古代壁畫保護修復設計方法研究

摘 要：受古代壁畫制作材質特殊性和長期以來的自然與人為破壞影響，目前已知的各類壁畫都存在不同程度損害，阻礙了對其內涵和背后社會歷史情景的解讀，亟須保護修復。在文物保護意識逐步增強和保護修復技術日益成熟的背景下，壁畫保護修復開始形成科學的設計方法與程序。充分落實保護修復設計，能極大程度地提升壁畫保護成效，對其科學保存和長期傳承都具有重大推動作用。為此，從壁畫損壞的常見因素分析著手，列出了壁畫保護修復中需要遵循的相關原則，以此提出了壁畫保護修復設計方法。

關鍵詞：古代壁畫；保護修復；影響因素

DOI：10.20005/j.cnki.issn.1674-8697.2023.14.010

壁畫作為繪畫藝術中最獨特的一類表現形式，主要依附于構筑物存在，具有裝飾、圖騰、教育、宣傳等作用。我國古代壁畫遺存十分豐富，形象地記載了各時代、各民族的社會歷史風貌，具有極高的歷史研究價值與豐富的文化藝術內涵。但由于古代壁畫本身制作材質的特殊，再加上千百年來的自然和人為因素破壞，絕大部分存在不同程度的損害，倘若不及時保護修復，可能會迅速消失殆盡。20世紀中葉開始，我國就開展了古代壁畫保護修復研究，經過半個多世紀的發展優化，古代壁畫保護修復設計程序較以往更加完善，對其設計方法也有了更高要求。為此，有必要基于古代壁畫的存在狀態，通過綜合行業標準與規范展開保護修復設計方法研究。

1 古代壁畫損壞的常見因素

1.1 水因素

壁畫彩繪對水敏感的部分，往往會出現較大損壞，特別是涂料層較薄時，損壞速度會更快。寺院、廟宇等場所的畫壁一般為磚土結構，內部多孔疏松，留有縫隙，吸水量較大，僅是空氣潮濕就會導致水和二氧化硫、二氧化碳等通過作用生成酸等，從而貫穿到地仗當中，導致壁畫表面被損壞。畫壁水分的主要來源有四種：①空氣濕熱導致水蒸氣在畫壁上產生冷凝現象；②畫壁本身使用了吸濕材料；③畫壁和潮濕的地面相互連接，導致水分由于毛細現象漸漸升到畫壁上；④構筑物存在漏水問題，導致畫壁被直接暴露在雨水所涉范圍內。

1.2 可溶性鹽

從表面看，壁畫與墻體是一個整體，但其十分脆弱，周圍環境的變化會導致壁畫狀態發生改變，其中可溶性鹽的影響最為典型。究其原因主要在于晶體和形成孔穴材料間的對抗，倘若地仗堅固，晶體就會擠出粉化；倘若情況相反，一旦畫壁孔穴過于脆弱就會導致地仗分解①。一般壁畫中的可溶性鹽主要源自以下幾方面：①可溶性鹽本身就處在構筑物材料中，或者長年累月在構筑物材料中形成，常見的有碳酸鈉、碳酸鈣、硫酸鈣等；②源自土壤，主要為硝酸鈉、硝酸鈣等；③源自大氣，如海洋周圍的大氣中就含有氯化鈉；④源自動物排泄物，比如鳥類的糞便；⑤源自最開始文物保護所用材料的殘留物質。對于壁畫而言，一旦出現鹽分結晶，就會導致材料的黏合作用消失，并最終分解。

1.3 生物因素

一些微生物，如真菌、藻類等一旦處在濕度超過65%的空氣中就會迅速生長，從而導致壁畫產生斑點。在保護修復過程中，將這類物質清除干凈后會發現，原本的壁畫受到不同程度的損害，這些損害最開始非常小，肉眼幾乎看不到，但隨著時間的推移會越來越大，要完全處理就必須找到潮濕的來源，并將其徹底阻斷②。

1.4 大氣污染因素

1.4.1 天然類

最常見的天然污染物主要是二氧化碳，它會和水先發生反應生成碳酸，并最終生成可溶性的碳酸氫鈣，再繼續因為失去水分漸漸生成不溶性的碳酸鈣，體現在壁畫中，就是一層白色的物質附著在表面，這種現象主要出現在石灰石巖洞中的壁畫上。除了二氧化碳之外，一些天然的煙霧也會給壁畫帶來影響，比如從地面帶來的碳酸鈣、從海洋帶來的碳酸鹽、氯化物等。

