大同華嚴寺小環(huán)境變化對文物本體病害影響初探

白雪松

(大同市遼金文化藝術(shù)博物院，山西大同 037000)

大同華嚴寺是現(xiàn)代人類的寶貴財富，是文化傳承的載體，有著無法估量的文化、科學(xué)以及歷史的研究價值。環(huán)境是文物賴以生存的基礎(chǔ)，直接或間接的影響著文物的壽命。為文物提供一個適宜的保存環(huán)境是最基本、最有效的預(yù)防性保護手段。華嚴寺由建筑、景觀、植被、人員等元素構(gòu)成，隨著文化與旅游的崛起、周邊旅游的人流聚集、不斷拆蓋的古城整合工程，這些復(fù)雜環(huán)境都會對華嚴寺的文物本體產(chǎn)生巨大的影響。小環(huán)境氣象站的監(jiān)測可以完全真實的體現(xiàn)華嚴寺的各項環(huán)境數(shù)據(jù)，緊緊相依的大雄寶殿內(nèi)有微環(huán)境溫濕度記錄儀，在此一并結(jié)合分析，更能準確的分析院內(nèi)小環(huán)境與殿內(nèi)微環(huán)境對古建筑病害產(chǎn)生的影響；院內(nèi)小環(huán)境與殿內(nèi)微環(huán)境對殿內(nèi)壁畫彩塑本體病害產(chǎn)生的影響[1-5]。

1 監(jiān)測背景

1.1 監(jiān)測對象

大同華嚴寺位于大同古城內(nèi)西南隅，始建于遼重熙七年（1038年），現(xiàn)存薄伽教藏殿、大雄寶殿為遼金遺構(gòu)，占地面積達66 000 m2，是我國現(xiàn)存年代較早、保存較完整的一座遼金寺廟建筑群，被世人譽為遼代藝術(shù)博物館。1961年被國務(wù)院公布為第一批全國重點文物保護單位。寺內(nèi)主殿大雄寶殿始建于遼清寧八年（1062年），金代天眷三年（1140年）在舊址重建。大殿面闊九間，進深五間，巍峨壯觀，是我國現(xiàn)存遼、金時期最大的佛殿。殿內(nèi)現(xiàn)存32尊佛教造像，木雕泥塑兼具，均為明代原物。四壁滿布清代繪制的21幅巨型壁畫，面積約887m2。

1.2 監(jiān)測設(shè)備位置

氣象站位于大雄寶殿西（圖1）。該位置能較好的對華嚴寺小環(huán)境進行監(jiān)測分析，亦能與大雄寶殿內(nèi)微環(huán)境溫濕度（圖2）結(jié)合分析。

圖1 氣象站位置圖

圖2 大雄寶殿探頭位置圖

2 2017年監(jiān)測氣象要素數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

2.1 氣象站數(shù)據(jù)分析

表1 2017年氣象站月平均數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

大同屬大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，全年多為西北風(fēng)，四季溫差較大，晝夜溫差較大；春季回溫較快且乍暖還寒；夏季雨水集中，日間暴曬，夜間涼爽舒適；秋季迅速轉(zhuǎn)涼，10月即開始市政供暖；冬季漫長且寒冷干燥。全年溫差懸殊，晝夜溫差浮動頻繁，勢必對文物本體造成很大影響。

結(jié)合表1和圖3可知，各氣溫數(shù)值至7月均為最高，1～2月、11～12月氣溫均較低，1～2月夜間溫度最低，11～12月日間溫度最低。月平均最高氣溫：12月最低為0℃，7月最高為37℃,溫差37℃；月平均最低氣溫：1月最低為-23℃，7月最高為13℃，溫差36℃；平均氣溫：12月最低為-8℃，7月最高為28℃，溫差36℃；溫差最大月為1月，平均最高溫度10℃，平均最低溫度-23℃，溫差33℃。

