古建筑木構件與木質文物保護方法

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摘要：在我國珍貴的歷史文化遺產中，古建筑是獨一無二的，以其獨特的結構和優良的力學性能而聞名，屹立于神州大地幾百年、幾千年，為后人留下了寶貴的財富。部分木質結構的古建筑在歲月的變遷中遭受風吹雨打的侵害，被不斷地腐蝕，進而出現不同程度的損害。還有部分古建筑受到戰爭的洗禮、蟲蛀的損害、人為的無知破壞，損害嚴重，無法修繕?，F有的古建筑均存在內部木質結構系統損壞的問題，面臨坍塌的嚴重危險。這些古建筑的文物價值隨破壞而降低，失去其精髓和靈魂。因此，對這些帶有歷史烙印的古建筑進行修繕與加固工作是極為重要的。文章針對我國目前的古建筑木構件和木質文物的保護現狀展開闡述，結合古建筑木構件與木質文物的保護方法進行分析，以木質的結構修復為切入點，探尋新方法、新工藝在古建筑修復和保護中的作用，以期為古建筑加固提供借鑒和參考。

關鍵詞：古建筑；結構；木質文物；保護

1古建筑木構件與木質文物保護基礎

1.1概述

伴隨著我國經濟的不斷發展，工業化進程的加快，城市不斷地建設和發展，古建筑在現代城市建設中出現了拆與留的難題，如何保持古建筑的整體風貌，帶動現代經濟的發展，并做好對傳統文化的保護是我們亟須解決的問題。目前，我國因管理不善、隨意破壞導致古建筑殘破。這些都是我們不愿意看到的，也與歷史文化遺產保護研究背道而馳。因此，我們必須提高人們對歷史的認識，樹立文化自信，推動經濟文化發展，保護歷史文化遺產。1.1.1古建筑木構件古建筑是人類在歷史發展過程中遺留下來的建筑，是具體物質的保存，由人類創造并與人類生活息息相關，且不能重新創造。其在歷史、文化、科技、藝術、人文等方面表現出很高的研究價值。一座保存完整的古木建筑不僅是當時歷史文化的重要體現，而且也是社會變遷的歷史痕跡。古建筑的木構件是古代文化遺產的重要組成部分，是脆弱的，具有不可再生性，一旦造成破壞將無法修復。因此，保護它們是刻不容緩的事情。1.1.2木質文物木質文物更是不可再生的珍貴文物，這類文物反映了人類的生活、社會、思想等，也反映了當時社會的發展程度和社會生態環境狀況，是人類了解歷史的重要物證，更是社會發展進程中的文化指引。對文物進行保護管理、科學研究可以使人類更好地了解歷史，深刻認識人類社會發展客觀規律，更好地服務于當代社會，利于未來社會的發展，具有十分重要的意義。

2我國古木建筑的特點

2.1以木結構體系為主

與西方的古建筑體系相比，我國古木建筑更具特色，古木建筑是獨立的機構體系。比較來看，我國現存古建筑中木質建筑較多，文物木構架優勢更加突出。①木構架的承重結構與維護結構是獨立存在的，而建筑物重量由木構架來支撐托起，維護和分隔空間的卻是墻壁。這樣兩者相輔相成，但又獨立分開存在。②在任何氣候條件下，木材都可以應用。在修建建筑時可以根據不同地區的氣候條件，修建不同的房屋高度、墻壁的厚度，挑選適合的材料，選取門窗的位置和大小。③由于木材本身的特性和紋理構造，其可以通過溫度調節而自動伸縮，在構架時與構造節點時可以適當調節，即使在自然災害發生時墻壁倒塌，也可確保房屋整體不會坍塌，并減輕地震造成的破壞程度。④人類在建造房屋時，取木非常方便，不但可以提高施工速度，而且現場加工制作也確保了木材成品的質量。尤其是木材較磚石更易于加工制作，所以在修建房屋時使用十分方便。

2.2多采用構架制結構

我國木結構體系一直都采用的是構架制的結構原理，使橫梁在四根柱子共同作用下被撐起，豎枋拼裝構成“間”型。大部分的普通木質建筑都由單數組成，如三、五、七、九間，數字越大即開間數越多，構架等級也越高，也越復雜。最出名的古木構件建筑當屬十一開間的紫禁城太和殿，是我國現存等級最高的古建筑。一般古木建筑里面是由臺基、屋身、屋頂組成，建筑屋頂的大小也是人類身份的象征，而官式建筑的屋頂則顯得體形碩大，因而在屋頂的多種制式中也有等級之分。

