博物館的“私人訂制”——文物防震

萬冰任鑒

博物館是展示人類文明歷史的窗口，是保存、維護(hù)館藏文物的基地。然而，2008年汶川地震中，僅僅國寶級(jí)館藏文物損毀就在2000件以上。這些可移動(dòng)文物，如果用拍賣市場價(jià)衡量，每件價(jià)值可能都在千萬元以上，比博物館本身的價(jià)值還高。況且文物具有不可復(fù)制性，實(shí)際上其價(jià)值是不能用金錢衡量的，一旦損毀，便是民族與國家不可挽回的的損失。

博物館是展現(xiàn)社會(huì)歷史文明和社會(huì)發(fā)展過程的窗口，如果將大量可移動(dòng)文物集中到博物館中保存，雖然有利于文物保護(hù)修復(fù)和日常防護(hù)管理，但是卻增加了文物在地震時(shí)大規(guī)模損毀的可能。

中國航空規(guī)劃建設(shè)發(fā)展有限公司（下文簡稱中航建發(fā)）是中國航空工業(yè)集團(tuán)公司直屬的集咨詢?cè)O(shè)計(jì)、工程總成、設(shè)備總成三大業(yè)務(wù)領(lǐng)域?yàn)橐惑w的專業(yè)化公司，同時(shí)在文物防軌道交通振動(dòng)、博物館防震技術(shù)研究與產(chǎn)品開發(fā)方面具有豐富的理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。2007年11月中航建發(fā)中標(biāo)成都市博物館設(shè)計(jì)項(xiàng)目，本來定于次年啟動(dòng)設(shè)計(jì)，但就在專家評(píng)標(biāo)后，面向市民公示的最后一天，汶川地震發(fā)生了。

中航建發(fā)首席專家、總結(jié)構(gòu)師葛家琪提起這個(gè)項(xiàng)目還記憶猶新。本來，成都市博物館就是一個(gè)非常復(fù)雜的建筑，地下有地鐵貫通，首先要解決的是軌道交通運(yùn)營引發(fā)的振動(dòng)問題，而地震一來，原先沒有被提到議事日程的博物館及文物防震反而成了博物館安全與否的當(dāng)務(wù)之急。國家文物局和地方文化局對(duì)設(shè)計(jì)單位提出了困惑，“為什么地震后，依據(jù)我國抗震規(guī)范建造的房子往往沒問題，文物卻都損壞了呢？”

據(jù)葛家琪介紹，我國現(xiàn)有的建筑工程規(guī)范體系下，各大博物館都是被單純作為建筑工程來建設(shè)。根據(jù)規(guī)范要求，連博物館門口的門房都有設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量規(guī)范強(qiáng)制要求，有質(zhì)量檢查和驗(yàn)收，但對(duì)擺放其中的文物安全卻沒有衡量標(biāo)準(zhǔn)，更沒有資金投入。博物館本身并不是簡單的一個(gè)建筑，它捍衛(wèi)的是人類思想與智慧的結(jié)晶——文物。一旦文物集中損壞，博物館也就失去了存在的價(jià)值。如果博物館中的館藏文物沒有一個(gè)防震安全評(píng)價(jià)體系，沒有一套完整的科學(xué)保護(hù)措施，建設(shè)博物館對(duì)保護(hù)文物又有什么意義呢？

我國近年基本每年都有200多個(gè)博物館建成，然而，博物館的文物保護(hù)人員卻對(duì)文物缺乏防震概念。葛家琪介紹說：在國際上，文物防震做得最系統(tǒng)的是美國和日本的大部分私人博物館，而最初，公司與博物館之間進(jìn)行的是企業(yè)行為與業(yè)主行為。在國家對(duì)文物防震沒有具體規(guī)范的情況下，中航建發(fā)與成都文化局、成都市博物館決定要推動(dòng)這件事情。通過與國家文物局專家進(jìn)行的一系列對(duì)接，中航建發(fā)積極參與了國家住建部標(biāo)準(zhǔn)《博物館建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》、國家文物局行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《館藏文物防震規(guī)范》等編制。企業(yè)本身投入巨大，在此期間做了大量的理論分析，利用與清華大學(xué)合作的博士后工作站，專門對(duì)館藏文物防震規(guī)范進(jìn)行了研究。

目前國內(nèi)文物防震保護(hù)市場飽和度近乎于零，希望更多擁有高精尖技術(shù)的企業(yè)投入該領(lǐng)域，用一份努力換來十分回報(bào)，這不僅能解決文物防震的諸多問題，而且可以提高國民的防震減災(zāi)和文物保護(hù)意識(shí)，由搶救性向預(yù)防性轉(zhuǎn)變。

中航建發(fā)工程技術(shù)研究院結(jié)構(gòu)室主任馬伯濤博士說：文物防震的核心技術(shù)是振動(dòng)控制，其最早來源于一些車載工具防振。為了改善車輛的舒適性，減少振動(dòng)給人帶來的不適，出現(xiàn)了系列減振彈簧等措施。減振技術(shù)在上世紀(jì)70年代被移植到橋梁和建筑領(lǐng)域，最典型的例子就是美國世貿(mào)雙塔，為了應(yīng)對(duì)颶風(fēng)造成的影響，真正地把振動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用于建筑消能減振。

汶川地震后，大多數(shù)專家認(rèn)為短期內(nèi)周圍不會(huì)再發(fā)生大的地震，然而，2013年4月20日雅安7.0級(jí)地震震動(dòng)了四川。雅安市博物館也成為了國家文物局和工信部指導(dǎo)下全國第一個(gè)防震項(xiàng)目。隨后，國家文物局預(yù)防性保護(hù)批了近10個(gè)博物館開展防震預(yù)防，如成都博物館、云南省博物館等。

