浅析古建筑木构件与木质文物的保护方法

张磊

通常来讲，传统意义上的古建筑基本上大多是以木材为主要的骨架结构，在经历过数百数千年时间推进的过程中，就具有了极高的文物价值、历史价值和相应的艺术价值。为了进一步的保护好这些稀有而又极其珍贵的木质的古文物，就必须要把古木构件和木质文物切实有效地实施保护措施。本文着重分析对于古建筑木结构与木质文物的有效的保护措施和保護方法。

我国的木制文物，通常意义上来讲是指从古代遗传下来的木竹制品，比较大的物体有，木制佛像和墓葬等等，小的东西一般包括有木牍、竹简和各种工艺品等等，通常，事实上在世界建筑中独一无二的木结构为主的古建筑群中，木制结构的物件是比较多的，形式特别丰富，结构也很奇特，这样的木质构件也被视为是木质文物。木牍竹简是直接为人类提供了可靠的历史文献，所以研究和保护好现存的木制文物，对继承和弘扬我国的民族文化具有非常重要的意义。

但是，因为木质文物通常是一种天然植物性质的材料，其本身的耐久性是比较差的，特别容易受到受到自然因素，比如说物理和化学，还有生物因素的损坏和侵蚀，侵蚀和破坏这样的文物之后，其木质的的耐用性就变得比较脆弱，甚至遭到全部的破坏。另外，就是社会因素的影响，比如受到人为的破坏，或者是战乱和战火的影响，对木质文物来说是致命的打击。所以，对木质文物进行科学有效的处理，使木材免受损害，这样可以达到延长文物使用寿命的目的。古建筑中木质构件和木质文物的保护在文物界是一种专门的特别重要的一个研究话题，合理的保护和利用这些文物同时能够获得十分巨大的社会和经济效益。

要想实现对古建筑木构件与木质文物的保护，就必须要深入细致的分析木材的化学成分和其内部的结构，这样才能够做到有的放矢，对症下药。

1.古建筑中的木质构件和木质文物的化学成分和天然结构

1.1木构件或者木质文物的内部结构。

古建筑的木构件和木质文物一般情况下是一种天然的木材材质，它是由高分子物质和低分子物质共同构成的，构成木材的细胞壁的主要物质有三种，其中主要成分有纤维素，半纤维素和木质素等等，大约占到木材总量的97%到99%，里面有种木材油的物质，它是一种多孔质的材料，所以在很多情况下容易遭受生物的腐蚀和降解破坏。另外，文物材质的差异和树种不同导致木质文物的文物保护方法是多种多样，千差万别的，所以对这些物质的基本特性要深入把握，这也决定了木质文物保护的复杂性和艰巨性。

1.2木构件或者木质文物保护的影响因素

对木质构件和文物造成影响的因素有很多种，从其内在性质来区分，主要是有以下几个类别，第一是生物性损害，第二是物理性损害，第三是化学性损害。

1.2.1生物性损害。通常来讲，生物性损害一般包括动物性损害，主要是指蛀食木材的害虫，比如天牛和象鼻虫等之类的害虫，还有白蚁，白蚁是热带亚热带主要的木材害虫，它的种类多，数量大，隐藏的踪迹又特别隐秘，对于古建筑木制构件和木质文物造成毁灭性的破坏，我国长江以南的省市地区，白蚁是应该特别注意的一种害虫。还有蛀木水虱等，他们一般都生活在浅海地带，把淹没在海水中的木材蛀食成大小不同的孔洞，严重时木材会在海浪冲击下完全破损，海中的木质沉船，就会遭到这样生物的损害。通常，目前木材的生物损害，往往都是最具破坏性的，所以在木质文物保护中，要特别注重防虫和防腐的措施。

1.2.2有关微生物的损害

微生物的损害也有很多种，其中真菌是最重要的一种，木腐菌是木材损害中最重要的植物性损害，褐腐菌和白腐菌为木质文物中最常见的木腐菌种类，它们同样都能降解木材，使材质降低，而变色菌主要是让木材构件和木质文物的色彩发生变化，褐腐菌能够分解木材，让里面的纤维素和半纤维素，都遭到降解。木质素的成分降解的越高，其腐蚀木材的程度就越高，呈现出灰褐色。