2.3斗拱

中國古木建筑結構中，最關鍵的構件便是斗拱，其主要作用是在柱子上伸出懸臂梁，用懸臂梁承托出檐部位的全部重量。

2.4外部輪廓特異

我國古木建筑的最大特點便是外部輪廓的特異性，有色彩鮮艷的曲線坡面屋頂，有院落式的建筑群，展現出廣闊的空間。

3古木建筑發展的歷史

在中國歷史上，古木建筑一直占有舉足輕重的地位，木構架承重結構是主要的表達形式。早在西元前春秋時期，木構梁柱系統就已初步完備并廣泛采用，到漢代已經相當成熟。木構結構可分為抬梁式、穿斗式、井干式，使用最普遍的是抬梁式。至唐代，斗拱已成為木構架建筑中最特殊的構件，從簡單的墊托、挑檐構件發展為緊密關聯的梁枋與柱網上的“井”字格形復合梁，不僅需要向外挑檐，承托住內部天花板的重量，更重要的是確保了木構架的整體統一性，是大型古建筑不可或缺的部分。宋代斗拱在木構架節點上使用逐漸減少，更多是增大開間距離，加高了柱身。元、明、清時期，額枋和隨梁枋在柱頭上大量使用，構架的整體性進一步加強，斗拱的體型逐漸變小，無須達到結構的作用，裝飾效果越來越明顯，最后形成等級差異的裝飾物。

4古建筑木構件與木質文物的保護方法

古建筑大部分以木材為根骨，如何對這些木質文物進行科學的保護，既不損壞文物本身，又傳承了其蘊含的價值，在處理方法上更是將物理和化學方法融合，運用無損檢測技術。研究和保護好現存的古建筑木構件與木質文物，不僅繼承和弘揚我國的民族文化，而且能夠獲得巨大的社會和經濟效益。

4.1古建筑木構件和木質文物的自然構造及其保護的阻礙

4.1.1木構件和木質文物的自然結構古建筑的木構件和木質文物基本上都是由高分子物質和低分子物質共同構成的天然木材。木材的細胞壁組成物質主要是纖維素、半纖維素和木質素等，它們在木材總量中占比達到90%，而木材中的一種多孔質材料木材油很容易遭受到生物腐蝕和分解。因此，木質構件和木質文物本身的樹種差異也使它們的保護方法千差萬別，保護工作更是復雜、艱巨，對其物質基礎性質進行研究和把握，才能做到真正的保護。4.1.2木構件和木質文物保護的阻礙①生物性損害。通俗講，生物性的損害以害蟲蛀蝕為主。這些害蟲有蛀食木材的天牛、象鼻蟲、白蟻、蛀木水虱等，尤其是白蟻，不僅種類多，數量大，隱秘性強，對古建筑木制構件和木質文物都有毀滅性的損壞。而蛀木水虱對古建筑物損害也是非常巨大的，它們把淹沒在水中的木材蛀食出大大小小的孔洞，海浪一沖擊就徹底摧毀。因此，生物性的損害是最具有破壞性的，防蟲和防腐是木質文物保護最重要的措施。②微生物損害。微生物損害也是木材損壞的重要原因之一，其中褐腐菌和白腐菌是對木材植物性損害最嚴重的木腐菌，它們分解木材，降解木材中的纖維素、半纖維素、木質素，還會通過變色菌的作用使木構件和木質文物的顏色發生變化，木質素分解越高，木材腐蝕越嚴重。③物理性損害。物理性損害也是木材損壞的重要原因之一。受聲音、光、氣候等物理因素影響，木材也會發生變化，且物理因素一般不會單一存在，和化學、生物因素基本同時存在。此外物理性損害中，含水量對木材的影響很大，含水量越高，木材降解速度越快。一般木構件和木質文物在不受保護的極端情況下，木材會因為干燥收縮整體受到破壞，此破壞是不可逆轉的。④化學性損害?；瘜W性損害對古建筑的木構件與木質文物產生不可逆轉的破壞，主要是金屬、氣體和酸堿鹽溶液對木材的破壞。由于木構件與木質文物的濕度在水分溶解的作用下，木材膨脹，降低了化學強度和木材強度，進而使其結構完全被破壞。

