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【人民日报】因地制宜,为文物营造出“宜居环境”

2023-09-1610

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对文物“居住环境”的预防性调控,就是一种给文物“治未病”的手段。希望越来越多的文物工作者了解这一理念,让更多文化遗产“健康长寿”。

  不良环境会损害人的身体健康,对于文物来说,同样如此。通过建筑学和环境学研究,改善文物“居住环境”,可以让文物“延年益寿”。

  也许有人会说,控制文物“居住环境”还不简单,按照最佳保存条件,做到恒温恒湿就行了。对于可移动文物,这样做确实可以,但会带来较高的能耗成本,有悖于当前博物馆可持续发展理念。并非所有博物馆都具备这样的条件。更何况,我国还有大量存在于露天或半开放环境中的不可移动文物,如土遗址、石窟寺、墓葬等。它们受太阳辐射、降雨、风蚀、微生物等多种因素影响,所处环境十分复杂,恒温恒湿不仅难以实现,而且未必是最佳方案。如何因地制宜,为这些文物营造出“宜居环境”?这是我们一直在研究的课题。

  不可移动文物的环境调控,有两个关键环节。首先是对文物当前环境状态的科学评估,要准确判断有哪些不良因素,这些因素是否可以被调控。这一步至关重要,一旦做出错误的干涉调控,就会对文物造成不可逆的伤害。其次,要综合考量调控成本和效果。大型不可移动文物往往与周边的土体、山体相连,具有巨大的热容和湿容,如果用传统空调设备这种机械方法来调控,会耗费大量能源和社会资源,因此需要找到一种低成本、可持续的环境调控方法。

  以江苏南京南唐二陵项目为例。这是南唐时期的帝陵,墓室内有非常精美的壁画。上世纪50年代考古发掘时,墓室入口处被打开,这导致古墓整体环境的平衡被打破。开口处受到阳光辐射影响,外界空气的温湿度与墓室内部有差异。夏季,湿热气流进入墓室,使壁画和石刻表面出现结露现象;冬季,干燥的空气进入墓室,引起壁画表面水分的蒸发,导致壁画表面析出可溶盐,产生盐结晶,对壁画的地仗层和颜料层造成破坏。我们对南唐二陵进行了连续两年的环境监测,收集了大量数据,通过计算机模拟预测在外界环境变化下墓室温湿度的相应变化及其与病害的关联,最后提出一个方案:在墓室入口处设置自动的环境调控室,以减少外界空气扰动。现场实验的效果让人欣慰。通过这个环境调控室,墓室内的结露和盐析情况减少了80%,有效减缓了文物病害的发展。

  另外一个案例是甘肃天水麦积山石窟的泥塑。阳光照射是造成塑像彩绘剥落的重要原因。但是,多强的太阳辐射、多长时间的照射,会使褪色幅度达到多大比例?不进行精确的定量分析,就不知道在什么情况下需要干预、如何干预。在麦积山石窟的千佛廊,我们观察到,檐下的泥塑因为檐口遮挡了部分阳光,其彩绘相对完整,脱落率在13%左右;而底层塑像由于受阳光照射更多,脱落率接近50%,差异相当明显。通过进一步研究和实验,我们发现,只要太阳辐射造成的温度变化不超过6摄氏度,麦积山石窟彩塑脱落率就相对小。于是,我们建议恢复千佛廊的遮阳设施。这项研究也为其他石窟寺以及室外泥塑的保护提供了一个控制太阳辐射阈值的参考。

  微生物也是造成文物损毁的一大因素。潮湿环境易滋生霉菌,而这些霉菌会把壁画、彩塑等文物表面的色彩“吃掉”。研究发现,相对湿度超过75%时,微生物会生长,低于70%时则不生长。南方多雨,几乎不可能保持遗址的干燥状态。那么,是否可以换个思路,采取“湿保护”?我们做了一个高湿情况下土遗址表面微生物生长的实验,发现当湿度达到99%以上时,水分会在土遗址表面形成水膜,隔断一些微生物的氧气供应,抑制微生物生长。这项研究为潮湿地区的文物保护提供了新思路。

  对于地下或半地下的室内文物,展示时的照明不可或缺,而不同光照条件也会影响微生物生长。我们在南唐二陵墓室的观测实验发现,同样的温湿度下,蓝光对微生物生长有一定抑制效果,其抑制效果大于绿光,绿光又大于白光。光源的启停也能打断微生物生长过程,如果在没有游客时将灯光关闭,游客进入参观时再打开,就能有效抑制微生物的生长。

  青砖是我国古建筑广泛使用的材料。在冬季,青砖内部的水分冻结会破坏材料的孔隙结构。我们对不同地区生产的青砖做了连续冻融实验,发现当水饱和度超过80%时,青砖经历四五次冻融循环就会损坏;而低于80%时,可能四五十次冻融循环才会坏掉。因此,如果发现某个遗址青砖总是处于水饱和度80%以上,就需要采取措施进行干预。

  “上工治未病,不治已病”,《黄帝内经》的这句话蕴含着中国传统医学的智慧,文物保护也遵循同样的道理。对文物“居住环境”的预防性调控,就是一种给文物“治未病”的手段。希望越来越多的文物工作者了解这一理念,让更多文化遗产“健康长寿”。

  (作者为东南大学建筑系副教授)



2023-9-16【人民日报