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        初論犧牲性保護(hù):建成遺產(chǎn)保護(hù)實踐中的一種科學(xué)意識與策略

        2020-06-24 12:53:24鐘燕戴仕炳
        中國文化遺產(chǎn) 2020年3期
        關(guān)鍵詞:預(yù)防性保護(hù)

        鐘燕 戴仕炳

        摘要:犧牲性保護(hù)是預(yù)防性保護(hù)、最小干預(yù)及持續(xù)維護(hù)等保護(hù)原則在遺產(chǎn)保護(hù)實踐中的結(jié)合運(yùn)用。犧牲性保護(hù)的概念強(qiáng)調(diào),為了保護(hù)原材料應(yīng)犧牲后添加的修復(fù)材料,并通過持續(xù)監(jiān)測和定期維護(hù),使得建成遺產(chǎn)得到可持續(xù)的保護(hù)和利用。其本質(zhì)旨在強(qiáng)調(diào)保護(hù)修復(fù)是創(chuàng)造一種更利于遺產(chǎn)本體續(xù)存的平衡。犧牲性保護(hù)理念在磚石遺產(chǎn)的保護(hù)修復(fù)中最為成熟和普遍。目前犧牲性保護(hù)理念在我國文物保護(hù)實踐應(yīng)用有限,一方面是由于該理念的保護(hù)措施與部分現(xiàn)行文物保護(hù)法規(guī)要求相矛盾,另一方面是由于可量化犧牲性保護(hù)指標(biāo)及耐久性評估等研究的缺乏。對我國的長城等大型遺址的保護(hù)宜開展相對應(yīng)的應(yīng)用研究,如犧牲性軟蓋層保護(hù)被大氣污染物侵蝕的磚石墻體。

        關(guān)鍵詞:犧牲性保護(hù);預(yù)防性保護(hù);可持續(xù)保護(hù);建成遺產(chǎn);本體續(xù)存

        建成遺產(chǎn)通常具有一定的體量與規(guī)模,一般情況下仍作為具有功能性需求的建筑物使用,并且所處自然環(huán)境無法改變或優(yōu)化。這也就意味著對承載全部建成遺產(chǎn)價值的本體保護(hù)上,尤其是承載有建成遺產(chǎn)大部分價值的面層保護(hù)上,需謹(jǐn)慎借鑒館藏文物(保存環(huán)境可控)的保護(hù)策略與標(biāo)準(zhǔn),因為兩者的保護(hù)前提完全不同。

        本文從以往失敗的建成遺產(chǎn)保護(hù)修復(fù)案例闡明犧牲性保護(hù)的科學(xué)性與策略所在。同時,梳理了犧牲性保護(hù)理念在磚石遺產(chǎn)保護(hù)中的應(yīng)用方式,并輔以工程案例說明。為了進(jìn)一步闡釋犧牲性保護(hù)理念,文章例舉了犧牲性保護(hù)理念在木結(jié)構(gòu)遺產(chǎn)保護(hù)中的應(yīng)用。犧牲性保護(hù)不應(yīng)僅僅被理解為修復(fù)材料的某種物理化學(xué)特性,本質(zhì)上而言,犧牲性保護(hù)是建成遺產(chǎn)保護(hù)實踐中的一種科學(xué)意識與策略,旨在強(qiáng)調(diào)保護(hù)修復(fù)是創(chuàng)造一種更利于遺產(chǎn)本體續(xù)存的平衡。

        一、失敗的保護(hù)修復(fù)案例

        歷史上的修復(fù)經(jīng)驗和實踐結(jié)果表明,使用不透水汽、高強(qiáng)的材料固化封護(hù)建成遺產(chǎn)本體面層材料或用于修補(bǔ)建成遺產(chǎn)本體缺失部分都會造成遺產(chǎn)本體的加速劣化。大量研究證實:由于現(xiàn)代水泥具有高強(qiáng)、高鹽、不透汽等特點,水泥應(yīng)用到傳統(tǒng)建筑的修復(fù)中往往更容易造成被修復(fù)部位周邊的開裂、出鹽等劣損加速的病變現(xiàn)象(圖1)。德國學(xué)者H.JulingRIF.Schluetter對德國北部靠近海邊的歷史建筑墻體(1970-1980年間采用憎水處理)所做的后評估發(fā)現(xiàn),部分經(jīng)過處理的磚發(fā)生大面積脫落的病害現(xiàn)象[1]。我國重慶通遠(yuǎn)門的石材使用甲基硅酸鹽作防水封護(hù),大約15年后這些被封護(hù)過的石材面層幾乎全部起殼、剝落(圖2),同時面層下石材粉化、鹽化嚴(yán)重。事實上,化學(xué)家們所研制的保護(hù)試劑在實驗室環(huán)境下確實是成功的,解決了材料因某種原因而產(chǎn)生的病害,如應(yīng)用到大體量的建成遺產(chǎn)保護(hù)時通過增強(qiáng)磚石表面的憎水能力提高材料對環(huán)境的抗侵蝕能力