4.2木構件和木質文物保護的方法

4.2.1物理法①降低木質文物里面的含水率?？刂颇静牡暮试谝欢ǔ潭壬媳Ｗo了木構件和木質文物，木材的含水率是重要的物理特性。對木材防腐、加固處理影響最大的便是硼酸濃度的性質，保護出土文物的首要任務就是確保文物形狀不變，在木材中快速注入穩定的物質，確保木材保持合適的含水率，免受木腐菌和害蟲的侵害。②防腐。在木構件和木質文物的修復過程中，對防腐劑的使用都有嚴格的限制或禁止。在一般情況下都會采用比較安全的物理方法來消滅木質害蟲，檢疫輻射處理手段是目前最好的物理防腐方式。充分利用離子輻射來消除有害生物，有效防止有害生物的擴散。這種無毒、無害、無污染的手段，不影響文物的品質。目前物理防腐方法有冷凍、加熱處理；二氧化碳、熏蒸、低氧處理，達到殺死害蟲、保護古建筑木構件和木質文物的效果。4.2.2生物防治法生物防治法是利用生物或者生物技術來消滅有害生物的一種非物理處理方式。在采用生物防治法治蟲害時，需謹記不能使用有毒的物質，避免對環境造成污染。這種保護方式目前因為技術、資金等問題在文物保護中應用很少。4.2.3化學法化學防腐劑是保護木材的化學藥劑，它能使木材免受細菌和生物的損害。一般殺菌和殺蟲的防腐劑分為有機和無機兩大類。無機藥劑包含了水溶性的堿鹽類，而有機藥劑包含油類、油溶劑。我們常用的是幾種相互配合的復合型藥劑，不僅效果好，性能更加優化，按照其功能比例大大提升藥性。最特別有效的方法便是木材的氣相硼處理，它融合了傳統的木材防腐處理技術，不依靠溶劑，將防腐劑有效成分汽化后作用于木材，這樣利于集中硼氣進入木材，與之水分形成硼酸，構成一種天然的木材防腐劑，沉積于木材里。要結合木材品種和滲透性做好防腐處理，對藥劑量進行卡控，檢測防腐劑和滲入度的結果一般以顏色來判定。4.2.4熏蒸劑法熏蒸劑方法也是一種特殊的防腐保護法，利用一定濃度的無毒氣體，在密閉環境下消滅害蟲，達到防腐效果。但由于木材致密環境的特殊性，此方法對于木材中的害蟲、木腐菌無法達到完全預防的效果，還需與一些防腐藥劑配合使用。熏蒸劑法也是目前使用廣泛的一種化學處理方法，在木材中殺蟲滅菌的效果最佳，而且對木材的傷害最小。在處理過程中，必須要求熏蒸劑處在一定的溫度和壓力下。為提升熏蒸的效果，也可加入適量的增效劑，或者改善熏蒸的現實條件，確保環境的密閉性。4.2.5化學加固法目前，化學加固法已成為保護古建筑木構件和木質文物的重要手段，既可避免木材受到蟲害、機械損傷，又可保持木材的強度和穩定性，更可提高木材的防腐能力。化學加固法分為有機化合物和無機化合物加固法，常用的方法有真空法、熱化固化法、冷凍干燥法等。其中冷凍干燥法能夠最大限度減少木材開裂和變形，是處理潮濕木材特別常用的方法。4.2.6無損檢測技術法在古建筑木構件和木質文物保護中，最重要的是確保古建筑的完整性。應用無損檢測技術可以解決對木材的殘余強度和木質文物內部的缺陷部位的探測問題，尤其是在木材內部發生了腐朽現象時，就需要應用無損檢測技術對其進行實際的勘察和分析，并做好相應措施避免其受損害，也可應用應力波、超聲波，利用它們傳入木材里的波聲、速度來判定木材腐朽的程度。

5結語

文化底蘊是城市的靈魂，歷史文化是對古人生活智慧的傳承，也是一個城市的內涵和特色。古建筑正是承載著歷史文化的載體，記錄著時代變遷的痕跡，蘊涵著人文與歷史的內容。運用高新技術對文化價值較高的古建筑進行修繕和原貌恢復，能夠發揮古建筑物的使用價值和經濟價值，傳承和弘揚對歷史文化，對每個時代的發展都有重要意義。

參考文獻

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作者：李文龍 單位：大同市古建筑保護研究院