1.2.3物理性损害

物理性的损害通常是指气候声音或者光等物理因素对木材造成的变化，但一般都不会是单一的因素，通常是物理、化学和生物综合作用的影响。还有就是含水率对木材的影响，含水率越高，木材吸收降解的过程就加快，所以，在不受保护的极端情况下，木材干燥收缩会导致整个木材的破坏，这个原因那就是木材的细胞和细胞间的结合被破坏，并且这种细胞级别的破坏是不可逆转的。

1.2.4化学性的损害

化学损害通常是各类酸碱盐溶液、金属或者气体对木材的影响，严重时能造成古建筑的木质构件与木质文物不可逆转的破坏，碱和酸的溶液对木材影响，与树木的种类和木质文物里面的湿度有关的。由于水分溶液的作用，会使木材膨胀，然后更多的糖水解，其化学强度和木材的强度会大幅度降低，长期下来可以使木材的结构完全破坏。

2.木构件或者木质文物保护的物理保护方法

2.1降低木质文物里面的含水率

要对木材的含水率进行严格的控制，通常来讲，木材中的水分重量占木材绝对重量的比例，就称为木材的含水率，木材的含水率是它非常重要的物理性质，其含水率的大小就影响着文物受损坏的程度。木材的硼酸浓度等相关的力学性能，对木材防腐和加固处理影响最为重大，对于刚出土的木质文物进行保护的一个首要任务，就是要必须在保护文物的整体形状的前提下，用最快的速度用性质稳定的物质注入木材中，这样才能保证木材有较高的含水率，木材含水率可以确保木材不会受到木腐菌和害虫的危害，这是一种最为有效的保存湿度的保护方法。

另外，如果木材含水率低于20%的时候，木材一般就会免于腐蚀和虫蛀，所以木建筑修缮的四周施工现场，就要根据相关的古建筑木结构维护和加固的技术规范等，来确保所修护的文物含水率在20%以下。

2.2用物理的方法和手段来防腐

因为很多的古木制的文物和古建筑的修护过程中，木材防腐剂的使用通常都会受到限制或不允许使用，要用物理方法来达到消灭木质害虫的目的，这个时候，检疫辐射处理手段就成为比较好的物理方法。利用离子化辐射，照射到有害的生物，这样就防止有害生物进一步的扩散开来，并能够把它杀灭，因为其具有无毒无害没有污染的效果，又不影响文物的品质，安全无忧，操作简易，这种方法能够得到更加广泛的应用，例如，射线，微波红外线等等，都能够消灭木材里面的害虫，对于文物有着一个极大的保护作用。

近些年以来，比较常用的方法可以替代毒性的杀虫方法的，主要有冷冻和加热处理，还有二氧化碳、熏蒸和低氧处理，因为木材里边的害虫的幼虫对木材温度升高是极其敏感的，所以空气加热就会有效杀死这些幼虫。另外，冷冻也能够让害虫停止发育，实验证明照射方法也可以达到杀虫的目的，用阳光照射处理，可以让木材文物的核心部分达到55度以上，这样保持很长时间，就可以杀死害虫。

2.3生物防治法

通常情况下来讲，生物防治法是一种非物理处理方法，是用生物或者生物技术来消除有害生物，例如，用生物治虫等方法，生物治虫防治方法一定不能使用有毒物质，这样就规避了环境污染的情况，这个方法在文物保护上的应用不多。

