淺析古建筑木構件與木質文物的保護方法

張磊

通常來講，傳統意義上的古建筑基本上大多是以木材為主要的骨架結構，在經歷過數百數千年時間推進的過程中，就具有了極高的文物價值、歷史價值和相應的藝術價值。為了進一步的保護好這些稀有而又極其珍貴的木質的古文物，就必須要把古木構件和木質文物切實有效地實施保護措施。本文著重分析對于古建筑木結構與木質文物的有效的保護措施和保護方法。

我國的木制文物，通常意義上來講是指從古代遺傳下來的木竹制品，比較大的物體有，木制佛像和墓葬等等，小的東西一般包括有木牘、竹簡和各種工藝品等等，通常，事實上在世界建筑中獨一無二的木結構為主的古建筑群中，木制結構的物件是比較多的，形式特別豐富，結構也很奇特，這樣的木質構件也被視為是木質文物。木牘竹簡是直接為人類提供了可靠的歷史文獻，所以研究和保護好現存的木制文物，對繼承和弘揚我國的民族文化具有非常重要的意義。

但是，因為木質文物通常是一種天然植物性質的材料，其本身的耐久性是比較差的，特別容易受到受到自然因素，比如說物理和化學，還有生物因素的損壞和侵蝕，侵蝕和破壞這樣的文物之后，其木質的的耐用性就變得比較脆弱，甚至遭到全部的破壞。另外，就是社會因素的影響，比如受到人為的破壞，或者是戰亂和戰火的影響，對木質文物來說是致命的打擊。所以，對木質文物進行科學有效的處理，使木材免受損害，這樣可以達到延長文物使用壽命的目的。古建筑中木質構件和木質文物的保護在文物界是一種專門的特別重要的一個研究話題，合理的保護和利用這些文物同時能夠獲得十分巨大的社會和經濟效益。

要想實現對古建筑木構件與木質文物的保護，就必須要深入細致的分析木材的化學成分和其內部的結構，這樣才能夠做到有的放矢，對癥下藥。

1.古建筑中的木質構件和木質文物的化學成分和天然結構

1.1木構件或者木質文物的內部結構。

古建筑的木構件和木質文物一般情況下是一種天然的木材材質，它是由高分子物質和低分子物質共同構成的，構成木材的細胞壁的主要物質有三種，其中主要成分有纖維素，半纖維素和木質素等等，大約占到木材總量的97%到99%，里面有種木材油的物質，它是一種多孔質的材料，所以在很多情況下容易遭受生物的腐蝕和降解破壞。另外，文物材質的差異和樹種不同導致木質文物的文物保護方法是多種多樣，千差萬別的，所以對這些物質的基本特性要深入把握，這也決定了木質文物保護的復雜性和艱巨性。

1.2木構件或者木質文物保護的影響因素

對木質構件和文物造成影響的因素有很多種，從其內在性質來區分，主要是有以下幾個類別，第一是生物性損害，第二是物理性損害，第三是化學性損害。

1.2.1生物性損害。通常來講，生物性損害一般包括動物性損害，主要是指蛀食木材的害蟲，比如天牛和象鼻蟲等之類的害蟲，還有白蟻，白蟻是熱帶亞熱帶主要的木材害蟲，它的種類多，數量大，隱藏的蹤跡又特別隱秘，對于古建筑木制構件和木質文物造成毀滅性的破壞，我國長江以南的省市地區，白蟻是應該特別注意的一種害蟲。還有蛀木水虱等，他們一般都生活在淺海地帶，把淹沒在海水中的木材蛀食成大小不同的孔洞，嚴重時木材會在海浪沖擊下完全破損，海中的木質沉船，就會遭到這樣生物的損害。通常，目前木材的生物損害，往往都是最具破壞性的，所以在木質文物保護中，要特別注重防蟲和防腐的措施。

1.2.2有關微生物的損害

微生物的損害也有很多種，其中真菌是最重要的一種，木腐菌是木材損害中最重要的植物性損害，褐腐菌和白腐菌為木質文物中最常見的木腐菌種類，它們同樣都能降解木材，使材質降低，而變色菌主要是讓木材構件和木質文物的色彩發生變化，褐腐菌能夠分解木材，讓里面的纖維素和半纖維素，都遭到降解。木質素的成分降解的越高，其腐蝕木材的程度就越高，呈現出灰褐色。

