浅谈太原北齐徐显秀墓的环境控制问题

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  太原北齐徐显秀墓以其精美、保存完整的壁画闻名于世,具有极高的历史、科学和艺术价值。从2000年开始发掘,到2002年发掘结束,至今已有十余年。笔者有幸于2010年来到徐显秀墓的管理机构——太原北齐壁画博物馆参加工作,主要从事徐显秀墓的保护、管理和研究工作。通过这几年所做的保护工作,逐步有了一些关于徐显秀墓保护方面的认识和想法。这些认识是粗略的、初步的、甚至有的可能是错误的。现在写出来是希望得到各方面专家的指点和分析,尚望不吝赐教。
  徐显秀墓采取的是原址建馆的保护方案,这是符合遗址及其文物保护的最高原则,不仅可以达到最大可能保护徐显秀墓及其壁画的目的,对于研究和展示徐显秀墓,发挥文物的宣传教育作用也具有极大的意义。对文物实施保护最有效手段就是控制文物所处环境,为文物营造一个相对稳定、单独存在的空间。徐显秀墓壁画作为保存在地下的、对温湿度变化较为敏感的珍贵藏品,原址建馆保护,可以通过采用控制温、湿度、冷光源照明及空氣流通系统等技术手段,使壁画处于一个稳定的环境之中。而要达到稳定的保护环境,首先必须了解壁画所处的环境变化会对壁画产生怎样的影响。只有先解决了这个问题,才能为以后的永久性保护建筑设计提供参考依据。
  《博物馆建筑设计规范》(JGJ6b-91)“ 第4.1.1条,藏品防护应包括温湿度、防潮、防水、光照、防烟尘、防有害气体、防虫、防鼠和防盗等要求”;“第4.2.1条,收藏对温湿度变化较敏感珍品的库房应设置空气调节设备”;“第4.2.2条,设置空气调节设备的藏品库房,冬季温度不应低于10℃,夏季温度不应高于26℃,相对湿度应保持基本稳定……墓葬壁画等45%~55%” ;“第4.3.1条屋顶的排水系统应严防渗漏;藏品库房的地下层室内和地面层地面应有可靠的防潮措施”等相关规定,为我们规定了壁画保存环境控制方面的博物馆通用标准。但徐显秀墓壁画不同于普通的馆藏壁画,是国内首例原址建馆保护的墓葬壁画,未有前例可循,故而我们首先应借鉴国内外壁画原址保护的经验教训,对徐显秀墓壁画保存环境的控制进行深入研究。
  在古墓葬壁画方面,国内许多相关学者进行了大量研究,并取得了许多有意义的成果。同时太原北齐壁画博物馆也组织进行了相关的基础勘察、设计和评估等方面的工作。以上工作阐明了遗址所处的自然地理、环境状况和地质环境条件,为徐显秀墓壁画保存环境的控制研究工作提供了重要的基础资料。根据对这些成果和材料的研究,结合笔者在日常保护中对墓葬内外环境变化情况和壁画衰减变化情况的观察、记录,笔者对壁画保存环境的控制问题有了一点粗浅的认识。
  首先是由四季、昼夜交替和保护棚内外有别造成的温度变化产生了热胀冷缩效应,进而形成温差风化。温差风化的强弱主要决定于温度变化的速度和幅度,例如,昼夜温度变化的幅度越大,温差风化越强烈。受温差风化的影响,壁画的地仗层与颜料层会逐步崩解、破碎。根据近五年来墓室内外温湿度纪录,墓室内昼夜温度变化幅度虽低于地表,但在1、2、7、8、9、11、⒓ 月份变化幅度也可达10℃,幅度较大,温差风化的危害较为明显。
  其次是控制凝结水危害。凝结水是指在物体表面的空气温度下降到露点以下,在物体表面上凝结而成的水。水汽由压力大处向压力小处移动,当大气温度高于墓室温度时,水汽就由大气中不断进入墓室,使墓室中的水汽过饱和而凝结成液态水,附着于壁画上,或进入土层空隙中,对壁画造成破坏。根据近五年来墓室内外温湿度纪录统计,7、8、9月份,墓室内相对湿度大都高于90%,壁画表面常有凝结水形成。在潮湿环境中,壁画表面的颜料层会逐步变质、粉化,地仗层也会逐步疏松、脱落。墓室四周的土质为湿陷性亚黏土,在水的作用下也易于潮湿变形,塌缩沉陷。因此也有必要严格控制温湿度,治理凝结水的危害。
  第三是控制地表水的入渗。在发掘时,中国文物研究所在工地附近选择场地,做了测试地表水漏入地下的过程、速度实验,通过采取在隔断水漏入隔水沟时,利用其离壁式原理进行检验得出的测试数据,结合当地的地质、水文、气象、环境等进行分析,认为水对墓室及墓道的影响主要来自地表水。因此控制地表水入渗也就极为必要。
  对于温差分化和凝结水造成危害,可以采用温湿度监控系统设备进行控制,监控设备能及时感应环境温湿度,如实采集和记录各空间温湿度情况;数据可以按照使用人员的要求定时自动记录并长期保存;授权用户可查询历史数据,进行数据分析、打印等操作,判断温湿度是否异常;在出现异常数据的时候,可进行多种方式的报警,可连接控制模块,自动启动相应设备,在温湿度超出设定值后报警同时进行通风换气、降温除湿等工作,实现环境温湿度管理的实时性和有效性。这类系统在食品生产、档案管理、动物养殖、药品储存等行业均有广泛应用,现代博物馆库房管理亦多有采用。至于地表水入渗造成的危害,可以通过“防水”、“截水”、“排水”三种措施进行控制。“防水”指在地面进行硬化防渗;“截水”一是在墓室北侧和东侧采用悬挂式防渗帷幕构筑地下截水工程,二是在墓址东北侧沿地形布设截水沟以拦截上游可能产生的地表径流;“排水”是在墓址西、南侧修建排水沟。
  这些控制措施是笔者的一些浅见拙识,通过向专家的请教,笔者也认识到了这些措施存在的问题,比如防渗帷幕的灌浆材料是否能起到防渗作用及对湿陷性黄土的适应性问题;地面防渗层如做成水泥硬化地面,一旦出现裂缝,会将水分和空气封闭在地下,造成湿陷性黄土沉降,是否可用膨润土防水毯代替水泥。这些问题都还需要有现场试验去验证,也是笔者今后做好保护和研究工作的重点和方向。
  作者简介:温少杰,太原北齐壁画博物馆。
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