从一线保护工作者的角度看来,北方降雨格局的变化,影响似乎比我们实际已经感受到的更大。
以我接触到比较多的北方地区的传统官式建筑来说,从屋顶、台基,到假山、植物,甚至我们的修缮组织方式,大多是以"集中暴雨 + 漫长干燥"这种气候条件为节奏设计的。节奏被打乱后,很多以前不是问题的部位和环节便开始出问题。
一、屋面
先说屋顶的苫背层。北方官式建筑厚重的灰背,在构造上承担的是多重功能:
首先是结构配重。 厚重的苫背背层压在椽望之上,对木基层有压稳作用,尤其在北方大风地区,这层配重对屋面的整体稳定性有实际意义;
其次是保温隔热。苫背层厚度通常在 10—15 厘米以上,大型建筑甚至厚半米有余,青灰、麻刀灰的导热系数低,是屋面保温隔热的主力构造层;
然后广为人知的是灰背层的表面防水功能。以青灰背为例,施工最后一道是"轧光"——用铁抹子反复压实。这一工序可以让青灰浆表面轧出一层略带油性的致密层,确实有一定的阻水能力——但这层油性面很薄,不是主要防水机制。更适合的理解方式应该是尽可能减少这一层表面的孔隙率,让毛细作用更少,一定程度减少水分渗透;
而工作后的体验,灰背防水这一过程更核心也更容易被忽视的,是其"吸湿—缓释"功能。石灰基材料本身是多孔结构,有吸湿能力(比如零食内的石灰干燥包)。下雨时哪怕局部少量渗水,渗漏处周围整体干燥的灰背也能吸收一部分水分,避免水分直接穿透到木基层;天晴后缓慢蒸发,恢复干燥状态。这个"吸—放"循环是灰背保护木构的核心机制。
同时要注意,灰背层中通常还有麻刀成分, 麻刀(麻纤维)均匀分布在灰背层中,承担抗拉功能,防止灰背在干缩和温度变形时开裂。没有麻刀,纯灰浆层很脆,干缩裂缝会直通到底。
但长时间下雨会让这套系统崩溃。 连续阴雨导致灰背长期饱水,没有蒸发窗口期。
同时,灰背饱水后,将发生以下几件事:
第一,水分持续向椽望渗透,直接引起椽望糟朽。
第二,灰背内部的麻刀纤维在饱水缺氧环境中加速腐烂。麻刀腐烂后,灰背失去抗拉能力,在自身收缩和屋面荷载作用下产生裂缝。裂缝一旦出现,雨水沿裂缝集中下渗,破坏速度成倍增加。
第三,苫背层(护板灰、泥背)在饱水—干燥循环和含水入冬的冻融循环中加速粉化和空鼓,失去附着力,并形成"空鼓—开裂—渗漏"的递进路径。有时会发现瓦面表观状态还十分不错、室内却已经出现滴水现象,而内部构造层已经完全退化了。
这种现实条件,实际上会直接影响修缮决策——屋面保养的频率、干预的深度等等可能都需要根据这一情况进行调整。而需要承认,面对这种气候突变的情况,我们对如何进行准确调节还没有非常好的结论。
二、假山
以前我们谈假山保护,往往说得非常笼统,不分南北方、不分材质。
但降雨增大后,不同假山各自的薄弱点暴露得完全不一样。
因为北方假山和南方假山存在两套构造逻辑。
与南方私家园林中的假山不同,北方传统假山(尤其是皇家园林假山)多用房山石、青石、黄石这类石材。特点是块大、体重、层理发育或者质地坚硬。北方园林讲究"雄浑厚重",追求山体气势,且皇家园林中经费不太是问题,运输路径更不是问题,所以单块石材尺寸可以很大,动辄半吨到数吨,叠压起来形成整体。
这种构造决定了北方假山对铁活的依赖度极高。石块之间不只是靠自重压稳,还要靠铁锔、铁销、铁箍把大块石材拉结成一个整体。尤其是峰峦悬挑部位、沟壑转折处,铁活密度相当高。一块房山石叠在另一块上,接缝处打几个铁锔,再用糯米灰浆灌缝、油灰勾抹——这是皇家园林假山的标准做法。
需要注意,铁活在此不只需要被理解为一种能让大块石材更险又更稳的技术方法,也同时需要被理解成是一种高度责任压力下的工程保险措施——毕竟是给皇家做假山,在造价层面限制不那么大的情况下,尽可能用上所有当时能够采用的的安全措施,对匠师和督造的技术官僚而言是责任最小的选择。
