天地之中”历史建筑群 预防性保护之—病害检测
  • 时间:2022.11.10
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云跻数文结合“天地之中”历史建筑群保护工作长期积累下的三维数据资料,采用X荧光能谱分析、超声波、应力波等多种成熟的无损、微损检测技术实现对古建筑的砖石、木材病害检测,为这处世界遗产的数字化保护研究奠定了坚实的数据基础......

        2021年10月28日,国务院办公厅通知印发的《“十四五”文物保护和科技创新规划》载明,截至2020年,全国重点文物保护单位数量(处)达5058个,省级文物保护单位数量达21000个。并做出了“编制不可移动文物预防性保护导则,按文物保护单位、保存文物特别丰富的市县、省域三个层级开展常态化、标准化预防性保护,基本实现全国重点文物保护单位从抢救性保护到预防性保护的转变”的规划指导。

       我国不可移动文物的数量巨大,承载着多种价值要素的古建筑正在经历着抢救性保护向预防性保护的转变。近年来,由于极端天气出现频率上升,突发的自然灾害造成了一些古建筑损伤,并给后续的保护工作带来困难。而通常情况下,突发的自然灾害往往是“不速之客”,更多时候,古建筑面临的是随着时间推移受到的气流、降水和紫外线等自然侵蚀,部分历史久远的古建筑此种情况更加明显。实行预防性保护,对文物古迹进行常态化的预防性保护检测,在加大保护力度的同时,防患于未然,已成为当前不可移动文物保护工作的发展趋势。

 

病害检测

       根据中国古迹遗址保护协会公布资料,古建筑的探查、检测是古建筑勘察方式的重要组成部分。探查,可以查明古建筑损伤及病害的类型、程度及原因;检测要求对病害成因和古建筑的安全性进行测试检查,包括工程地质和水文地质检测、建筑材料分析试验、环境检测等。利用多种现代化病害检测手段,常态化进行预防性保护检测,记录、评估古建筑的保存状态、破坏因素和产生原因,能够让文物保护工作人员及早发现古建筑的病害类型,更可以为后续的保护工作提供基础资料和技术参数。

       古建筑病害有多种类型,主要包括不均匀沉降、基础变形;结构变形类病害、机械损伤类病害、表层风化类病害、污染与变色类病害;构件破坏、构建糟朽、污染物附着;形变位移类病害、构件损伤类病害、灰背、灰浆病害;缺失、断裂、变形、松动;材质风化、劣化病害等。

       预防性保护工作实施当中,按照古建筑组成部分对病害分别予以统计,区分病害类型和产生病害的自然、人为等原因,并做出对病害趋势的判断,是后续保护工程采取保护措施的出发点所在。

 

案例示例

 

图片1

(图:嵩岳寺塔超声波探测检伤)

 

       通过超声波检测,可以得出超声波在砖石中的传播速度,以此达到砖石材料深部检测,并探测出极小瑕疵。云跻数文利用超声波应力检测仪进行文物本体检测,通过分析调查得出文物检测报告,为文物研究和保护提供事实依据。

 

图片2

(图:少室阙X荧光能谱分析)

 

       X荧光能谱分析,具备出色的痕量分析灵敏度,方便进行野外测量及现场定制。我们通过检查石阙表面元素含量,作为石阙表面受腐蚀影响情况的分析佐证。

 

图片3

图:嵩阳书院讲堂金柱检测)

 

图片4

(图:讲堂点云柱网偏移分析)

 

       三维激光扫描分析,可通过点云数据对单体文物建筑的各柱子倾斜情况进行详细探测,作为判定单体文物建筑时代特征、法式做法或残损现状的分析依据,通过数据量化得以真实还原上述各项的具体表征。

 

图片5

(图:讲堂大木结构应力波检测数据分析)

 

        应力波无损检测系统通过木结构周围多个传感器之间的应力波传输速度测量,检测出树干腐朽或中空部分的位置及大小。讲堂C2及C3位置的金柱受白蚁侵蚀严重,遂对其进行无损探伤从而辅助推测其承载能力状态。

 

图片6

(图:讲堂大木结构阻抗仪检测数据分析)

 

 

       阻抗仪通过微机系统采集钻针在木材内产生的阻力参数并计算后,显示出阻力曲线,以判断早晚材密度、年轮数,以及木材内部腐朽、裂缝、虫蛀等具体状况。

       嵩岳寺塔为始建于北魏永平年间的十二边形砖塔,少室阙为东汉石阙,这两处年代久远的历史建筑均反映了其所处时代的丰富背景,是中国古代建筑史研究的重要实例,也因为千年的历史风雨,共同面临着一些保护难题。嵩阳书院建筑反映了中国传统书院的规划理念, 部分大木结构及木材构件,也面临着时间推移出现的古建筑病害威胁。

       云跻数文结合“天地之中”历史建筑群保护工作长期积累下的三维数据资料,采用X荧光能谱分析、超声波、应力波等多种成熟的无损、微损检测技术实现对古建筑的砖石、木材病害检测,为这处重要遗产的数字化保护研究奠定了坚实的数据基础。

 

 

 

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