        (所謂的化學(xué)全封護(hù)),但現(xiàn)實結(jié)果與實驗結(jié)果往往相去甚遠(yuǎn),因為真實的建成環(huán)境遠(yuǎn)比實驗室所模擬的環(huán)境復(fù)雜得多。

        我國的文物保護(hù)工作者也曾試圖通過優(yōu)化環(huán)境來起到保護(hù)文物本體的目的,例如通過降低石窟寺洞窟內(nèi)的濕度以起到保護(hù)石質(zhì)文物及其壁畫的目的,因為濕度過大通常是造成壁畫破壞的主要原因。但最終發(fā)現(xiàn),通過降低當(dāng)?shù)厮灰愿纳剖咚露纯邇?nèi)的濕度后,石窟寺的壁畫比原來褪色更快(圖3)。這再次說明保護(hù)策略所建立的理想模型與現(xiàn)實情況之間存在巨大的差異,對遺產(chǎn)造成破壞的原因之間存在千絲萬縷的聯(lián)系。

        二、犧牲性保護(hù)概念

        21世紀(jì)初,歐洲從物質(zhì)保護(hù)的角度出發(fā)提出“犧牲性”保護(hù)的概念。這一概念本身的起源可追溯到很久以前的畫作修復(fù)中,即給清潔后的畫作重新上漆(re-varnish),作為保護(hù)層防止畫作風(fēng)化。國際上最初在建筑修復(fù)中明確提到“犧牲性”保護(hù)概念的文獻(xiàn)之一是日eimann在1981年發(fā)表的論文中提出,用犧牲性灰漿處理受鹽污染的磚石砌體[2]。1989年,Kolloer發(fā)表學(xué)術(shù)論文《用犧牲層保護(hù)文物》(Denkmal-Pflege mit"Opferschichten)11[3],文章對Opferschichten做了注解,指出其與意大利文中strato di sacrificio的含義相同。Opferschichten最初源于宗教語境,其所對應(yīng)的拉丁語詞根直譯是“做一件神圣的事情”,在Kolloer論文語境中是指將風(fēng)化的影響從最初的表面轉(zhuǎn)移到后來修復(fù)所加的覆蓋層上。本文所指的“犧牲性保護(hù)”概念延續(xù)了Kolloer對修復(fù)的理解,修復(fù)即是將對本體的不利因素轉(zhuǎn)移至修復(fù)材料上。

        目前能查閱到的最早出現(xiàn)“犧牲”這個詞的官方修復(fù)文件是1990年英國的《磚石質(zhì)文物保護(hù)技術(shù)說明》,其中第37條指出,“新的勾縫(repointing)應(yīng)該既被視作保護(hù)墻體的犧牲元素,也被視作維護(hù)對象,要求強(qiáng)度低于周邊砌體,并可能的話每隔百年進(jìn)行更替?!盵4]2009年,全球遺產(chǎn)基金(GHF)發(fā)布的技術(shù)白皮書中也指出:“所有材料,無論是天然的還是人造的,相對于另一種更堅硬、更致密或者更憎水的材料即為犧牲材料”[5]。因此,修復(fù)材料應(yīng)該比歷史材料更柔軟、更多孔和更親水,以確保這兩種材料相互接觸時具有令人滿意的修復(fù)效果,即不可避免的材料劣化推遲發(fā)生,且劣化首先并大部分發(fā)生在修復(fù)材料中。

        德國在1990年代后就開始有意使用犧牲抹灰(Opferputz)[6],并且開始研究不同的配方以優(yōu)化犧牲抹灰的物理性能[7],并最終在2006年出版了修復(fù)材料指南《犧牲性灰漿》[8]。英國自2010年以來,用犧牲灰漿覆蓋高含鹽的墻體幾乎成了標(biāo)準(zhǔn)操作(圖4),Henry&Stewart指出,這種灰漿在材料配方設(shè)計得比基層弱,透氣性更強(qiáng),并以犧牲的方式失效[9]。

        犧牲性保護(hù)的概念強(qiáng)調(diào),為了保護(hù)原材料應(yīng)犧牲后添加的修復(fù)材料,并通過持續(xù)監(jiān)測和定期維護(hù),使得建成遺產(chǎn)得到可持續(xù)的保護(hù)和利用?!吨袊奈锕袍E保護(hù)準(zhǔn)則》對預(yù)防性保護(hù)定義為,通過防護(hù)和加固的技術(shù)措施和相應(yīng)的管理措施減少災(zāi)害發(fā)生的可能、災(zāi)害對文物古跡造成損害,以及災(zāi)后需要采取的修復(fù)措施的強(qiáng)度。