1.4.2 人為類

最常見的人為污染物主要是二氧化硫，煤和礦物油燃燒之后就會生成三氧化硫，再和大氣中的水反應生成硫酸，從而損害鈣物質，如大理石、石灰石等。因此，如果地仗以石灰作為基礎，就可能會因此破壞壁畫。另外，一些人為的煙霧，比如工業區周圍的煙霧一旦附著在壁畫表面，也會導致壁畫逐漸被分解。

1.5 光因素

壁畫如果長期受到光照會導致其中有機植物顏料逐漸褪色，這主要源于紫外線的影響③。同時，陽光還會導致顏料層逐漸剝落，并破壞修復過程中使用的黏結材料，這主要源于紅外線的影響。此外，光和水蒸氣以及氧氣共同作用也會產生破壞作用，比如氧氣在光的作用下會產生十分活潑的形態，從而導致顏料被氧化變質，并且還能和水蒸氣作用生成過氧化氫，導致顏料變質。

2 古代壁畫保護修復原則

2.1 就地性

壁畫本身是一種不可移動的繪畫形式，依附于構筑物存在，特別是在最初設計時，都會將其與構筑物功能、美學等結合在一起，一旦兩者相互脫離，就會因為處理技術等原因導致壁畫結構與材質產生變化，從而破壞其承載的具體歷史信息，影響歷史真實性④。一般在保護修復過程中，只有經過多方論證，且列示出多項證據表明其如果不揭取就會受到徹底破壞，才能利用科學的方式揭取轉移。

2.2 徹底性

壁畫保護修復中最大的目標就是消除其病害產生的原因，徹底阻斷病害給壁畫帶來的影響，以實現長期保護。當前壁畫病害主要分為活動性與非活動性兩種：前者病害依然處在發展過程中，會繼續帶來新的損害；后者病害處在休眠狀態，已經停止了對壁畫的損害。

2.3 影響最小

壁畫中承載了大量歷史信息，所有保護修復手段都不能改變其中的信息內容，以免影響歷史的真實性。對于一些損害嚴重必須進行徹底處理的，必須確保所用材料要最少，所用方法要最簡便，影響最小。

2.4 可逆性

壁畫保護修復中所使用的材料與方法必須具有可逆性，即當其達不到既定的效果之后并不妨礙后續的再處理。所以壁畫保護與修復過程中，堅決不能一勞永逸，須加強驗證模擬，以免產生新的難以解決的問題，甚至給文物帶來不可挽回的損害。

3 古代壁畫保護修復設計方法

3.1 落實前期調查

3.1.1 價值預估

文物價值評估主要從歷史、科學、藝術、文化以及社會層面著手。古代壁畫在保護修復之前，也應先從這幾方面實施價值預估，為保證預估的準確性，還需落實以下幾點：①全方位收集有關文獻資料、地方史志等，同時采訪詢問當地人壁畫的發展脈絡，最終確定壁畫制作時代、所用材質以及風格特點等⑤。②重點對壁畫價值體現形式進行評估，即在全面估計歷史、文化、藝術、科學等價值的同時，針對其中最突出的價值進行特別評估。③基于先進的科學手段展開價值評估，比如全面整合壁畫歷史脈絡，根據考古、哲學以及宗教等相關學科的具體研究方式，全方位對比同期及相似壁畫，以從中獲取最精準的價值內涵。

3.1.2 現狀分析

①分析壁畫本身。一方面，重點針對壁畫的歷史沿革展開調查分析，即收集相關文獻資料、考古資料等，以明確具體的歷史發展信息。另一方面，針對壁畫病害類型、產生原因、分布規律等展開調查。具體在明確病害類型時，先拍攝高清照片，再使用CAD繪制病害圖。對于其中的照片拍攝，要選用色標卡進行校色，確保照片能清晰體現出危病害內容。在病害圖繪制中，應重點進行比例尺控制，以精準計算病害數據信息。

②分析壁畫所處環境。壁畫環境決定了保護修復所要應用的材料與工藝，在實際調查時應特別注意：一方面，針對壁畫所在地的溫濕度、日照、蒸發量、風力等展開全方位分析；另一方面，在現場設置環境監測裝置，重點統計內外部環境參數的變動趨勢，以明確環境因素給壁畫帶來的影響⑥。此外，還要注重自然災害監測，尤其是山洪、地震等可能會摧毀壁畫的災害，以便采取針對性的保護措施，盡可能減少外部因素給壁畫帶來的損害。