但当时的保险与稳固,在几百年后便成为了最致命的弱点。
大块石材叠压,一旦铁活失效,单块石料的稳定性全靠自重摩擦维持。降雨频次增加后,石缝中的灰浆保水,铁锔、铁销长期处于高湿环境,锈蚀速率呈指数级上升。而铁活埋在石缝内部峰峦悬挑根部——这些部位外观看不出任何问题,石头好好的,缝也没裂。但内部铁活已经锈透了。铁锈的体积大约是原铁的 2 到 3 倍,这个膨胀力直接作用在石材上,产生劈裂。一块山石从内部被铁锈撑裂,外表可能只有一条细纹,但结构完整性已经没了。更麻烦的是,锈蚀产物(氧化铁)本身具有吸湿性,会加速周围微环境的湿度积累,同时其化学活性可能对碳酸盐质石材产生额外的酸蚀作用。
传统巡检靠目测,石头没裂、缝没开,就认为没问题。但内部铁活可能已经锈透了。等你看到石头裂了、掉了,内部损伤已经不可逆。
同时传统油灰、糯米灰浆本身是多孔材料,降雨增大后灰缝长期饱和,水分直接浸润铁活。更糟的是,有些近代修复用了水泥基材料勾缝,水泥的碱性环境初期保护铁件,但一旦碳化(高湿度下碳化加速),pH 值下降,锈蚀反而被"延迟触发",爆发时更剧烈——铁活锈蚀是缓慢过程,但一旦截面损失达到临界值,或者锈胀劈裂导致石料突然失稳,破坏是瞬时的。一块轻则几十斤、重则数吨的山石从峰峦坠落,对下部结构和人员安全的威胁是灾难性的。
所以对于北方假山保护工作研究的核心是找到从"外观检查"转向"内部探测"的合适方法,近年多种工业无损检测手段也正在被逐步引入假山结构安全评估工作,但仍有很多我们今天的技术难以解决的认知问题与保护问题。
而降水量的增大让我们对这些问题求解的 ddl 提前,窗口期大大缩短。
三、生物
降雨增大后,生物带来的复杂问题也不容小觑。
首先是植物疯长。
植物根系问题从"辅助性病害"变成需要独立应对的构造安全议题。
散水系统最先遭殃。根系沿散水砖缝生长,把砖顶起、错位,破坏排水坡度。更隐蔽的是根系楔入接缝,产生持续膨胀力,导致石构件错位。一旦根系直径超过灰缝宽度,石构件复位几乎不可能。
院落地面内部则更麻烦。根系在地下灰土中形成"根道"网络,成为水分快速迁移的优先通道。冬季根道内水分冻结,产生径向膨胀力,直接导致根道周围灰土开裂。清除侵入树木后,根系腐烂形成空洞,上方砖表面形成塌陷——这种滞后性破坏往往被误判为"自然沉降"。
树冠带来的影响也颇为棘手。
树木相较以前干燥时候,更为繁茂——更多叶子意味着更多可能会积攒在瓦垄内的落叶,落叶蓄水,不及时清理将影响瓦垄两侧的夹垄灰,夹垄灰脱落后,雨水更易进入苫背层;更多果实意味着更多鸟类和昆虫,也意味着更多动物类的污染源;更多枝丫意味着与周围建筑屋面木基层或者墙面的距离可能更近,下雨时迸溅到本该避雨部位的雨水更多,这些部位更易空鼓与糟朽;更大的树冠同时也意味着更大的风阻,在风雨交加时某根枝杈甚至树干突然折断导致建筑损伤的风险也更大,树木整体带动根系晃动破坏地面及周围台基等情况也需要关注。
更不易被发觉的生物病害,还有青苔与霉菌。
青苔本身是个多孔保水结构,植株层厚度两三毫米到一厘米不等,像块海绵一样扣在石材表面。下雨时吸水,不下雨时靠这个结构把水分锁在石材表面,蒸发速率比裸石面低得多。北方传统上石材有"干季恢复期",现在被这层"湿棉袄"一捂,石材表面全年都在高含水率状态,冻融窗口期被大幅拉长。以前冻融主要发生在冬季那几个月,现在只要气温波动到零下,青苔底下的石材就在冻融循环——一年里的破坏次数成倍增加。
更隐蔽的是苔藓的假根——苔藓没有真根,但假根能扎进石材肉眼看不见的微裂隙里,直径几十微米,随着生长能到半毫米以上。对于层理发育的石材假根优先沿层理面钻,产生膨胀应力,直接导致层间剥离。而且青苔群落不是单打独斗,它跟藻类、真菌混在一起形成生物膜,这些微生物的菌丝比假根更细,能进入更深的孔隙,从内部松动石材结构。