        犧牲性保護(hù)是預(yù)防性保護(hù)、最小干預(yù)及持續(xù)維護(hù)等保護(hù)原則在保護(hù)實踐中的結(jié)合運(yùn)用。

        三、犧牲性保護(hù)理念在磚石遺產(chǎn)中的實踐

        (一)磚石遺產(chǎn)實施犧牲性保護(hù)的技術(shù)可行性

        犧牲性保護(hù)在磚石遺產(chǎn)中的應(yīng)用最為成熟和普遍。犧牲性保護(hù)理念在磚石遺產(chǎn)的應(yīng)用主要有兩種方式,一是將修復(fù)材料的物化性能設(shè)計得弱于原材料,如孔隙率高于原材料、強(qiáng)度低于原材料等,從而將發(fā)生在原材料中的病害轉(zhuǎn)移至修復(fù)材料中;二是將修復(fù)材料作為透明或半透明的保護(hù)層覆蓋在磚石砌體上,且這層保護(hù)層具有透氣但不滲透的特性,從而讓保護(hù)層代替原材料面層經(jīng)受環(huán)境污染所造成的面層風(fēng)化等病害(圖5)。

        以磚石砌體墻為例,犧牲性保護(hù)的實踐應(yīng)用至少有三種:1)缺損與勾縫的修復(fù);2)涂層保護(hù);3)降鹽與控濕砂漿。

        1.缺損與勾縫的修復(fù)

        對損壞的磚石塊進(jìn)行修補(bǔ)而非替換,修補(bǔ)砂漿具有比原磚石更高的吸水性、更低的強(qiáng)度和更低的抗凍融耐久性,且不含有害的水溶性鹽。勾縫砂漿的耐久性應(yīng)比修補(bǔ)砂漿更低,為確保修補(bǔ)砂漿達(dá)到上述強(qiáng)度要求,最好使用石灰或天然水硬石灰作粘合劑。

        2.涂層保護(hù)

        采用透明或半透明的透水汽、滲透性差的表面涂料作犧牲涂層保護(hù)磚石表面,需要強(qiáng)調(diào)的是防水涂料不屬于犧牲涂層保護(hù)。在德國的石質(zhì)文化遺產(chǎn)監(jiān)測項目中,觀察到奧斯納布呂克市政廳(Rathaus Osnabruck)的外墻保存狀況很好,原因恰恰是在于1983-1985年間涂刷的硅酸鹽樹脂乳液和硅樹脂乳液保護(hù)層沒有很好地滲透進(jìn)石材中(圖6、7)[10]。與浸漬憎水不同的是,犧牲性涂層不應(yīng)滲透到基材中,犧牲破壞發(fā)生在涂層表面或在涂層與歷史磚石材料之間的界面。同時犧牲保護(hù)涂層一般是可逆的,可通過脫涂材料去除。

        3.降鹽與控濕砂漿

        1970年代起人們便逐漸認(rèn)識到水溶性或活性鹽分超過一定量后,對諸如磚石、抹灰等無機(jī)建筑材料具有極大的破壞作用。墻體長期受潮或劇烈干濕交替是誘使鹽破壞、凍融破壞的主要原因。在對磚石類遺產(chǎn)的保護(hù)中,對磚石墻體的無損降鹽和控濕是一個重要的技術(shù)研究方向。

        最早對磚石墻體的降鹽清潔常采用“宣紙敷貼法”,指采用干宣紙敷貼在需要排鹽的基材上(也有將宣紙加水制成紙漿,然后敷貼到需要排鹽的部位),然后濕潤宣紙,通過濕潤的宣紙在干燥的過程中帶走基材內(nèi)的鹽分。但是這種方法的有效性在很多時候是不足的,之后德國、澳大利亞、美國的有關(guān)專家在用于建筑的排鹽清潔材料上進(jìn)行了多年的研究探索。最終,國際(德國)既有建筑維護(hù)與文物保護(hù)科技工作者協(xié)會(WTA)于2001年對這些專家的工作進(jìn)行了研究和總結(jié),提出了“采用灰漿法無損降低石材及其他多孔隙建筑材料中鹽份”的技術(shù)規(guī)程[11](以下簡稱“技術(shù)規(guī)程”)及《犧牲性灰漿》的行業(yè)參考標(biāo)準(zhǔn)[12]。

        技術(shù)規(guī)程提出排鹽灰漿材料的關(guān)鍵物理參數(shù)有兩項:1)高孔隙率,保證鹽分的吸收;2)高附著力,保證灰漿與基層的長時間接觸。另外,技術(shù)規(guī)程中要求去除排鹽灰漿時不能對基層發(fā)生任何的損傷,也不能對基層的顏色造成變化。目前,保護(hù)修復(fù)市場上已經(jīng)有了降鹽或/和控濕灰漿的成熟產(chǎn)品,灰漿的降鹽或/和控濕原理可見圖8-11所示。目前市場上的排鹽排濕灰漿有臨時和長期兩類,但無論哪類灰漿,孔隙率都是其最為重要的基礎(chǔ)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。WTA的《犧牲性灰漿》分類及技術(shù)指標(biāo)見表1。