結(jié)合表1和圖4可知，月平均大氣濕度曲線圖呈現(xiàn)先低后高再降低。據(jù)氣象部門資料大同地區(qū)夏季雨水集中，平均降水量為246.9 mm，占全年降水量的64.3%。造成7-10四個月濕度較高，8月份達到最高值；月平均最高濕度與月平均最低濕度相差50%。

結(jié)合表1和圖5可知，月平均二氧化碳含量呈現(xiàn)冬季高夏季低。我市冬季需燃燒大量化石燃料取暖；冬季出行汽車使用率有所提高；植被綠葉脫落，光合作用下降等都使得空氣中二氧化碳的含量偏高。

結(jié)合表1和圖6可知，夏季的空氣質(zhì)量明顯優(yōu)于冬季。月平均PM2.5曲線圖呈現(xiàn)1～4月逐漸降低，9～12月升高的趨勢，這是由于11月、12月和1月處于冬季，大面積的市政供暖、華嚴寺周邊民房生火取暖及機動車尾氣排放量的增多所導(dǎo)致。PM2.5曲線圖與二氧化碳含量圖走勢基本相同。

2.2 大雄寶殿年溫濕度數(shù)據(jù)分析

表2 2017大雄寶殿年溫濕度測試點1數(shù)據(jù)匯總表

表3 2017大雄寶殿年溫度測試點2數(shù)據(jù)匯總表

圖3 2017年氣象站月平均溫度統(tǒng)計圖

圖4 2017年氣象站月平均濕度統(tǒng)計圖

圖5 2017年氣象站月平均二氧化碳統(tǒng)計圖

圖6 2017年氣象站月平均PM2.5統(tǒng)計圖

結(jié)合大雄寶殿數(shù)據(jù)圖表可知，大雄寶殿內(nèi)微環(huán)境溫濕度變化較大，折線圖走向清晰，1月為最低點而后迅速升溫至7月達最高后，平緩過度到10月迅速降溫至12月；極點值相差較大，7月氣溫達到全年之最至29℃，1月氣溫達全年最冷至-11.9℃；換季氣溫驟升驟降，3～4月升溫幅度高達11℃,10～11月降溫幅度高達10℃；月溫度浮動空間較大，月最高溫度與月最低溫度溫差都在10℃左右；日溫差浮動頻繁，除7～9月相對平緩?fù)?，其余月份均達20次左右，溫度環(huán)境極不穩(wěn)定。

全年濕度變化呈波浪式態(tài)勢上下波動。全年走向明確，春季降雨量略有增長，使得濕度存在驟然升高降低的狀況時有發(fā)生；大同地區(qū)夏季雨水集中，濕度在夏、秋兩季達到最高，7～10月最高濕度均達80%RH；冬季降雪較少，平均濕度值較低，日濕差次數(shù)也相對較少；極點值相差較大，8月濕度達最高84.1%RH，4月濕度至最低的20.2%RH；月濕差較大，月最高值基本都是月最低值的兩倍以上；日濕差浮動頻繁，除1～2月、11～12月次數(shù)相對平緩?fù)猓赂泳?5次左右；溫濕度相輔相成，溫差的驟變造成濕度環(huán)境也極不穩(wěn)定。

3 監(jiān)測氣象要素對華嚴寺文物本體病害的影響

通過小環(huán)境氣象站與殿內(nèi)微環(huán)境的數(shù)據(jù)整理分析，結(jié)合抽樣拍攝的典型病害，可對比推論：

3.1 受地方氣候影響，巨變的環(huán)境危害古建筑的生命

通過折線圖對比可以看出氣象站小環(huán)境四季溫差與晝夜溫差差值高。春秋風(fēng)吹、夏日暴曬雨淋，冬季寒冷，溫濕度變化幅度很大，對古建筑的損害是相當嚴重的，容易引起木構(gòu)件的濕脹干縮頻繁,導(dǎo)致變形腐爛；墻體傾斜、開裂、空鼓，危及古建的壽命；結(jié)合日照時間和強度的反應(yīng)，古建筑上的油漆彩畫褪色、漆面干裂翹曲。

