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現代技術是否救得了古代建築?
2020-06-02 07:30:33 來源: 科技日報
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  古建修繕步伐不斷加快

  現代技術是否救得了古代建築? 

  我國古建築修繕保護是一個集文化弘揚、技藝傳承、科技支撐等多方面于一體的工程。科技手段雖然並不能解決古建築保護修繕的所有問題,但即是古建築得到合理保護、延年益壽的重要支撐。

  位于北京南池子大街的皇史宬是明清時期的皇家檔案館,也是我國現存的唯一一座磚石結構檔案庫房。它分南北兩院,由于歷史原因,南院成了大雜院,違建、私拉電線問題嚴重。最近院內違建拆除工作正式啟動,此後將由故宮博物院對文物古跡進行原貌修復。

  隨著保護文化遺産、弘揚中華優秀傳統文化的觀念逐漸深入人心,各地文物古建修繕的步伐不斷加快。但是如何更加科學地對古建築進行保護和修繕也值得探討和關注。

  新技術用于前期診斷 讓後期修復更易把握好“度”

  在什麼樣的情況下,需要對古建築進行修繕,是公眾非常關心的話題。

  “古建築是否需要修繕,以結構安全性能評估結果為準。” 長期從事古建築保護研究工作的故宮博物院研究館員周乾博士指出,目前我國關于磚石類文物建築保護及維修規范尚不成熟,而木結構古建築相關的《古建築木結構維護與加固技術規范》則提出了明確的古建築修繕標準。

  “古建築是不可移動文物的一種,它的修繕分為很多類型,包括日常保養維護、局部受損修復,以及在整體結構受損嚴重情況下的搶救性修復等。” 陜西省文物保護研究院院長趙強指出,具體什麼時候應該對古代建築進行哪一種修繕,不能一概而論,目前也沒有一個科學定論和量化指標。

  對每一個具體的古建築修復項目而言,面臨的現實挑戰也不相同,在趙強看來,很難有標準化的應對方案,只有在嚴謹細致的前期研究的基礎上,才有可能掌握好古建築修復的“度”,在制定修復方案時真正做到最小幹預。

  據周乾介紹,故宮博物院對古建築開展修繕之前,都需要進行建築現狀勘察,包括調查建築本身的殘損情況,繪制測繪圖紙,評估建築安全現狀,提出維修保護方案。

  “大量扎實的前期調研工作,對于科學制定修繕方案至關重要。就像看病一樣,在確定診療方案前,需要做細致的檢查,找到病根,才能開對藥方,精準施策。”趙強説。

  借助科技手段,可更為全面和有效地評估古建築的現狀,猶如高科技設備對人進行體檢可獲得更準確的結果一樣。周乾舉例説,借助三維激光掃描設備,可獲得古建築較為精確的整體尺寸;借助應力波和阻抗儀技術,可測定古建築內部的孔洞和殘損;借助計算機模擬分析,可初步分析出古建築是否存在安全隱患等。

  以往古建築修繕前都是靠有經驗的老師傅用錘子敲打,聽聲音來判斷木制古建的損傷。而這種方法只能了解木頭有沒有空洞,至于空洞有多大、出現在什麼位置、腐朽程度如何,就不清楚了。況且如果木頭是在磚石結構裏面就更無法判斷了。

  現在,古建築專家引進了微鑽阻力儀。它的外觀是一個長方形的盒子,裏面有一根60厘米長、直徑只有1.5毫米的細長鑽頭。用它打進木頭心兒,只會在木頭表面留下一個不起眼的小孔,對古建本身幾乎沒有損傷。儀器通過鑽頭探測出的阻力值,得出一張帶有曲線的“心電圖”。“如果曲線從一個高峰跌落,經過一段低谷後又開始上升,那麼就能判斷這個木頭出現了空洞,而且連空洞的大小都一目了然。

  去年,北京建築大學歷史建築保護係講師齊瑩帶領團隊對西安東岳廟的柱子進行了雷達探傷工作。東岳廟的柱子在墻體裏面,柱子外觀本身不可見,也不可能拆墻去判斷內部木結構。借助雷達探傷這種新技術,可以隔墻探柱,相對直觀地了解古建內部狀況。

  “過去古建築本體的測繪也是一個復雜工程,往往需要好幾個人連續工作好幾天。現在,可能一個人扛一個機器掃一小時就掃完了。” 齊瑩説。

  新材料幫忙修補 實現“最小幹預原則”

  一旦古建築結構安全受到威脅,修繕工作勢在必行。周乾介紹,根據相關規定,對古建築的維修應遵守“不改變原狀”的原則。所謂“不改變原狀”原則,是指古建築維修後在材料、構造組成、施工工藝等方面與維修前盡量一致。

  在同濟大學建築與城市規劃學院歷史建築保護實驗中心主任戴仕炳看來,實際修繕中,由于種種原因,很難做到完全“原封不動”。如果確有修繕必要,在堅持“最小幹預原則”前提下,可以適當地採用新技術、新材料對古建築進行保護修繕。

  事實上,在一些修復案例中,人們也能捕捉到新材料的身影。齊瑩舉例説,磚木建築可能會有一些縱向的裂縫,如果這個裂縫不影響材料本身使用的話,往往會通過採用碳纖維材料包裹的方式,來加強建築結構的穩定性。

  不只是磚木建築,在一些近現代建築的保護修繕中,也較多地用到了碳纖維材料。比如,上海外灘一些近現代建築的修繕中也用到了碳纖維材料來進行加固。“碳纖維材料本身很輕,對樓體來説不會帶來過多新的荷載,同時它又有很好的剛度和適應性。”齊瑩説道。

  此外,在石質構件的保護修繕中,專業人員也開始更多地用到納米石灰等新材料。戴仕炳介紹,石灰是一種傳統建築材料,納米石灰和普通石灰成分一樣,都是氫氧化鈣。但納米尺度的石灰顆粒,可以更為深入地滲透到石材的劣化區域,實現加固效果。

  科技不是萬能的 古建修繕仍面臨諸多難點

  雖然有科技來幫忙,但是不可否認,古建修繕的確面臨諸多難點。

  周乾坦言,首先從古建材料上講,我國古建築的材料,長期暴露在空氣中,不可避免地會因為空氣中的化學元素或雨雪侵蝕而産生損害,表現在材料本身的殘損和材料物理力學性能的退化,而要保證古建築的修繕材料完全用其原有材料有一定難度,這也是最大的難點。

  其次,古人營造古建築多憑借經驗,少有圖紙和技術方案留存于世,一些古建築的構造特徵、連接方法很難準確地獲得,因而給古建築修繕保護帶來難題。

  此外,我國古建築保護專業人才相對較少,也是古建築修繕面臨的瓶頸之一。“古建築保護和修繕是個專業活兒,需要專業的人來幹。現在大家古建保護意識增強了,但專業人才方面仍有缺口。”齊瑩説。

  事實上,和具體的修繕工程相比,對古建築預防性的保護更為重要。所謂預防性保護,是指通過日常的監測、評估和調控幹預,盡量減少各種自然環境或人為因素對文物的危害,盡可能阻止或延緩文物的老化受損,達到長久保存的目的。對此,周乾表示:“古建築其實和人一樣,也存在衰老和生病的問題,需要時常體檢,並及時進行維修和保養,才能延年益壽。”

  周乾説,我國古建築修繕保護是一個集文化弘揚、技藝傳承、科技支撐等多方面于一體的工程。科技手段雖然並不能解決古建築保護修繕的所有問題,但即是古建築得到合理保護、延年益壽的重要支撐。(記者 唐婷)

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【糾錯】 責任編輯: 詹婧
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