3.2 明確材料和工藝

壁畫最初制作所用的工藝和材料影響其保存狀況和病害產生原因，同時也決定了保護修復工作的開展。

3.2.1 技術分析

實際分析時應采取非介入技術，即開展無損檢測，如使用數碼顯微鏡、X射線熒光光譜、可見近紅外光譜等⑦?；诖耍賲⒄障嚓P規定進行取樣。針對粉末顏料樣本，需應用X射線衍射儀分析其成分，明確繪畫層所用材料；檢測地仗樣本的易溶鹽含量，實施顆粒分析，以獲取具體的工藝情況。

3.2.2 選取材料

針對文物保護使用的相關技術措施必須立項，開展專項設計，因此保護修復材料的選擇勢必要經過嚴格的流程，確保在解決問題的同時不會給壁畫帶來損害。

①基于壁畫病害狀況，制作模擬試塊，并在模擬保護環境中進行老化處理，再應用擬定的相關材料展開修復，詳細評價修復效果，最終選出最適合的一種材料。

②基于室內模擬實驗結果，將其應用在真實壁畫當中病害最嚴重但又不會給壁畫整體效果帶來影響的部分，最后對修復效果進行詳細分析評定，一旦效果不如預期，必須及時進行調整，以使整體效果能夠達到最佳。

3.3 展開保護修復

3.3.1 清理涂料層

針對壁畫上的灰塵可以使用毛刷掃除，倘若所用顏料對水不敏感，也可以利用紗布或棉花等少量蘸水擦拭⑧。如果表層有油污，可以先用效果最弱的溶劑，通常20%濃度以內的氨水能有效清除大部分油垢，但也要注意其是否會給顏料帶來影響。如果壁畫表層過硬，溶劑難以清除，可以根據實際情況加入滑石粉或硅藻土，以通過輕緩的磨蝕消除。倘若壁畫表層曾用蠟做過處理，導致色調過暗，則可以使用三氯乙烯等清除。如果壁畫表層出現了鹽分粉化現象，應在有可溶性鹽分的位置使用毛刷掃除，再用水清洗。倘若壁畫表層已經長出苔蘚，則需使用硅氟酸鈉等先將其毒殺。如果是在潮濕的巖洞當中，壁畫表層長出的生物為藻類，且顏色發綠，還需先進行菌類鑒定并殺菌，常用的殺菌劑主要是甲醛，使用之后必須保持通風，促進空氣流通。

3.3.2 加固壁畫

倘若壁畫顏料層已基本處在剝落狀態，或者已經變成粉狀物，還需使用加固劑進行加固。一般加固劑要保證基本黏力、無色、可逆、耐磨，不會給壁畫原本色彩帶來影響。當前最常用的為聚乙烯醇縮丁醛等，具體采用涂刷還是噴射方式由壁畫的保存狀態決定，倘若顏料層已經十分脆弱，無法使用刷子，就需要使用噴涂的方式。在加固之前必須先確保壁畫表層處在干燥狀態，不然就可能會導致加固劑變白，從而給壁畫顏色帶來影響。

針對地仗進行加固，倘若地仗已經變成粉狀，則可以使用上述顏料加固的方式。倘若地仗本身很結實，一旦和墻壁脫離，就會產生空鼓，為此要先對空鼓范圍進行詳細檢查，如輕敲之后根據聲音進行判斷，之后根據實際情況使用固定劑，最常用的是醋酸乙烯乳液⑨。操作時采用注射的方式，即從壁面表層鉆出一個孔眼，直徑為2～3毫米，通過孔眼進行固定劑注射。在注射前和操作過程中，都應該將壁畫支撐好，防止脫落，完成后還要給予一定壓力，直到其完全凝固。

3.3.3 揭取遷移

壁畫通常都依附在構筑物上，與構筑物一起被作為一個整體對待，但在保護修復過程中經過嚴格周密的設計之后認為其他任何現場保護修復方式都難以挽救，就需要將其揭取下來帶回實驗室。壁畫的揭取方法通常有三種：

