綜述土遺址保護的研究現狀及意義

陳 婕

(陜西理工學院土木工程與建筑系，陜西 漢中 723000)

1 概述

目前，地下建筑發展迅速，已經在人們的生產與生活過程中扮演著重要的角色。從最初的地下陵墓，到20世紀初的地下水電站、地下工廠、戰時的防空工程，現在的地下商場、地下土遺址博物館，地下建筑的用途越來越多，規模也越來越大，再加上空調技術的不斷應用與革新，又繼而推動了地下建筑的迅速發展，也為我們的土遺址保護工作做出了不小的貢獻。

2 國外研究現狀

20世紀60年代，國外便開始對土遺址的保護問題進行相關的研究與分析。ICOMS是國際上最具權威性的土遺址保護研究機構。而ICCROM和Getty也針對土遺址的保護問題做了大量的研究。

在國外，研究主要是針對風化、土體開裂、剝落等現象，通過進行物理化學實驗，研究出有機的或者無機的材料對其進行加固。其具體工程案例包括:

日本國立文化研究所在60年代使用有機硅低聚物對橫濱市的遺址進行了保護與加固;Giacomo Chiari等人在1969年利用化學試劑對伊拉克某遺址的風干磚進行保護;秘魯在1975年通過把正硅酸乙酯和乙醇相混合，用其對土遺址的表面進行保護處理;美國在1976年采用硅酸乙酯和聚氨酯對于印第安人遺址附近的土遺址進行了相應的加固。

這些實例的研究對象基本都是針對于露天土遺址，對于室內封閉環境里的土遺址保護問題鮮有研究。

對于博物館的環境參數，國外早就做過相關的研究，博物館溫、濕度環境的控制已經形成了比較成熟的指標體系，并逐步完善。ICOMS在1960年就搜集了歐、美各國博物館的溫、濕度，并對此進行了相應的研究，然后加以推薦。《博物館環境》(J.Tomson著)中提出在文物保護性的博物館中應嚴格控制環境的參數，并詳細論述了博物館中溫、濕度等各個因素對于文物保護的影響;Purafil公司(美國)進行了多年的博物館數據檢測工作，并從研究中提出將文物的保存環境分為5類。目前，加拿大、法國、德國、葡萄牙、比利時、瑞士等國的博物館也都開始根據其內的主要陳列物確定其館內溫、濕度環境標準，為陳列物品帶來更好的保護方式及展示理念。然而，有關于土遺址博物館的相關溫、濕度數據，在國際上都鮮有人研究。

國外對數值模擬技術的研究相對較早。Thom在1933年便建立了二維粘性流體偏微分方程，并通過數值方法對其進行求解;P.V.Nielsen在1974年建立了封閉二維流動方程，并通過利用流函數和渦旋公式對其進行求解，還采用k-e模型模擬了室內空氣的流動情況，這些都標志著CFD技術在各個領域開展起來［3］。

美國標準協會在1986年對世界范圍內使用的CFD模擬技術情況進行了總結，并設立專門的研究機構對其進行研究，著重于室內空氣的流動狀況。美國暖通空調和制冷工程師協會在1989年便成立了用CFD方法預測室內空氣流動狀況的科研機構，比較完善地研究了CFD技術，并對其在模擬室內空氣流動狀況進行了相關的研究。日本也較早的對CFD技術進行了相應的研究，在日本建筑環境工程領域，20世紀70年代初便已經開始使用CFD技術。

目前，CFD技術在日本已經非常成熟，在暖通空調行業，CFD已被廣泛使用。在日本，一些大公司應用CFD技術對實際工程進行預測，這樣不但有利于節約能源與工程投資，又有效的節省了時間和社會資源。

