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水汽由气态变为液态的过程称为凝结,在大气中,水汽压只要达到或超过饱和水汽压,水汽就会发生凝结。云冈石窟夏季,岩壁及岩石内部温度比窟内温度低1~5℃,当它进一步低于露点温度时,会使空气中的水汽过饱和冷凝,水汽在温度低的窟壁表面发生凝结。凝结水的存在加速石窟雕像物理风化和化学风化。 设计和进一步优化一套云冈石窟窟内弱渗水、凝结水量测定的试验方法,为消除凝结水害做先期工作。 先在室内模拟,检验装置,再到现场试验。室内试验所模拟的是一个封闭系统,而在现场试验中实际是半封闭系统,出现一些新问题,试验过程中一一探讨。 试验采用密封干燥原理研制出的水量测量装置,对石窟岩壁的弱渗水、凝结水量进行测量;采取先计算渗水量再用总量减去渗水量得到凝结水量。 采用Goff-Grattch饱和水汽压公式计算露点温度,通过露点温度和岩壁、岩石内部温度的比较以确定凝结水是否形成。比较结果结合试验数据分析显示:一、夏季湿度较大的时候,岩壁会出现凝结水;二、试验无法足够达到测量的要求;三、弱渗水长期存在。 总结试验的经验教训,提出装置改良、测定优化的方法。 再规划安排监测设备,对窟内环境进行监测,然后根据监测数据进行分析。分析得出一年中凝结水产生的大概时段是6月下旬到8月中旬,凝结水形成的各因素之间的关联以及影响程度,初步指导凝结水防治工作。 设想加上室外监测数据和多年数据,总结石窟内水汽具体时段的具体出入,总结多年变化规律,将为长期治理进行有效指导。监测数据结合渗水的治理工作,反映渗水在窟内水汽来源中的影响情况,以及确认渗水按照目前技术处理是否可以消除窟内水害。 然后根据试验数据、监测数据分析得出可行的凝结水防治方案。一是已经施行的除湿机强制降低窟内湿度,其效果已经过试验论证;一是通过降低窟口靠外空间的气温,对窟内环境制造缓冲区,尚停留理论阶段。