3.木质文物保护的化学处理办法

3.1进行化学防腐保护和处理

化学防腐剂通常是指的那些能保护木材免受菌和虫等生物损害的一种化学药剂，通常情况下包括，有杀菌或者杀虫成分的防腐剂，主要分为无机和有机两大类，无机药剂主要是一些水溶性的碱盐类等等，有机要药剂可以分为油类或者油溶性药剂这样几种，常用的有煤焦油等一些相关的化合物。现在具体的应用中，大多采用几种不同成分相互配合起来使用的复合型药剂，这样能够进一步的优化性能，提升药效。按照相互混合的比例，能够大大加强其药性。这其中，硼的气相处理是特别有效的方法，它是从传统木材防腐处理技术的基础上演化而来的全新的处理办法，它不依靠溶剂而实施防腐剂有效成分气化之后，直接进入木材，这种方法能助更加利于集中硼气进入木材后，与木材的水分结合生成硼酸，构成了一种木材防腐剂，沉积在木材中。其药剂量和渗入度也能够直接作用于木质文物的防腐处理的质量的好坏，木材渗透性和含水率与木材防腐处理效果是息息相关的，因为树种不同，木材的天生渗透性也有着不同，木材的渗透性怎么样直接影响着木材对药剂的吸收程度。有效剂量的检测是实现防腐处理质量控制的一个重要手段，防腐剂和渗入度的检测，一般用化学显色来判定，试剂能与防腐剂中的某种元素发生显色变化，所呈现的颜色即可表示为防腐剂的颜色。

3.2薰蒸剂处理的方法

一般来讲，熏蒸剂主要是一种沸点很低的药剂，熏蒸剂的方法是借助一定浓度的有毒气体的密封的环境中来消除害虫。因为木材的特殊致密的环境，所以熏蒸木材中的害虫和木腐菌，就没有预防的作用，所以熏蒸以后还应该要用一些防虫防腐的药剂来进行处理。熏蒸处理方法是现在使用化学处理方法中普遍使用的，相应的物理和化学处理方法相比较，有专家经过相关的试验，比较后认为在文物中采用杀菌杀虫的熏蒸剂效果更好，熏蒸剂可以环氧乙烷等，因为他们对文物本身伤害是最小的，在熏蒸处理的过程中，要求熏蒸剂要在一定温度和压力下保持足够高的气体浓度，一般情况下，用浓度和时间的沉积来做衡量，为了能够更加提高熏蒸的效果，国内外主要从两方面来改善，一方面是要加入熏蒸剂的增效剂，这样可以减少熏蒸剂的用量，另一方面就是改善熏蒸的条件，保障熏蒸场所密闭性。目前，世界范围内正在不断寻求新的熏蒸方式，例如减压熏蒸、真空熏蒸以及混合气体熏蒸等等，近年来，熏蒸剂也成功的用于古建筑的超大型木质文物的保护过程中，例如北京颐和园排云殿等等。

3.3化学加固的方法

用化学加固的方法来处理，让木材能够避免遭受菌虫和机械的损害，让木材的强度和稳定性，以及相应的防腐能力都得到有效增强。化学加固的技术在古建筑维修和木质文物的保护中起着关键的作用，對于加固化学药剂分为有机化合物和无机化合物这样的两类。常用的固化方法有真空法、热化固化法等，冷冻干燥法是处理潮湿木材常用的办法，它能够最大限度减少潮湿木材干燥过程中的开裂和变形。

4.无损检测技术应用于木质文物的保护

对于古建筑木结构的维修和保护，一定要确保对木质结构进行完整的保存，其可靠性和安全性是第一位的。这就要求通过无损检测技术来检测处理结果的残余强度和木质结构内部的缺陷位置。为了进一步加强对古树名木的保护，就要在不损害其生长和规避遭受破坏的情况下，要对它的内部进行无损检测。一般来讲，木材的腐朽是古建筑木构件中最常见的安全隐患，有些腐朽发生在内部，为保护古建筑就要通过无损检测技术，对文物进行实地的勘察和评估分析，这样能够得到准确的文物损害信息，可以防患于未然。为了进一步防止损坏，应该用应力波或者超声波，通过应力波传播速度和传播到木材内部的回声波的特征来判定木材的腐朽深度。

5结语

古建筑的木构件和木质文物是有着很高的历史价值和艺术价值的东西，所以在对待每一件文物的过程中必须要慎之又慎，要确保万无一失的情况下才能开展具体的修护工作。木质文物保护工作必须要讲究细致性和科学性，根据木质材料自身特征，对每件文物采取有针对性的保护措施，对于各种方法要谨慎小心，确保有效，真正做到对木质文物的有保护和修护处理的功效。

（作者单位：云冈石窟研究院）