大同华严寺小环境变化对文物本体病害影响初探

白雪松

(大同市辽金文化艺术博物院，山西大同 037000)

大同华严寺是现代人类的宝贵财富，是文化传承的载体，有着无法估量的文化、科学以及历史的研究价值。环境是文物赖以生存的基础，直接或间接的影响着文物的寿命。为文物提供一个适宜的保存环境是最基本、最有效的预防性保护手段。华严寺由建筑、景观、植被、人员等元素构成，随着文化与旅游的崛起、周边旅游的人流聚集、不断拆盖的古城整合工程，这些复杂环境都会对华严寺的文物本体产生巨大的影响。小环境气象站的监测可以完全真实的体现华严寺的各项环境数据，紧紧相依的大雄宝殿内有微环境温湿度记录仪，在此一并结合分析，更能准确的分析院内小环境与殿内微环境对古建筑病害产生的影响；院内小环境与殿内微环境对殿内壁画彩塑本体病害产生的影响[1-5]。

1 监测背景

1.1 监测对象

大同华严寺位于大同古城内西南隅，始建于辽重熙七年（1038年），现存薄伽教藏殿、大雄宝殿为辽金遗构，占地面积达66 000 m2，是我国现存年代较早、保存较完整的一座辽金寺庙建筑群，被世人誉为辽代艺术博物馆。1961年被国务院公布为第一批全国重点文物保护单位。寺内主殿大雄宝殿始建于辽清宁八年（1062年），金代天眷三年（1140年）在旧址重建。大殿面阔九间，进深五间，巍峨壮观，是我国现存辽、金时期最大的佛殿。殿内现存32尊佛教造像，木雕泥塑兼具，均为明代原物。四壁满布清代绘制的21幅巨型壁画，面积约887m2。

1.2 监测设备位置

气象站位于大雄宝殿西（图1）。该位置能较好的对华严寺小环境进行监测分析，亦能与大雄宝殿内微环境温湿度（图2）结合分析。

图1 气象站位置图

图2 大雄宝殿探头位置图

2 2017年监测气象要素数据统计分析

2.1 气象站数据分析

表1 2017年气象站月平均数据统计表

大同属大陆性季风气候，四季分明，全年多为西北风，四季温差较大，昼夜温差较大；春季回温较快且乍暖还寒；夏季雨水集中，日间暴晒，夜间凉爽舒适；秋季迅速转凉，10月即开始市政供暖；冬季漫长且寒冷干燥。全年温差悬殊，昼夜温差浮动频繁，势必对文物本体造成很大影响。

结合表1和图3可知，各气温数值至7月均为最高，1～2月、11～12月气温均较低，1～2月夜间温度最低，11～12月日间温度最低。月平均最高气温：12月最低为0℃，7月最高为37℃,温差37℃；月平均最低气温：1月最低为-23℃，7月最高为13℃，温差36℃；平均气温：12月最低为-8℃，7月最高为28℃，温差36℃；温差最大月为1月，平均最高温度10℃，平均最低温度-23℃，温差33℃。

结合表1和图4可知，月平均大气湿度曲线图呈现先低后高再降低。据气象部门资料大同地区夏季雨水集中，平均降水量为246.9 mm，占全年降水量的64.3%。造成7-10四个月湿度较高，8月份达到最高值；月平均最高湿度与月平均最低湿度相差50%。

结合表1和图5可知，月平均二氧化碳含量呈现冬季高夏季低。我市冬季需燃烧大量化石燃料取暖；冬季出行汽车使用率有所提高；植被绿叶脱落，光合作用下降等都使得空气中二氧化碳的含量偏高。

结合表1和图6可知，夏季的空气质量明显优于冬季。月平均PM2.5曲线图呈现1～4月逐渐降低，9～12月升高的趋势，这是由于11月、12月和1月处于冬季，大面积的市政供暖、华严寺周边民房生火取暖及机动车尾气排放量的增多所导致。PM2.5曲线图与二氧化碳含量图走势基本相同。

2.2 大雄宝殿年温湿度数据分析

表2 2017大雄宝殿年温湿度测试点1数据汇总表

表3 2017大雄宝殿年温度测试点2数据汇总表

图3 2017年气象站月平均温度统计图

图4 2017年气象站月平均湿度统计图

图5 2017年气象站月平均二氧化碳统计图

图6 2017年气象站月平均PM2.5统计图

结合大雄宝殿数据图表可知，大雄宝殿内微环境温湿度变化较大，折线图走向清晰，1月为最低点而后迅速升温至7月达最高后，平缓过度到10月迅速降温至12月；极点值相差较大，7月气温达到全年之最至29℃，1月气温达全年最冷至-11.9℃；换季气温骤升骤降，3～4月升温幅度高达11℃,10～11月降温幅度高达10℃；月温度浮动空间较大，月最高温度与月最低温度温差都在10℃左右；日温差浮动频繁，除7～9月相对平缓外，其余月份均达20次左右，温度环境极不稳定。