①只揭取顏料層。通常當地仗硬度與顏料層之間的黏結力無法使兩者同時揭取，或者地仗本身比較薄，又或者壁畫并非處在平面上，就需要使用這種方式。實際開展時，要先將貼面布粘在壁畫上，當膠結劑干燥后再進行剝離，整個過程要保證基本的干燥度，但不能過干，以免發生卷翹。剝離時，要沿貼面布邊緣整齊切割，再均衡地從墻壁上向外托；也可以將貼面布連同顏料從下到上卷到卷筒之上。整個過程要保持細心和耐心，不可操之過急，以免造成顏料損傷。揭取之后應將其放置在平面支架上。但應用該方法后原先的曲面、拱面等狀態都會消失，因此只在絕對需要的時候才可以使用該方法。

②揭取顏料層與地仗。如果壁畫本身的條件不允許只揭取顏料層，且不打算連同墻壁同時揭取，就要將地仗和顏料層一同揭下。該方法應用的先決條件是顏料層和地仗之間相互牢牢粘接在一起，否則就可能會造成兩者脫離，給文物帶來損害。實際操作時要先將表面清理干凈，再檢查兩者是否牢固，如果情況不理想還需及時加固。其貼面布使用和揭取的方式大致與只揭取顏料相同，但在揭取時必須準備好一塊面積大小相同的木板，以作為支撐。

③揭取顏料層、地仗與部分墻壁。該方法通常只在極端條件下使用，比如壁畫所在的構筑物需要拆除，或者地仗本身十分堅硬結實。揭取過程與上述兩種方式都十分類似，但由于揭取部分重量較大，所使用的支撐木板應該更結實。這一方法在現實中應用的經典案例就是永樂宮內壁畫，考古工作者直接將壁畫連同地仗和土坯整體揭取遷移。

3.4 建立專項檔案

確保文物保護修復資料的完整性是當下文物工作者面臨的一項重要工作內容，所以必須建立專項檔案，實現修復與保護工作開展的全記錄。

一方面，重點對壁畫基礎信息進行詳細記錄。記錄內容應包含修復前狀態、病害程度與分布位置、所處環境、制作材料與工藝，同時還需拍攝清晰的照片與視頻，并分類編號，便于后續調取使用。另一方面，記錄保護修復日志。即以文字的形式對整個保護修復過程進行詳細記錄，如使用的修復材料、工藝步驟、環境因素等都要記錄在內，倘若遇到設計方案變更，還需將具體情況記錄下來。當保護修復工作完全結束后，應及時整理和總結所產生的各類資料，如技術報告、專家意見等。

4 結語

古代壁畫的保護與修復工作具有較強專業性和綜合性，要想徹底落實，提升工作效率和效能，就必須對其展開合理設計。具體需從壁畫損壞的常見原因著手，明確相關的物理和化學因素，并在遵循就地保護、徹底清除病害、影響最小以及所用材料與方法可逆的原則上，先落實前期調查，開展壁畫價值評估和保存現狀，然后分析其所用材料及工藝，以此展開正式保護修復工作，即表層清理、顏料層和地仗加固、按需揭取，最終綜合壁畫自身信息與保護維修過程信息形成專項檔案，保證保護修復質量。

注釋

①王歡，李利，李慶，等.一種結合全局一致性與局部連續性的壁畫修復方法[J].湖南大學學報（自然科學版），2022（6）：135-145.

②楊曉東.探索古代石窟壁畫保存現狀以及修復與保護[J].工業建筑，2021（11）：230-231.

③秦靜.中國古代壁畫保護與歷史文化價值[J].檔案與建設，2021（2）：90-91.

④蔣超，雷桐，俞琳，等.西安韓森寨元代墓室壁畫數字化修復方法[J].科學技術與工程，2020（31）：12922-12926.

⑤吳守峰.復原臨摹和現狀模寫對于傳統壁畫保存修復的意義[J].美術，2020（8）：140-141.

⑥付心儀，麻曉娟，孫志軍.破損壁畫的數字化復原研究：以敦煌壁畫為例[J].裝飾，2019（1）：21-27.

⑦楊文宗，郭宏.我國墓葬壁畫的保護方法[J].文物保護與考古科學，2017（4）：109-114.

⑧戎巖，李玉虎，姚玲玲，等.南京下圩莊土地廟壁畫的保護修復[J].陜西師范大學學報（自然科學版），2017（3）：62-67.

⑨李蔓，趙學峰，申慧玲，等.河北磁縣北宋墓葬壁畫保護與修復淺談[J].文物保護與考古科學，2017（2）：100-104.