התערבות במבנה היסטורי


 
לכאורה מדובר בסתירה לשימור, שהרי כל התערבות משנה את החומר, לפחות במשהו. אבל כאשר הדגש שבמהלך השימור מוטל על הערכים התרבותיים של המבנה נרצה גם להשתמש במבנה ולייצב אותו. ואז ההתערבות היא בלתי נמנעת. גם ברמות התערבות מצומצמות - שיקום או שחזור קל - נדרשות פעולות של ייצוב הידרדרות החומר, הסרת חומר מעורער ושימוש בחומרים חדשים (תוספת חומר). כל אלה הן פעולות התערבות שנעשות בכל קנה מידה של האתר והן חיוניות למהלך השימור. אם ניקח בחשבון את הבליה הטבעית של החומר המביאה להיחלשותו, את ההעמסה המוגדלת (עומס שימושי) במבני ציבור לפי תקן ואת הצורך שבהתקנת מערכות נחוצות לשימוש בן זמננו, ניווכח שיש שיקום קונסטרוקטיבי בכל שימור.
 
נפרט פעולות הננקטות בשלוש רמות השימור הראשונות

Preservation - החזקה של המקום בצורתו ובחומריו ובשלמות המבנית שלו. כולל תחזוקה שוטפת ושימור מונע. הגנה כולל תמיכות (זמניות וקבועות) הסרה של חומר מעורער ותוספות.
Rehabilitation - שיקום המקום כולל התאמה לצרכים בני זמננו ולשימוש חדש. כולל התאמה השמשה ושיפוץ. כולל ייצוב, חיזוק ושיקום אלמנטים מבניים נושאים.
Restoration - שחזור ותיקון של המקום על פי המצב הקודם. כולל אנאסטילוזיס[1]
מכאן רואים שיתכן שימור מבנה אחד ברמות שימור שונות, לפי הצורך.
 
דרכי פעולה
  • שימור מונע - בקרה על תנאי הסביבה להגנה על החומר. כולל ניטור תנאי לחות וזהום להקטנת בליה, שיפור הניקוז, קרוי להגנה, הגנה קתודית על חלקי פלדה והדברת מזיקים (טרמיטים וגם מזיקים אחרים).
  • שימור - כיחול מישקים תקופתי. טיפול בקורוזיה של פלדה.
  • חיזוק החומרים - .מילוי (grouting) של חללי קמרונות וקירות כפולי דופן למשל.
  • חיזוק האלמנטים המבניים הראשיים – עמודים אמנות קירות – הגדלת כושר הנשיאה שלהם על ידי חישוקים למשל. תיקון פגמים ע"י שחזור מקומי (בשיטת "להתיר ולתפור[2]" למשל).
  • חיזוק כל המבנה - במיוחד בטיפול בהשפעות גלובליות חיצוניות על המבנה כמו שקיעת קרקע ותאוצת קרקע (רעידות אדמה). מחייב התערבות כוללת ברמות שונות.
  • שיפור התנהגות המבנה - חלוקת עומסים חדשה.
  • טיפול בקרקע וביסודות - העברת העומס לשכבות עמוקות יותר (underpinning) הגדלת יסודות.
 עקרונות השימור