3 國內研究現狀

我國對土遺址的研究與保護工作還處于初級階段。主要工作都是針對土遺址的病害防治及破壞機理，直到20世紀80年代，我國才對土質遺址做了少量的保護與研究工作。隨著時代變遷，文物遺址保護的重要性不斷被體現，國內的研究機構及高校對土遺址保護開展了大力度的研究，在國內學者與科研人員的努力下，土遺址保護研究工作已經有了很大的進展，類似于漢陽陵博物館的這種保護方式，在世界上都處于領先地位，而所研究的內容也拓寬許多，逐步與國際接軌。我國目前在土遺址的病害防治及破壞機理工作上取得了一定的研究成果，而針對于環境因素與土遺址保護關系的研究及土遺址的發掘方式與現場保護的研究也被很好的開展。但是，國內大部分研究都基于室外環境的露天土遺址，研究的內容也是對目前露天土遺址存在的主要病害問題進行應對。

專門針對于室內環境土遺址的研究，我國還比較少。室內環境土遺址保護存在的一個最大的問題就是環境的潮濕問題，從里耶遺址、城頭山遺址、金沙遺址等國內的幾個存在于潮濕問題環境中的土遺址來看，其保護狀況都不是很理想，而影響潮濕環境中的土遺址的病害主要有:土體的干燥開裂和土體坍塌、土體表面出現風化、土體的軟化和土體垮塌，以及由于如植物生長或霉菌類的各種生物因素所導致的破壞。潮濕的環境對土遺址的保護很不利，土遺址在潮濕的環境中易出現風化、軟化和長草等諸多問題，而在由于潮濕土體挖掘失水導致的干燥狀態下又容易出現收縮開裂的情況，嚴重影響著潮濕環境土遺址的保護［5］。對此，國內外都進行了相應的研究，但目前為止，并沒有找到良好的解決途徑。

在日本，科研人員采用有機硅低聚物與其他材料的復合材料來阻止土體內的水分揮發，此方法可以使土遺址長期處于潮濕的狀態下，對防止土體風化的效果較好，但卻使土體在潮濕情況下生霉，忽略了生物因素所導致的破壞［5］。因此，此類問題是長期困擾國內外土遺址保護研究中的難點。

我國在20世紀80年代初開始對CFD技術進行研究，到目前為止已取得許多重要的成果，并運用到各行各業。針對于室內氣流環境、溫濕度環境的研究，主要有以下成果:

張建忠在1990年建立非等溫紊流模型，并對槽邊側吸氣流的流動狀況進行了CFD數值模擬，著重論述了溫度邊界條件的設置在模擬計算過程中對計算結果的影響。在1993年，對多種二維氣流的組織方式進行CFD模擬計算，成功預測了氣流組織方法的流型、分布特點以及使用場合，并對其進行分析。

魏學孟等人在1994年根據k-ε流體紊流模型，使用差分法模擬計算了潔凈室的空氣流動狀況，得到流場的分布情況及污染物的分布特征。

姚潤明等人在1997年首次把CFD方法與PMV方法相結合，使用CFD技術對建筑熱舒適性進行了相關的研究。

趙彬等人在2000年自行開發CFD模擬軟件，模擬計算人民大會堂的氣流組織，在數值模擬計算的基礎上，對其氣流組織進行了相關的改造。

近年來，國內對高大空間的數值模擬，置換通風的數值模擬，潔凈室的數值模擬都有比較前沿的研究。

但是，我國現有的研究成果專門針對求解算法、紊流模型、風口模型等基礎性的研究成果并不是很多，大部分都屬于通過CFD模擬軟件針對某個案例進行的研究與分析，與其他發達國家相比，我國還存在比較大的差距，尤其是在模型的建立和在軟件的開發上。

4 土遺址研究目的與意義

土遺址保護工作對我國的歷史研究有著舉足輕重的地位，其作為一種重要的文物資源，具有科學性、歷史性和藝術性，它們是人類活動的產物和歷史信息的載體，是人類物質文化發展的重要實物例證。保護土遺址，保護遺址文物，對我國歷史文化傳承來說是一種不可推卸的責任。

［1］郭 宏.文物保存環境概述［M］.北京:科學出版社，2001.

［2］李最雄.絲綢之路古遺址保護［M］.北京:科學出版社，2003.

［3］陶 亮.土遺址展示方式的初步探討［D］.西安:西北大學碩士畢業論文，2008.

［4］周雙林.談談考古遺址的展示保護［J］.文物保護與考古科學，2006(19):52-55.

［5］JGJ 66-91，博物館建筑設計規范［S］.