3.2 溫濕度的頻繁浮動，與文物本體病害成因吻合

殿內(nèi)微環(huán)境溫濕度受氣象站小環(huán)境溫濕度影響，走向一致，殿內(nèi)的浮動頻率相對較小，這與大殿每天的定期關(guān)閉是有關(guān)系的。大殿的作為土木結(jié)構(gòu)古建筑，其本身就存在一定的濕氣滲透率，可將濕度值進行短暫的維持，而后通過升溫、大風(fēng)、開館等其他因素，造成濕度迅速的流失，溫濕度的浮動頻率過大對文物保護來說，是不理想的；頻繁的溫、濕度浮動環(huán)境引發(fā)胎體和地仗酥堿、彩繪顏料變色、膠結(jié)材料老化、起甲、顏料脫落、胎體、泥質(zhì)疏松、空鼓和地仗開裂等病害。

3.3 其他的環(huán)境因素也對文物本體造成著危害

二氧化碳及PM2.5在冬季較為嚴重，細顆粒物質(zhì)的化學(xué)活性較高，沉降、附著在文物表面，攜帶有害化學(xué)物質(zhì)導(dǎo)致對文物表面造成污損以及材料的化學(xué)侵蝕和物理風(fēng)化，而且與彩繪顏料中的某些成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成顏料的變色、褪色、彩繪層松散。二氧化碳對文物含酸量的影響短時間內(nèi)可能微乎其微，但如果長期被文物吸收就能使文物酸度逐漸增加，對文物的破壞性不可忽略。

3.4 大殿內(nèi)兩側(cè)試點溫濕度浮動不同，需要科學(xué)添加測試點，進一步取得更全面數(shù)據(jù)。

大雄寶殿內(nèi)微環(huán)境測試點1-2相對比，測試點1較測試點2處于更靠近門的位置，測試點1的最高溫度、最低濕度、溫差、濕差、浮動頻率均高于測試點2，測試點2的最低溫度、最高濕度均高于測試點1，這與每天的定期開放有關(guān)，測試點1受開閉館影響較測試點2顯然更不穩(wěn)定。

4 結(jié)語

氣象環(huán)境監(jiān)測對于文物保護有著重要的意義，通過有效的監(jiān)測、評估、調(diào)控、干預(yù)，抑制各種環(huán)境因素對文物的危害作用，盡可能阻止或延緩文物的物理和化學(xué)性質(zhì)改變至最終劣化，以達到長久保存文物的目的。以下幾點可以試行：

1）科學(xué)增加監(jiān)測點位，形成項目。如實監(jiān)測溫濕度變化是科學(xué)改善文物保存環(huán)境的前提，溫濕度短周期的大幅度波動是目前溫濕度調(diào)控中的主要不足之處，也是影響文物保存安全的關(guān)鍵因素，通過項目化連續(xù)監(jiān)測記錄，才能更科學(xué)地提出各種改進措施。

2）針對華嚴寺文物的特點以及實際情況因地制宜，添加恒溫恒濕設(shè)備且24小時連續(xù)運轉(zhuǎn)。依照相關(guān)博物館前車之鑒，恒溫恒濕設(shè)備運行時應(yīng)該能有效調(diào)節(jié)殿內(nèi)環(huán)境中的溫濕度。

3）在入口安裝風(fēng)屏和鋪設(shè)防塵地毯，可能減少大風(fēng)及游客帶來外來粉塵顆粒污染物。定期清理殿內(nèi)衛(wèi)生，定期聘請有資質(zhì)的保護單位給文物除塵，減少粉塵帶來的危害。

4）盡快進行保護性修復(fù)，避免病害進一步發(fā)育。委托有保護修復(fù)相關(guān)資質(zhì)的專業(yè)機構(gòu)對大雄寶殿壁畫與大雄過殿建筑進行前期勘察，經(jīng)文物修復(fù)專家論證，確定出科學(xué)合理、切實可行的保護修復(fù)方案。