כדי שההתערבות שלנו לא תפגע במטרות שימור [3]
  • אינטגריטי - הנאמנות למערכת ערכים שלמה מסוימת, שעל פיה נבנה המקום. הערך של המורשת האדריכלית היא לא רק במראה החיצוני אלא בשלמות המבנית הנאמנה לטכנולוגיה של התקופה. אין לעוות בפעולת ההתערבות עדויות פיסיות של המורשת התרבותית.
  • התערבות מזערית - ההתערבות תכיל רק פעולות שהוכחו כחיוניות ובהיקף המינימאלי הנדרש. גם כאשר מדובר בבטיחות ויציבות המבנה. גישה זהירה - מבוססת על כבוד לחומר ולהקשרים ולמשמעויות הטמונים בו, יכולה לאמץ גישה אינקרמנטאלית במיוחד כאשר אין ודאות באבחון הבעיה או ביעילות הפתרון עדיפה עבודה בשלבים במקום פתרון דרסטי.
  • הפיכות - האפשרות להחזיר מצב לקדמותו בלי לגרום לפגיעה נוספת בנכס שטופל. הפתרונות המיושמים ניתנים להסרה ולהחלפה. בעזרת ידע משופר בעתיד יתכנו פתרונות טובים יותר. ובכל מקרה צריכה ההתערבות לאפשר טיפול חוזר בעתיד (גם אם היא לא הפיכה במלואה).
  • אותנטיות - שמירה על האמת הנובעת מהמקור. האותנטיות לא נקבעת במבחן קבוע אלא יחסית להקשר התרבותי שלו. מדובר על האותנטיות של המסר התרבותי ושל מקורות המידע. ולא על איסור השימוש בחומר שאינו מקורי או שימוש שאינו לפי המקור, למשל . ובהקשר לכך - שמירה מרבית של החומר- החומר המקורי הוא התיעוד והעדות הטובים ביותר של המורשת הבנויה וערכיה. ולכן חשוב לשמור לא לאבד את החומר המקורי במידת האפשר. זיהוי ברור של תוספות – כדי שלא לעוות את העדות המקורית.
  • תאימות Compatibility - מתייחסת להתאמת החומרים (חדש וקיים)– ללא השפעה שלילית על החומר המקורי[4] ולשימוש הפונקציונאלי במקום, המכבד את המשמעות התרבותית של המקום. 
  • כבוד התרומה של כל תקופה - האתר מעיד על מכלול הפעולות האנושיות לאורך כל התקופות שבו שימש. ולכן אין לבטל תרומה משמעותית למבנה בטענה שאינו מקורי או בגלל אחדות הסגנון. או לבצע מחיקה תרבותית בגלל שיקולים פוליטיים. יש להתחשב בזהות התרבותית המגוונת של המקום במיוחד בארץ ישראל.
  מערכת העקרונות היא מסגרת גמישה. יישום עקרונות השימור הנ"ל נעשה בהקשר של הערכים המשמעותיים באתר. לאחר בחינה שיקול דעת .
 
מתוך עקרונות השימור נגזרים
 

תיקון אלמנט מבני אחד לא יפגע בשימור המבנה בכללותו. דבר המחייב גישה רב תחומית ועבודה בצוות. (אינטגריטי)

  • התיקון יענה על בעיות השורש ולא על הסימפטומים. (אינטגריטי)
  • עדיפה בדיקה ללא הרס על פני ניתוח פולשני. (אותנטיות, התערבות מזערית).
  • התיקון הטוב ביותר הוא אחזקה מונעת[5]. תחזוקה לא נכונה יכולה לגרום לנזק בלתי הפיך של החלשות החומר. (התערבות מזערית)
  • שימוש בטכנולוגיות וחומרים חדשים לתיקון המבנה על פי עקרון התאימות, ללא פגיעה בחומר או בערכי מורשת. יש לבחון תופעות לוואי של חומרים חדשים לאורך זמן. (תאימות) עדיפה שיטת התיקון המתאימה להקשר התרבותי (אינטגריטי)
  • תיקונים או תוספות צריכים להיות ברי-הבחנה מהחומר המקורי. (אותנטיות)
  • תיעוד, מחקר וניתוח רציונאלי משמשים להשגת השימור
  • הגבלת פעולות השחזור למידע ודאי ולחומר קיים (אותנטיות ואינטגריטי). פרוק והרכבה, במידה ואמצעים אחרים לא יעילים או מעשיים.
  • תיקון חלקים מבניים בלויים עדיף על החלפה. כלומר, מחליפים רק את המוט הבלוי באגד הגג ולא את כל האגד. (אותנטיות).
  • ניתן לשמור גם על שינויים, פגמים וחוסר שלמות כאשר הם חלק מההיסטוריה של המבנה . לדוגמא פטינה או כל שינוי טבעי בלתי נמנע שאינו בליה או שאינו מסכן יציבות המבנה והוא בעל ערך אסתטי המעיד על אותנטיות ועתיקות החומר.
האנלוגיה הרפואית
 
מקובל להגיד שמהנדסי שימור הם הרופאים של המבנים ההיסטוריים. גם מבחינת מטרת ריפוי המבנה הקיים (בניגוד לתכנון מבנה חדש) בגלל מורכבות הנושא, חוסר הודאות וייחודיות המטופל אבל בעיקר בגלל שיטת העבודה. המודל הרפואי הוגדר כסדרת פרוצדורות לטיפול בחולה המיושמות במבנים היסטוריים.
 
תולדות החולה - אנמנזה - תולדות המבנה
בדיקות וממצאים קליניים 
דיאגנוזה - אבחנה
דיון והערכה - אפשרויות טיפול
תרפיה - תיקון, הטיפול במבנה כולל פיקוח צמוד
פרוגנוזה- התחזית לעתיד והוראות להמשך טיפול.
 