全年湿度变化呈波浪式态势上下波动。全年走向明确，春季降雨量略有增长，使得湿度存在骤然升高降低的状况时有发生；大同地区夏季雨水集中，湿度在夏、秋两季达到最高，7～10月最高湿度均达80%RH；冬季降雪较少，平均湿度值较低，日湿差次数也相对较少；极点值相差较大，8月湿度达最高84.1%RH，4月湿度至最低的20.2%RH；月湿差较大，月最高值基本都是月最低值的两倍以上；日湿差浮动频繁，除1～2月、11～12月次数相对平缓外，月浮动均在15次左右；温湿度相辅相成，温差的骤变造成湿度环境也极不稳定。

3 监测气象要素对华严寺文物本体病害的影响

通过小环境气象站与殿内微环境的数据整理分析，结合抽样拍摄的典型病害，可对比推论：

3.1 受地方气候影响，巨变的环境危害古建筑的生命

通过折线图对比可以看出气象站小环境四季温差与昼夜温差差值高。春秋风吹、夏日暴晒雨淋，冬季寒冷，温湿度变化幅度很大，对古建筑的损害是相当严重的，容易引起木构件的湿胀干缩频繁,导致变形腐烂；墙体倾斜、开裂、空鼓，危及古建的寿命；结合日照时间和强度的反应，古建筑上的油漆彩画褪色、漆面干裂翘曲。

3.2 温湿度的频繁浮动，与文物本体病害成因吻合

殿内微环境温湿度受气象站小环境温湿度影响，走向一致，殿内的浮动频率相对较小，这与大殿每天的定期关闭是有关系的。大殿的作为土木结构古建筑，其本身就存在一定的湿气渗透率，可将湿度值进行短暂的维持，而后通过升温、大风、开馆等其他因素，造成湿度迅速的流失，温湿度的浮动频率过大对文物保护来说，是不理想的；频繁的温、湿度浮动环境引发胎体和地仗酥碱、彩绘颜料变色、胶结材料老化、起甲、颜料脱落、胎体、泥质疏松、空鼓和地仗开裂等病害。

3.3 其他的环境因素也对文物本体造成着危害

二氧化碳及PM2.5在冬季较为严重，细颗粒物质的化学活性较高，沉降、附着在文物表面，携带有害化学物质导致对文物表面造成污损以及材料的化学侵蚀和物理风化，而且与彩绘颜料中的某些成分发生化学反应，造成颜料的变色、褪色、彩绘层松散。二氧化碳对文物含酸量的影响短时间内可能微乎其微，但如果长期被文物吸收就能使文物酸度逐渐增加，对文物的破坏性不可忽略。

3.4 大殿内两侧试点温湿度浮动不同，需要科学添加测试点，进一步取得更全面数据。

大雄宝殿内微环境测试点1-2相对比，测试点1较测试点2处于更靠近门的位置，测试点1的最高温度、最低湿度、温差、湿差、浮动频率均高于测试点2，测试点2的最低温度、最高湿度均高于测试点1，这与每天的定期开放有关，测试点1受开闭馆影响较测试点2显然更不稳定。

4 结语

气象环境监测对于文物保护有着重要的意义，通过有效的监测、评估、调控、干预，抑制各种环境因素对文物的危害作用，尽可能阻止或延缓文物的物理和化学性质改变至最终劣化，以达到长久保存文物的目的。以下几点可以试行：

1）科学增加监测点位，形成项目。如实监测温湿度变化是科学改善文物保存环境的前提，温湿度短周期的大幅度波动是目前温湿度调控中的主要不足之处，也是影响文物保存安全的关键因素，通过项目化连续监测记录，才能更科学地提出各种改进措施。

2）针对华严寺文物的特点以及实际情况因地制宜，添加恒温恒湿设备且24小时连续运转。依照相关博物馆前车之鉴，恒温恒湿设备运行时应该能有效调节殿内环境中的温湿度。

3）在入口安装风屏和铺设防尘地毯，可能减少大风及游客带来外来粉尘颗粒污染物。定期清理殿内卫生，定期聘请有资质的保护单位给文物除尘，减少粉尘带来的危害。

4）尽快进行保护性修复，避免病害进一步发育。委托有保护修复相关资质的专业机构对大雄宝殿壁画与大雄过殿建筑进行前期勘察，经文物修复专家论证，确定出科学合理、切实可行的保护修复方案。