化学破坏同样不可忽视。苔藓光合作用分泌的草酸柠檬酸扥各种酸性物质,在假根周围形成局部低 pH 区。汉白玉、青白石、宣石这些碳酸盐质石材,遇到酸性微环境直接加速溶蚀。溶掉的钙离子被水分带到石材表面或苔藓层里,水分蒸发后重新结晶——但这个"再结晶"不是恢复原状,是在表面形成一层疏松的钙质结壳,粘不住母材,一碰就掉,掉完露出新鲜石面,又成为下一轮苔藓定植的靶点,正反馈循环。苔藓死亡分解产生的腐殖酸,跟石材里的铁、锰离子络合,形成锈色或灰绿色污染,渗入微孔隙后也极难清除。
而降水量整体增大,让这个问题更为棘手——不解决水文条件,清了也白清,明年雨季一来又满上。而且清除本身就有风险——假根和石材风化层的粘结力,有时候比风化层内部的凝聚力还强,一刷一刮,连石皮带青苔一起下来,清除即破坏。如何做到在不损伤石质文物构件的同时将青苔有效清除,同时又能做到抑制其生长的预防性保护,也是近年面对的日益迫切的问题。
室内霉菌是另一个被严重低估的问题——因为它长在看不见的地方。北方官式建筑原本靠"冬季干燥、夏季短暂湿热"来平衡室内湿度,木构、地仗层、彩画的耐久性都建立在这个长期以来的节律上。现在连续降雨,屋面灰背和墙体含水率长期降不下来,室内相对湿度持续处于高位,霉菌的活性阈值就被突破了。
霉菌最先攻击的是梁架、天花背面、墙角、柱根这些巡检死角。等你看到墙面有零星霉斑,里头的梁架可能已经被菌丝网覆盖了。
最致命的是室内饰面——油饰彩画中,地仗层(尤其是使麻地仗)是多孔有机质结构,猪血、油满等等均为有机材料,霉菌在里头生长,菌丝从内部把颜料层顶起来,造成"起泡 - 剥落";裱糊中,宣纸和浆糊都是有机材料,也是霉菌的温床,大量霉菌在通风死角中生存,让这些部位的裱糊材料完全失效。
对木构本身,霉菌是木腐菌的前驱。霉菌群落改变了木材表面的微环境,为褐腐、白腐菌的定植创造条件。柱根、梁头这些本来就容易受潮的部位,霉菌覆盖后含水率更难降下来,木腐菌从表层向心材推进的速度成倍增加。
如果室内还有原状陈设或计划恢复陈设,纸质、丝质、漆木类文物在高湿环境中直接面临霉变和虫蛀的双重威胁——霉菌孢子落在宣纸上,24 小时内就能形成菌落;丝织品在高湿 + 温暖条件下,蛋白质纤维被分解,强度急剧下降。
最麻烦的是干预手段的局限性——表面擦除这种轻微的干预措施通常没用,菌丝已经渗入地仗层和木构件内部两三毫米。化学除霉剂对彩画颜料和木材都有二次伤害风险;物理清除又可能把本就脆弱的地仗层一起带下来。而且只要建筑围护结构的含水率不降、室内湿度不恢复,清完一轮,雨季一来又长满——这不是"保洁问题",是建筑微环境失控的系统性信号。北方官式建筑为了保温,本身通风设计就不如南方通透,一旦湿度进来,排不出去,反而成了霉菌的温床;而古建筑整体气密性不足,想做风环境设计进行通风控制、减少气流死角又更是难上加难。
四、城墙
还有种经常被忽视的“古建筑”,是城墙。
城墙与殿宇最大的区别是,内部的夯土芯是结构主体,外包砖只是保护层。降雨增大后,夯土芯含水率饱和,产生显著的侧向膨胀——这是包砖层鼓闪、坍塌的直接力学驱动力,不是简单的"支撑减弱"。
夯土在含水率超过最优值后,结合水膜增厚,颗粒间黏聚力下降,土体向应力较小的水平方向膨胀——顶部有海墁约束、底部有地基约束,整体受重力影响,竖向膨胀受限,侧向膨胀成为主导变形模式,便直接对外包砖层施加水平推力。灰缝被剪压变宽、砖面微凸、砖层外弧变形、砖体断裂倾覆——这个过程在城墙转角、城门洞两侧等应力集中部位尤为剧烈。近年频繁暴雨导致的山西平遥城墙坍塌情况,即是因此发生。