אין לפסוח על אף שלב בטיפול וכל שלב משליך על הבא אחריו. יתכן חזרה על התהליך באופן איטרטיבי (טיפולים חוזרים). כמו ברפואה יכול הטיפול הנוכחי להיות הרקע לטיפול הבא. ולכן ההקפדה על רשומות מסודרות. הרשויות בארץ מתעניינות בעיקר בשלב הראשון - סקר/ תיעוד הנדסי.
תולדות החולה - אנמנזה - תולדות המבנה כולל טראומות העבר- שינויים וטיפולים שנעשו במבנה וכל המחקר שנעשה לפני הבדיקות. בדיקה ב`רשומות הרפואיות` של המבנה[6] ,
בדיקות וממצאים קליניים - בדיקה `גופנית` ע"י התבוננות ישירה, בדיקות אנדוסקופיות לחללים סגורים בליבת הקמרון או הקיר, מדידות מפורטות, מיפוי נזקים וחומרים[7], לקיחת דגימות לבדיקות מעבדה, ביצוע בדיקות ללא הרס - זיהוי הסימנים `למחלה` בעיקר סימנים חיצוניים.
אבחנה - דיאגנוזה - זיהוי וקביעה של האופי והסיבה/ות לנזק המבני. על ידי התבוננות, חקירה וניתוח לאחר הבנה של אופן התנהגות המבנה[8]. מבוסס גם על הרבה אינטואיציה וניסיון.
דיון והערכה - אפשרויות טיפול - הסקת המסקנות ובדיקת המשמעויות של האבחנה. בשלב זה[9] יתכן תהליך של הגדרת הבעיה
חיפוש במאגרי מידע - סינון והערכה. הערכת מצב קובעת בסופו של דבר, האם המבנה יציב מספיק (safety evaluation).
תרפיה- הטיפול במבנה קביעת דרך ההתערבות על סמך האבחנה וההערכה - שיקום שחזור חיזוק ייצוב וכד`, תכנון מפורט ופיקוח צמוד
פרוגנוזה- התחזית לעתיד והוראות להמשך טיפול. כולל ניטור (monitoring) - קביעת מדדים להשוואה כדי לבדוק את תוצאות פעולת השימור לאורך זמן.  ומעקב אחר שקיעות, תזוזות ונטיות של אלמנטים מבניים והתפתחות סדקים (עובדים).
 
השימור מטפל באובייקט ולא בפציינט אוטונומי, אבל מתוך כבוד לערכים התרבותיים שעומדים מאחוריו. אמנם הפציינט חי יותר שנים מהרופא אבל גם במבנים קיימת הידרדרות איטית של בליה. הפציינט בשימור לא מתלונן על סימפטומים אבל אפשר לראות מה הבניין אומר לנו. וגם כאן משתדלים לא להרוג את החולה על ידי ריפוי איבר בודד. כלומר, גם כאן משתדלים לא לגרום נזק למבנה כולו על ידי תיקון אלמנט בודד ולא לפגוע בערכי מורשת ע"י ייצוב אלמנט מבני. משתדלים גם להימנע מטיפול סימפטומאלי או מהתערבות כירורגית פולשנית שלא לצורך. בניגוד לרפואה, האוכלוסייה של מבני השימור מצומצמת וקבועה יחסית ומקצוע השימור חדש וחסרים נתונים ומחקרים וקיים (בארץ לפחות) מחסור בבדיקות. כמו ברפואה חסרה תחזוקה מונעת ודנים גם בשאלות אתיות.  נקווה שענף השימור לא יגרר לבעיות של רפואה מתגוננת ועודף התמחות[10]
 
כלים דיאגנוסטים
 
בהשאלה מתחום הרפואה, יכולים האיטלקים למשל, שהם אדוקים לגבי שימור מורשת ובעלי היסטורית בניה עשירה ומגוון אירועים סיסמיים, לאמץ שיטות דיאגנוסטיות סטטיסטיות. לפי שיטות אלו ניתן לבצע אבחון על סמך אינדיקציות שהוכחו במבחנים סטטיסטיים יחסית לאבחנה שנקבעה במדויק (מדד הזהב), כמייצגת את האבחנה. והן מקובלות כאשר לא ניתן או לא מעשי לבצע בדיקות שורש ישירות. הגישה מחייבת מיון טיפולוגי ראשוני, אפיון של נזקים (מבניים), אסוף נתונים על אירועים טראומטיים, הצלבת נתונים מחקר השוואתי וניתוח סטטיסטי. השימוש במדדים סטטיסטיים לקביעת אבחון ותחזית מקובל מאוד ברפואה ויכול יהיה לסייע בטיפול בכשלים אופייניים במבנים היסטוריים. ניתן לקשור בין נזק מסוים בטיפוס מבנה מסוים לסיבות המקור ולדרך פעולה אפשרית.
 