葛家琪說：日本、美國做了至少20年文物防震，我國在大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)也進(jìn)行了將近10年，但沒有系統(tǒng)化的研究和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，更沒有產(chǎn)業(yè)化。雖然國內(nèi)有文物防震相關(guān)產(chǎn)品出售，但大多代銷的是流水線定型生產(chǎn)的日本產(chǎn)品，最便宜的一套也要5萬元。2013年年初，工信部和國家文物局對(duì)文物預(yù)防性保護(hù)列了四個(gè)專項(xiàng)，防震是其中一項(xiàng)，模式是產(chǎn)學(xué)研用，每個(gè)專項(xiàng)有2～3個(gè)中標(biāo)單位，其中就有中航建發(fā)公司。葛家琪說：之前的模式大多是產(chǎn)學(xué)研，大學(xué)與科研機(jī)構(gòu)研究產(chǎn)品，最終卻不了了之，無法銜接企業(yè)生產(chǎn)并被博物館接受投入使用。而這次是真正地把用戶需求放在了首位，企業(yè)不僅訂立了規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，而且研究出了產(chǎn)品并進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用。通過地震模擬實(shí)驗(yàn)，我們可以看到采用了隔震裝置的文物，在經(jīng)歷地震的時(shí)候依然穩(wěn)固。

外國的隔震產(chǎn)品大多是批量生產(chǎn)，不顧及博物館和文物的個(gè)性，在中國只出售商品而缺乏安全服務(wù)。但是地面的地震動(dòng)能量輸入與經(jīng)過建筑物的能量是不同的，地震波經(jīng)過房子的不同地方，動(dòng)力特性或者說頻率都是不一樣的。地震波中有很多不同振動(dòng)頻率的成分的混合體，當(dāng)?shù)卣鸩ǖ竭_(dá)展柜底下時(shí)，與房子的自振頻率相近的部分會(huì)放大，而不同的部分會(huì)被隔離掉。類似士兵過橋的共振效應(yīng)，十幾噸重的卡車過橋沒問題，但士兵有規(guī)律的跑步卻可能使橋倒塌。房子的共振因素需要被考慮進(jìn)來，因?yàn)樗皇切》秶挠绊懸蛩兀踔量赡苁欠糯蟮卣鸩ǎ瑥亩蔀槲奈飺p壞的罪魁禍?zhǔn)住榇耍槍?duì)每個(gè)館藏文物均應(yīng)進(jìn)行“震源+館舍+展具+文物”全系統(tǒng)安全目標(biāo)地震作用全過程性能分析及個(gè)性化安全設(shè)計(jì)。而中航建發(fā)做成的產(chǎn)品正是根據(jù)不同博物館，甚至不同文物，按照業(yè)主的要求進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)，堪稱是博物館的“私人訂制”。

產(chǎn)品能防幾級(jí)地震，并不是一定的，好的產(chǎn)品能削減一半以上的地震動(dòng)能量。地震釋放能量叫震級(jí)，任何一個(gè)物件防地震叫抗震設(shè)防烈度。設(shè)防烈度每增大一級(jí)，地震能量乘以2，削減一半的能量就意味著降低了一度地震。安全系數(shù)的提升依賴于能力的提升。中航建發(fā)博物館文物防震工作方式為：先到現(xiàn)場進(jìn)行動(dòng)力實(shí)測，測房子在地震時(shí)可能發(fā)生什么響應(yīng)，通過預(yù)測和概率分析，將該地可能發(fā)生的地震波和館舍結(jié)構(gòu)輸入計(jì)算機(jī)中開展仿真模擬測試，把房子的震動(dòng)響應(yīng)、各樓層的振動(dòng)響應(yīng)、展柜的震動(dòng)響應(yīng)都分析出來，據(jù)此設(shè)計(jì)開展展陳設(shè)計(jì)，將重點(diǎn)文物安放在安全的區(qū)域，并且設(shè)計(jì)出與每件文物配套的防震措施和產(chǎn)品。

開始時(shí)，相關(guān)專家、業(yè)主也曾對(duì)中航建發(fā)團(tuán)隊(duì)的“私人訂制”產(chǎn)生懷疑，他們的觀念認(rèn)為防震應(yīng)該有固定化的產(chǎn)品，只要買了產(chǎn)品就是萬事大吉。正確的回答是：“你們要的是產(chǎn)品還是安全？”的確，用一套產(chǎn)品“打遍天下”太有風(fēng)險(xiǎn)，現(xiàn)在的技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)測出地震波經(jīng)過博物館每一點(diǎn)的頻譜規(guī)律，能夠?yàn)槊考奈锪矿w裁衣，不能因?yàn)閲鈽?biāo)準(zhǔn)不是這樣，或者國內(nèi)少有企業(yè)做得出來，而否認(rèn)這種合理做法的存在。定型產(chǎn)品方便快捷，但是有可能起反作用。中航建發(fā)團(tuán)隊(duì)倡導(dǎo)“產(chǎn)品+安全服務(wù)”，而且造價(jià)也大致與日本產(chǎn)品持平或更低，提供的卻是更多的安心與安全。

于私而言，做文物防震對(duì)公司本身的發(fā)展有利；于公而言，作為央企，需要肩負(fù)起社會(huì)的責(zé)任感。面對(duì)博物館與文物的“私人訂制”，使我國在文物防震領(lǐng)域躋身世界領(lǐng)先地位。而防震安全是基于建筑力學(xué)和機(jī)械力學(xué)的一個(gè)交叉領(lǐng)域，中航建發(fā)在設(shè)計(jì)建筑時(shí)無意介入了這個(gè)領(lǐng)域，卻意外地成為了該領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊。