況調查

段落敘述相關的圖示說明:由作者紀錄
圖79:穹頂內部現況
段落敘述相關的圖示說明:由楊勝繪製
圖80: 穹頂屋架復原(白色部分為現存,褐色為殘件模擬,黃色為榫孔推側)
  在鷹架搭起後,對於現況進行調查,使用木料為杉木。現存肋條殘存 6 組,木圈樑殘存約 1/2。肋條分為高低兩種,斷面尺寸約 87*57mm,半徑約 1630mm,高的偏心 18 度,間隔 36 度共計十組,斜撐約 57 度(15 寸勾配),自木樑往半圓形肋條延伸;後者則與構造體偏心約 0 度,斜撐比前者高 270mm,約 40 度(8.5 寸勾配)。   圈樑部分斷面尺寸 121×105mm,每段約 60 度,共計 6段,以鎌繼接合,並於 0 度起每 45 度施作螺栓,與磚構造接合。
  中間的束及木樑均不存,以現況的榫孔推測,中間的束可能為 20 邊形,直徑約 210mm。而木樑部分,18 度部分殘留的大致置放於木圈樑上,108 度則是與木樑以榫接方式接合。以榫接進行推測,木樑的斷面尺寸約 165×135,中間以相欠繼方式銜接。   現況損壞超過六成,主要是混凝土構造滲漏導致木料濕度過高,造成蟲蟻腐朽等劣化。
段落敘述相關的圖示說明:由楊勝拍攝
圖81:肋條現況
段落敘述相關的圖示說明:2022年拍攝
圖82:束上端殘跡
段落敘述相關的圖示說明:作者紀錄
圖83:下木樑殘跡
段落敘述相關的圖示說明:作者紀錄
圖84:上木樑殘跡

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3.修繕方案建議

  修復設計本屋架以樟木仿作,並於水平部分開通氣孔以減緩屋架中的潮氣。現況為杉木,且雖樟木耐腐朽能力較佳,但材料穩定性差,且價格較高,建議改採杉木方式施作。
段落敘述相關的圖示說明:由楊勝繪製
圖85:屋架設計圖說

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4.執行狀況

2020年8 月份訂料後,於蔡楊吉師傅新竹工作室進行加工,並於 10 月 4 日假組立後,於 12 月 14 日安裝,首先安裝圈梁,再安裝中柱及陸梁,而後安裝斜撐後再安裝木板。
段落敘述相關的圖示說明:由楊勝記錄拍攝
圖86:屋架假組立1
段落敘述相關的圖示說明:由楊勝記錄拍攝
圖87:屋架假組立2
段落敘述相關的圖示說明:由楊勝記錄拍攝
圖88:圈樑安裝
段落敘述相關的圖示說明:由楊勝記錄拍攝
圖89:陸樑安裝
段落敘述相關的圖示說明:由楊勝記錄拍攝
圖90:勒條安裝1
段落敘述相關的圖示說明:由楊勝記錄拍攝
圖91:勒條安裝2

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三、鐵線混凝土

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1.現狀調查

圓頂在模板完成後先以鐵定固定在模板上,在以鐵線交叉方式纏繞,而後交至約 50mm 的混凝土。現在混凝土主要是因為開裂、鐵線銹蝕等,導致滲漏等。這符合 20 世紀初混凝土非澆置而是以鏝刀抹上去的方式。   如台灣博物館上的水泥匠稱為左官棟樑,可能在當時沒有專業的水泥匠人,而是以泥水匠去施工。
段落敘述相關的圖示說明:由作者紀錄
圖92:鐵線混凝土現況
段落敘述相關的圖示說明:作者拍攝
圖93:開裂情形

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2.修繕方案

  設計內容主要是為表面鐵釘去除以及以環氧樹脂填補裂縫。為保護混凝土鐵線等持續銹蝕,與材料商討論後,因鋼筋腐蝕抑制劑需要由上而下施作,也就是要將外飾才拆除才能詩作,固改採內側塗佈滲透型潑水劑以抑制混凝土持續受潮方式處理。
段落敘述相關的圖示說明:由楊勝整理
表3:設計與建議方案比較,由楊勝整理

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3.執行情況

依照計畫 5mm 以下環氧樹脂填補裂縫,5mm 以上以無收縮沙漿填補。再先清洗後,確認裂縫位置,再依照裂縫大小進行修補。
段落敘述相關的圖示說明:由作者拍攝
圖94:圓頂低壓水柱清洗
段落敘述相關的圖示說明:由楊勝拍攝
圖95:裂縫灌注
段落敘述相關的圖示說明:作者紀錄
圖96:裂縫填補