גישות לאבחנה במבנים היסטוריים
 
קיימות ארבע גישות עיקריות לאבחנה וניתוח:

הגישה ההיסטורית - הערכה מתוך לימוד תולדות הבניין. מעין דיאגנוזה מתוך אנמנזה. למרות שיש כאן כשל לוגי כי אי אפשר לטעון שהבניין יציב כי הוא עמד כבר מאה שנה בהעמסות גדולות. אפשר להשתמש בניסיון העבר כאינדיקציה למצב הקיים. הגישה כושלת בהזנחת תהליכי בליה סמויים או בהערכת מצבים גבוליים שיכולים להביא להתמוטטות גם בלי שינוי דרסטי במבנה.

הגישה האנלוגית/ איכותית - מבוססת על השוואה למבנים אחרים מאותו סוג שנבחנו היטב. לאחר ניתוח טיפולוגי וניתוח מפורט לאב טיפוס ניתן להעריך את אופן התנהגות המבנה הנדון. הגישה מניחה קיום טיפוסי מבנים דומים ומידע זמין ומפורט לגבי התנהגות כל טיפוס. כמו כן קיימים מספר מספיק של מבנים כדי לאמת את התפלגות המשתנים ומספר מספיק של טראומות (רעידות אדמה) שאפשר ללמוד מהן בדרך האינדוקציה. 

הגישה האנליטית - מבוססת על מחקר מדעי לגבי המבנה. שבסופו מוסקת מסקנה דדוקטיבית. יישום הגישה מצריך הקצאת משאבים ניכרים לבדיקות מעבדה מסובכות, ליצירת מודלים מתמטיים מורכבים ומעקב מפורט אחרי שינויים. הבעיה היא שבמבנים בנויים אבן, קשה ליצור סכימה מבנית שתשקף בצורה טובה את התנהגות המבנה ותהיה ניתנת לפיתרון מתמטי. ולכן כל מודל מתמטי הוא הפשטה ואידיאליזציה סכימטית של המבנה. הבעיה שביצירת סכימה סטאטית אמינה היא שהמאפיינים של החומרים משתנים בהתפלגות לא ידועה (חומרים לא הומוגניים) התנהגות החיבורים בין רכיבי המבנה לא ידועה ומבוססת על הערכה, בגלל החיבורים הרכים כל אבן פועלת בעצמה במידה מסוימת ואין להניח קיר מונוליטי (כמו קיר בטון למשל) כך שגם לאחר הפשטה ניכרת מקבלים מודל מורכב ביותר.

גישה ניסויית - מבוססת על בדיקות וניסויים שנעשים במבנה. כדוגמת ניסויי העמסה של תקרות או העמסה דינאמית של מודל לדימוי אירוע סיסמי[11]. הגישה מאפשרת קבלת מידע כמותי על המבנה והערכה ישירה של רמת הבטיחות שלו.
 
התנהגות מכאנית של מבנים
 
נזק מבני נוצר כאשר המאמצים הנוצרים כתוצאה מאחת (או יותר) ההטרחות הפועלות על אלמנט מבני עולים על חוזק החומר. או בגלל שהמאמצים התגברו או בגלל שחוזק החומרים נחלש. התנהגות המבנה מושפעת מהצורה והחיבורים שלו – סכימה מבנית, מחומרי הבניה, ומההטרחות הפועלות עליו- כל דבר הגורם למאמצים בחומר- כוחות, תאוצות ודפורמציות. 
 