五、修缮工期
这是最实际也最不易发觉的困境。
传统木构修缮需要选择干燥季节进行,但降雨增加导致可施工窗口期明显缩短。灰背、木基层、地仗层这些对湿度敏感的工序,被迫在不利气候条件下进行,质量控制难度成倍增加。应急苫盖从"应对突发极端天气"趋向"半常态化"。以前苫盖是临时措施,现在雨季拉长,苫盖布一盖几个月,本身对屋面瓦件、灰背层就是持续荷载,还影响通风干燥。怎么在"快速部署"和"完全可逆"之间找到可持续的操作模式,成了新的技术命题。
更深层的是,修缮周期的压缩与质量要求的刚性之间的矛盾。高难度项目的预算常被流程压缩,现在施工窗口还变窄了,现场压力直接传导到工序控制上。单纯的学术研究、纸面创新解决不了这个实际发生的问题——需要的是对现场实际情况的非标设计,和针对约束条件的务实调整,以及施工方的通力配合。但非标设计又通常难以获得行业内大部分保守专家的支持,更难以应对日益严格的审查流程;施工方在资金和实际工期双重不足的情况下,能够在合同工期内完成工作已属不易,较难再配合非标设计进行有风险的尝试。
六、其他
六七年前起,国际古迹遗址理事会(International Council on Monuments and Sites,简称“ICOMOS”)开始推动气候脆弱指数(CVI)评估体系,试图建立一套科学的、适用于所有世界遗产的气候风险评估框架。CVI 评估不是看建筑修得好不好,而是看遗产本体和当地社区面对气候冲击时的"脆弱程度"和"恢复能力"——这一方法对我国遗产保护工作的进一步发展有很大启示。
世界建筑文物保护基金会(WMF)这几年也已经把"气候韧性"(climate resilience)放到了核心位置。2025 年 World Monuments Watch 的入选项目中,气候变化是主要威胁因素之一;2026 年 WMF 承诺投入 700 万美元支持 21 个遗产项目,明确将"气候变化、自然灾害"列为优先应对的挑战,强调"社区主导的保护方案"和"技术创新"。2025 年 5 月,WMF 北京代表处联合山西省古建筑协会等机构在太原办了"第一届气候变化下古建保护与可持续发展国际论坛",主题就是"韧性社区与可持续未来"。会上山西省古建筑与彩塑壁画保护研究院的同行提出,山西正努力从"历史见证者"转型为"未来实验场"——这个定位很准确。
充分说明国内外保护领域已经深刻认识到气候变化带来的影响是十分巨大的。
而面对这些工作,国内仍缺什么?
——缺数据基线。除了少数具有监测职能的重要遗产地,很多古建筑连基本的病害记录都没有,更别说所在地的长期气候变化曲线。没有基线,你就没法判断今年是"正常年"还是"异常年",也没法量化若干年后的风化速率。
——缺跨部门协同。气象、水文、地质、文保、绿化等部门之间有效沟通。很多问题找设计单位和修缮队伍只能治标,而对水文情况难以有效调控。
——缺韧性思维与对保护伦理的深入挖掘。韧性不是"更结实",是"受冲击后能恢复";同时,面对这种成为事实的环境条件,如何调整保护的目标、拓展保护的手段,本身也是需要实事求是地研究的问题。
北方降雨增大不是"防水压力增加",是对整个"构造—材料—环境"系统的压力测试。它迫使保护策略从"基于历史经验的周期性修缮"转向"基于实时监测的适应性管理"。国际同行已经开始用"气候韧性"重新框定遗产保护的目标,我们也需尽快建立更深入的对材料与病害机理的认知,建立基础数据、建立监测系统、建立切实可用的预警数值和应急预案。
同时,也更希望能够建立起公众对这一公共议题的基本共识,让大家尽可能认识到它的急迫性、复杂性、专业性、交叉性与公共性,让更多角度的关注带着善意的目光投射过来,共同保护这些建筑遗产。