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四、外部裝飾概述

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1.前期調研

調查研究中的敘述為:   「穹窿頂外部現場遺構 目前僅有屋瓦與灰泥,可以判斷出屋瓦的部分是採用傳統黑瓦固定於水泥穹窿上,再於 表面全部一起塗上厚灰泥包覆,在屋瓦交疊處的地方最後採用黑色灰泥作重疊縫的表面 修飾,而最外層的表面材質已不可考。」

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2.修復前情況調查

  先用一丸灰漿黏在構造上,再一層一 層地貼上青瓦,外面再用灰泥覆蓋並做出造型。表面的灰泥(面塗)為細密的黑色灰泥。而青瓦為了製造類似魚鱗的造型,所以在 210*165mm 的瓦片切除右下角約 75*135 的三角型,上下左右交疊約 30mm。   在下段直筒部分大概為 95%的勾配,上段穹頂則依照原混凝土造型。詢問簡家後人,對於穹頂外的顏色敘述不是黑色,且中央無老鷹等裝飾,僅為尖塔造型。
段落敘述相關的圖示說明:由楊勝拍攝
圖98:尖塔修復前狀況
段落敘述相關的圖示說明:由楊勝拍攝
圖99:黑瓦
段落敘述相關的圖示說明:由作者拍攝
圖100:魚鱗裝飾
段落敘述相關的圖示說明:由作者拍攝
圖101:黑色面層現況
段落敘述相關的圖示說明:由作者拍攝
圖102:黑色面層放大
  損壞的部分主要是東邊跟北邊,出現位置主要分布在中段。下半段是磚造圓筒狀,且背風面,相對穩定。   上半段是圓頂鋼筋混凝土,中段因圓頂造型變化 大,構造不太穩定,伴隨部分混凝土劣化、迎風面損壞,不同構造擠壓損壞等,損壞較多。上半截比較平緩,穩度定佳,損壞又降低。
段落敘述相關的圖示說明:由作者繪製
圖103:損壞頂視:紅色:破損;黃色:後期改修
段落敘述相關的圖示說明:由作者繪製
圖104:損壞西側(左)、北側(右):紅色:破損;黃色:後期改修
段落敘述相關的圖示說明:由作者繪製
圖105:損壞東側(左)、南側(右):紅色:破損;黃色:後期改修

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3.修繕方案

  設計內容主要是將佚失的黑瓦作仿作修補後,表面在塗灰泥處理,但是否為全面塗布灰泥,灰泥的顏色等,均須討論。依照訪談內容,簡家記憶地球是灰色的而非黑色的,如果依照該敘述,可能變為局部修繕的方式;但為了整體防 水,則需要全面塗佈灰泥。
段落敘述相關的圖示說明:由作者繪製
圖106:穹頂設計圖
段落敘述相關的圖示說明:由作者整理
表4:修繕方案比較

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4.執行實務

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A.基底瓦片

再敲除空鼓部分後,以黑瓦切角再以丸式方式貼覆。依王榮貴匠師的說法,因為原頂如果用方型石板,角隅凸起形狀較不規則,固在施作石板時多會切角。然而本案原來是使用黑瓦切角,每片形狀不同且有大有小,但一圈均為 80片瓦片。   所以修復時如果等分,原來旋轉的線條可能較為生硬,固需要師傅依照現況進行調整。
段落敘述相關的圖示說明:作者拍攝
圖107:底部黑瓦施作
段落敘述相關的圖示說明:作者拍攝
圖108: 底部黑瓦切割

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B.灰泥塑形

段落敘述相關的圖示說明:由作者紀錄
圖109:灰泥塑形(粗胚)
段落敘述相關的圖示說明:由作者紀錄
圖110: 灰泥塑形(細胚)
有別於石板瓦,本案利用灰泥塑出約 1 公分厚度,使之感覺更立體。   故灰泥塑形相對重要,除了厚度要均勻外,因為邊角要銳利才會好看,故匠師花比較多的時間再粗胚塑形。

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C.黑色漆喰

  再調查時發現原來外飾使用的是黑色的灰泥,參酌日本相關的做法,主要使用的是黑色的墨汁。所以在現場經過四輪的試作,調整配比後以碳粉、明 膠、灰泥、洋菜等調合後施作。   可能是施作時間進入冬季,灰泥乾燥速度較慢,另明膠跟洋菜均為緩凝劑,使得灰泥塑形時間較長,往往一輪抹完等了一個鐘頭後,才能修整。
段落敘述相關的圖示說明:由作者蒐集
圖111:左官(日文,意為泥水匠)墨文宣
段落敘述相關的圖示說明:由作者拍攝
圖112:黑色灰泥試作
段落敘述相關的圖示說明:由作者拍攝
圖112:黑色灰泥施作紀錄