  • סכימה מבנית - היא תבנית מפושטת ואידיאלית של המבנה המראה את מהלך הכוחות והפיכתם למאמצים. הסכימה צריכה להיות מספיק פשוטה לחישוב ומספיק קרובה למציאות. הסכימה המקורית יכולה להשתנות ע"י פעולות בניה כמו פתיחת פתחים ביטול קשתות וכד` וגם כתוצאה מנזקים מבניים – סדקים התנתקויות וכד`. שינוי זה יוצר חלוקה מחדש של המאמצים במבנה.
  • חומרים - קצב הבליה מושפע גם מנקבוביות החומר וגם מההגנה (או חוסר ההגנה) עליו ע"י קירוי ואחזקה שוטפת. בדרך כלל הבליה חיצונית וגלויה לעין וניתנת לזיהוי בקלות אבל שטיפת החומרים הדקים בליבת הקיר או התרוקנות הקמרונות או פעולת מזיקי העץ הן סמויות. 
  • הטרחות - מעבר להעמסות הידועות ולתאוצות סיסמיות כדאי להתעכב על הטרחות סטאטיות עקיפות הנוצרות מדפורמציות הפועלות בגבולות המבנה כמו שקיעת קרקע או התפשטות תרמית, זחילה של העץ או התכווצות המלט. כולם מייצרים כוחות (משתנים) בהנחה שהאלמנט המבני לא חופשי לנוע.
 
מכאן נראה שכדי למנוע ו/או לטפל בנזקים מבניים חייבים להבין היטב את הסכימה המבנית, להגן ו/או לחזק את החומרים ולהתמודד גם עם הטרחות עקיפות. מבנים היסטוריים בנויים מאבנים (או לבנים) בחיבורים רכים וגמישים. הבניה באבן (קירות, קשתות, קמרונות, כיפות) עובדת בלחץ בלבד ולא יודעת לקבל מאמצי מתיחה. כוחות הפיסוק מקשתות ומקמרונות מתקבלים ע"י אמנות רחבות ומסיביות. היציבות הכללית מובטחת על ידי הקשר של הקירות לתקרות ולגגות שיודעים לקבל כוחות צידיים. יחסית לבניה מודרנית המבנה קשיח פחות וגמיש יותר. במקרים מסוימים יכולים סדקים לשכך מאמצים - סדקים כתוצאה משקיעת קרקע (שהתייצבה) יכולים לגרום לחלוקה מחדש של המאמצים. 
 
במיון הכשלים הטיפוסיים ניתן להבחין בין כשלי לחץ אנכיים - התמוטטות, קריסה, ריסוק מקומי , שבר פריך ללא דפורמציה מקדימה. לבין פעולה של כוחות צידיים אופקיים– היפרדות של דופן הקיר מהליבה, של אבן מהקמרון (במקום שבו אין לחץ מספיק) או של הקיר מהמבנה. מקרה משולב הוא הפעולה הסיסמית שדורשת דיון נפרד. אבל חשוב לציין שמבנה אבן לא מתנהג כמו מבנה בטון או פלדה בזמן רעידת אדמה והגישה של הקטנת התזוזות בזמן רעידת אדמה על ידי הגדלת הקשיחות הכללית של המבנה פשוט לא עובדת כאן[12]



[1] הצבה מחדש של חלקים מקוריים שהתמוטטו ו/או התפזרו, במקומם המקורי.
[2] Cucci e scucci מפרקים את האבנים הסדוקות והמתפוררות ובונים את החסר באבנים חדשות. (כנ"ל לגבי לבנים)
[3] לפעמים סותרות אחת את השניה
[4] הטעות שהייתה נפוצה למשל, של כיחול מישקים רכים שהיו על בסיס סיד במלט צמנטי קשיח ופריך עשה יותר נזק למבנה מהכשל המקורי. דוגמא נוספת- פעולת המלחים בצמנט ובחול על האבן וריאקציה בין הצמנט וטיח הגבס במבנים עתיקים.
[5] עולה כשליש עד חמישית מעלות התיקון.
[6] תיקי עירייה בעיקר ומסמכים אחרים
[7] כולל דפורמציות ובליה.
[8] לדוגמא: מספיקה התבוננות כדי לקבוע קיומם של לחצים גבוהים במקומות ריסוק, ושל מאמצי מתיחה באזורי סדקים והיפרדות.
[9] וגם בשלב האבחון לפעמים.
[10] קיימת אפשרות להתמחות בנושא מסוים כמו חומרי מליטה אבל האחריות של מהנדס השימור היא כוללת למבנה ואינה נתונה לחלוקה או להעברה.
[11] המודל לא מייצג את מורכבות המערכת המבנית על כל חיבוריה וחוסר ההומוגניות שלה ובדר"כ השולחן מאפשר תנועה אופקית בלבד.
[12] יישום במבנים היסטוריים טכנולוגיות ושיטות שנועדו לבניה מודרנית, לא רק שאינו מעשי אלא גם מזיק ליציבות ובטיחות המבנה.
[13] כפי שטען prof. Giorgio Crocci

צור קשר