1.2.3物理性損害

物理性的損害通常是指氣候聲音或者光等物理因素對木材造成的變化，但一般都不會是單一的因素，通常是物理、化學和生物綜合作用的影響。還有就是含水率對木材的影響，含水率越高，木材吸收降解的過程就加快，所以，在不受保護的極端情況下，木材干燥收縮會導致整個木材的破壞，這個原因那就是木材的細胞和細胞間的結合被破壞，并且這種細胞級別的破壞是不可逆轉的。

1.2.4化學性的損害

化學損害通常是各類酸堿鹽溶液、金屬或者氣體對木材的影響，嚴重時能造成古建筑的木質構件與木質文物不可逆轉的破壞，堿和酸的溶液對木材影響，與樹木的種類和木質文物里面的濕度有關的。由于水分溶液的作用，會使木材膨脹，然后更多的糖水解，其化學強度和木材的強度會大幅度降低，長期下來可以使木材的結構完全破壞。

2.木構件或者木質文物保護的物理保護方法

2.1降低木質文物里面的含水率

要對木材的含水率進行嚴格的控制，通常來講，木材中的水分重量占木材絕對重量的比例，就稱為木材的含水率，木材的含水率是它非常重要的物理性質，其含水率的大小就影響著文物受損壞的程度。木材的硼酸濃度等相關的力學性能，對木材防腐和加固處理影響最為重大，對于剛出土的木質文物進行保護的一個首要任務，就是要必須在保護文物的整體形狀的前提下，用最快的速度用性質穩定的物質注入木材中，這樣才能保證木材有較高的含水率，木材含水率可以確保木材不會受到木腐菌和害蟲的危害，這是一種最為有效的保存濕度的保護方法。

另外，如果木材含水率低于20%的時候，木材一般就會免于腐蝕和蟲蛀，所以木建筑修繕的四周施工現場，就要根據相關的古建筑木結構維護和加固的技術規范等，來確保所修護的文物含水率在20%以下。

2.2用物理的方法和手段來防腐

因為很多的古木制的文物和古建筑的修護過程中，木材防腐劑的使用通常都會受到限制或不允許使用，要用物理方法來達到消滅木質害蟲的目的，這個時候，檢疫輻射處理手段就成為比較好的物理方法。利用離子化輻射，照射到有害的生物，這樣就防止有害生物進一步的擴散開來，并能夠把它殺滅，因為其具有無毒無害沒有污染的效果，又不影響文物的品質，安全無憂，操作簡易，這種方法能夠得到更加廣泛的應用，例如，射線，微波紅外線等等，都能夠消滅木材里面的害蟲，對于文物有著一個極大的保護作用。

近些年以來，比較常用的方法可以替代毒性的殺蟲方法的，主要有冷凍和加熱處理，還有二氧化碳、熏蒸和低氧處理，因為木材里邊的害蟲的幼蟲對木材溫度升高是極其敏感的，所以空氣加熱就會有效殺死這些幼蟲。另外，冷凍也能夠讓害蟲停止發育，實驗證明照射方法也可以達到殺蟲的目的，用陽光照射處理，可以讓木材文物的核心部分達到55度以上，這樣保持很長時間，就可以殺死害蟲。

2.3生物防治法

通常情況下來講，生物防治法是一種非物理處理方法，是用生物或者生物技術來消除有害生物，例如，用生物治蟲等方法，生物治蟲防治方法一定不能使用有毒物質，這樣就規避了環境污染的情況，這個方法在文物保護上的應用不多。

