无(微)损检测技术护航文化遗产

来源:北京市古代建筑研究所 日期:2018-06-01 16:37

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无(微) 损检测技术护航文化遗产

 

  北京市古代建筑研究所科技保护研究室主任、副研究馆员张涛

 

  北京建城三千多年、建都八百多年,拥有世界文化遗产七处,文物遗存三千余处,是中华文明源远流长的伟大见证和一张“金名片”。保护好这张“金名片”既是我们义不容辞的责任,更需要先进科学技术的支撑。

 

  如何准确检测、评价古建筑木结构和木构件的安全性能就是我们必须要解决的问题,也是保护古建筑“长命百岁”的先决条件。要是不能及早发现木头的“心脏病”,等到古建筑倒塌了再采取补救措施,就晚啦!

 

  我们引进了一种新型科学仪器——微钻阻力仪,靠着它,我们就像长了一双透视眼,可以“看透”木心啦。

 

  微钻阻力仪像一个长方形的铁盒子,里面装有一个45厘米长、直径只有1.5毫米的细长钻头,用它打进木头心,只在木头表面留下一个看不见的小眼,对古建筑没有什么损伤。通过连接在钻头后面的传感器,可以显示出木头内部的情况。仪器吐出的纸带上的曲线就像心电图的曲线,随着微型钻头不断钻进,曲线出现高低不平的变化。突然曲线从一个高峰跌落,经过一段低谷之后又开始上升。根据经验,我们就能判断这根木头出现了空心,连空心的大小都一目了然。

 

  一般在一根木头上打下2到3个孔,就能确定空心有多长,是整根木头都空了,还是空了几分之一或一半,之后就可以确定医治方案了:空心小的,可以想法修补;空心厉害的,就要及时换掉。

 

  有了微钻阻力仪,我们再也不怕古建筑的老木头得“心脏病”了。

 

  在此基础上,我们制定的《古建筑结构安全性鉴定技术规范<第1部分:木结构>》检测标准于20158月公布。应用此新技术我们又开展了30余项北京市级以上文物保护单位(部分)文物建筑安全检测工作,真正把理论研究落实到实际工作中,使我国古建筑木构件无损检测手段从定性判定逐步转变为利用科学仪器定量检测,检测技术从表层探测向深层分析过渡,无损检测精度有了很大提高。

 

  我们把新技术应用到古建筑修缮修复过程中,快速准确判定木构件的糟朽程度及病害类型,为修缮设计提供依据,为建立古建筑健康档案提供基础数据,推动前期木构件无损检测成为科学系统保护木构件古建筑的基本前提和必备环节。

 

  当然,文物古迹不仅包括木结构古建筑,还包括砖石质文物。就拿长城来说,城墙看起来很厚,实际上是砖、石砌的外皮,里面都是夯土或者碎石。几百年风霜雨雪的渗透,长城城墙也会出现空心塌陷的毛病。

 

  对付城墙,不能用打孔钻探的方法。怎么办?

 

  我采用一种探地雷达,它可以扫描前方20米的地层,拿来扫描长城城墙应该没问题。我们把探地雷达拉到长城,把它贴到城墙上。在探地雷达的“慧眼”下,城墙里的空洞、塌陷,都被照了个清楚。有问题的地方可以提前预警,需要维修时也能有的放矢。

 

  我上面举的例子,只是科技文保中很小一部分。近年来,在文化遗产保护中的纳米技术与文物加固、颜色科学与文物虚拟修复、传感技术与文物预防性保护、文物信息数字化研究与应用、岩土工程技术与文物稳定性加固、地球物理探测与考古研究等方面均有大量新型科学技术得到应用,我坚信今后会有更多更好的技术为祖国文化遗产护保驾航。

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