3.木質文物保護的化學處理辦法

3.1進行化學防腐保護和處理

化學防腐劑通常是指的那些能保護木材免受菌和蟲等生物損害的一種化學藥劑，通常情況下包括，有殺菌或者殺蟲成分的防腐劑，主要分為無機和有機兩大類，無機藥劑主要是一些水溶性的堿鹽類等等，有機要藥劑可以分為油類或者油溶性藥劑這樣幾種，常用的有煤焦油等一些相關的化合物?，F在具體的應用中，大多采用幾種不同成分相互配合起來使用的復合型藥劑，這樣能夠進一步的優化性能，提升藥效。按照相互混合的比例，能夠大大加強其藥性。這其中，硼的氣相處理是特別有效的方法，它是從傳統木材防腐處理技術的基礎上演化而來的全新的處理辦法，它不依靠溶劑而實施防腐劑有效成分氣化之后，直接進入木材，這種方法能助更加利于集中硼氣進入木材后，與木材的水分結合生成硼酸，構成了一種木材防腐劑，沉積在木材中。其藥劑量和滲入度也能夠直接作用于木質文物的防腐處理的質量的好壞，木材滲透性和含水率與木材防腐處理效果是息息相關的，因為樹種不同，木材的天生滲透性也有著不同，木材的滲透性怎么樣直接影響著木材對藥劑的吸收程度。有效劑量的檢測是實現防腐處理質量控制的一個重要手段，防腐劑和滲入度的檢測，一般用化學顯色來判定，試劑能與防腐劑中的某種元素發生顯色變化，所呈現的顏色即可表示為防腐劑的顏色。

3.2薰蒸劑處理的方法

一般來講，熏蒸劑主要是一種沸點很低的藥劑，熏蒸劑的方法是借助一定濃度的有毒氣體的密封的環境中來消除害蟲。因為木材的特殊致密的環境，所以熏蒸木材中的害蟲和木腐菌，就沒有預防的作用，所以熏蒸以后還應該要用一些防蟲防腐的藥劑來進行處理。熏蒸處理方法是現在使用化學處理方法中普遍使用的，相應的物理和化學處理方法相比較，有專家經過相關的試驗，比較后認為在文物中采用殺菌殺蟲的熏蒸劑效果更好，熏蒸劑可以環氧乙烷等，因為他們對文物本身傷害是最小的，在熏蒸處理的過程中，要求熏蒸劑要在一定溫度和壓力下保持足夠高的氣體濃度，一般情況下，用濃度和時間的沉積來做衡量，為了能夠更加提高熏蒸的效果，國內外主要從兩方面來改善，一方面是要加入熏蒸劑的增效劑，這樣可以減少熏蒸劑的用量，另一方面就是改善熏蒸的條件，保障熏蒸場所密閉性。目前，世界范圍內正在不斷尋求新的熏蒸方式，例如減壓熏蒸、真空熏蒸以及混合氣體熏蒸等等，近年來，熏蒸劑也成功的用于古建筑的超大型木質文物的保護過程中，例如北京頤和園排云殿等等。

3.3化學加固的方法

用化學加固的方法來處理，讓木材能夠避免遭受菌蟲和機械的損害，讓木材的強度和穩定性，以及相應的防腐能力都得到有效增強?；瘜W加固的技術在古建筑維修和木質文物的保護中起著關鍵的作用，對于加固化學藥劑分為有機化合物和無機化合物這樣的兩類。常用的固化方法有真空法、熱化固化法等，冷凍干燥法是處理潮濕木材常用的辦法，它能夠最大限度減少潮濕木材干燥過程中的開裂和變形。

4.無損檢測技術應用于木質文物的保護

對于古建筑木結構的維修和保護，一定要確保對木質結構進行完整的保存，其可靠性和安全性是第一位的。這就要求通過無損檢測技術來檢測處理結果的殘余強度和木質結構內部的缺陷位置。為了進一步加強對古樹名木的保護，就要在不損害其生長和規避遭受破壞的情況下，要對它的內部進行無損檢測。一般來講，木材的腐朽是古建筑木構件中最常見的安全隱患，有些腐朽發生在內部，為保護古建筑就要通過無損檢測技術，對文物進行實地的勘察和評估分析，這樣能夠得到準確的文物損害信息，可以防患于未然。為了進一步防止損壞，應該用應力波或者超聲波，通過應力波傳播速度和傳播到木材內部的回聲波的特征來判定木材的腐朽深度。

5結語

古建筑的木構件和木質文物是有著很高的歷史價值和藝術價值的東西，所以在對待每一件文物的過程中必須要慎之又慎，要確保萬無一失的情況下才能開展具體的修護工作。木質文物保護工作必須要講究細致性和科學性，根據木質材料自身特征，對每件文物采取有針對性的保護措施，對于各種方法要謹慎小心，確保有效，真正做到對木質文物的有保護和修護處理的功效。

（作者單位：云岡石窟研究院）