        目前,我國不少建筑保護(hù)工程中都使用了這項犧牲保護(hù)技術(shù),如香港牛棚藝術(shù)村BP570第一期修復(fù)工程、西安大雁塔、浙江杭州之江大學(xué)紅樓等保護(hù)工程。

        (二)工程案例分析:天安門金水橋的修復(fù)

        以2008年同濟(jì)大學(xué)歷史建筑保護(hù)實驗中心和北京市古代建筑研究所的天安門金水橋面保護(hù)修繕工程修復(fù)材料合作研發(fā)項目為例,經(jīng)過病害勘察與分析,針對主要成份為漢白玉的金水橋修繕材料的設(shè)計提出了以下三大要點(圖12):

        (1)強(qiáng)度:修復(fù)材料必須達(dá)到一定的強(qiáng)度,以滿足行人交通,但要求略低于已經(jīng)發(fā)生風(fēng)化的漢白玉的強(qiáng)度;

        (2)吸水性:水是漢白玉破壞的最重要因素。要求修復(fù)材料的吸水性能要高于漢白玉,如橋面有積水發(fā)生時,新的修復(fù)材料可以吸收多余水份以保全歷史材料;

        (3)透汽性:由于北京地區(qū)除7-8月份外,蒸發(fā)量均大于降水量,故要求修復(fù)材料的透汽性要高于周邊的漢白玉,使橋體里的水汽在蒸發(fā)時能優(yōu)先通過新的修復(fù)材料。

        雖然這一帶有“犧牲”性質(zhì)的修復(fù)材料設(shè)計方案一開始并不為各方所理解,對金水橋的修復(fù)施工質(zhì)量及耐久性、適用性存有擔(dān)憂,但經(jīng)樣板面實驗比較(圖13)發(fā)現(xiàn),采用高強(qiáng)、低吸水的不透汽修復(fù)材料修復(fù)界面潮濕,并且易發(fā)生霉變;而采用低強(qiáng)、高吸水的透汽材料修復(fù)界面干燥,并且沒有發(fā)現(xiàn)其他問題,最終甲方接受了設(shè)計方提出的帶有“犧牲”特點的修復(fù)材料。實踐效果證實,這一針對金水橋的“犧牲性”保護(hù)修復(fù)材料設(shè)計是可行的(圖14)。在2019年迎接中華人民共和國成立七十周年大慶時,由于橋面狀況尚好,金水橋未進(jìn)行新的修復(fù)工作。

        四、犧牲性保護(hù)理念在木結(jié)構(gòu)遺產(chǎn)中的實踐

        日本奈良唐招提寺金堂2000年的結(jié)構(gòu)修復(fù)是犧牲性保護(hù)理念在木構(gòu)遺產(chǎn)實踐中的嘗試案例,盡管對這種措施是否歸人犧牲性保護(hù)尚有爭議。

        招提寺的金堂歷史上歷經(jīng)四次大修(圖15),修復(fù)的目的主要是為了提高整個木結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與穩(wěn)定性。在經(jīng)歷了1995年的阪神大地震后,金堂的32根內(nèi)柱都出現(xiàn)了不同程度的傾斜(圖16),尤其是虹梁兩側(cè)的內(nèi)柱內(nèi)傾較之先前逾加明顯,因而2000年結(jié)構(gòu)修復(fù)的主要目的依然是對整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)。[13]

        不同于歷史上的數(shù)次修復(fù)主要是憑借匠師的經(jīng)驗以及常規(guī)約定的修復(fù)做法(日本元祿年間在金堂內(nèi)部虹梁下方增加了斜向的支撐),這次采取的方式是在虹梁的上方搭建一組整體的桁架梁,以替代虹梁端部所承受自屋頂由上而下傳遞的力,并由此對虹梁中段產(chǎn)生內(nèi)向壓應(yīng)力(圖17、18)。

        事實上,金堂虹梁一開始的加固方案并非如此。對于金堂內(nèi)柱傾斜問題以及虹梁的加固,日本大阪竹中工務(wù)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計師長懶正在CCTV新聞?wù){(diào)查《鑒真千年之緣》中介紹,最初結(jié)構(gòu)加固提出的方案是在金堂最外側(cè)柱端與虹梁端部支一根鋼斜撐,這樣便以增添最少的構(gòu)件而使得整個結(jié)構(gòu)不因屋頂壓力而產(chǎn)生內(nèi)傾形變,但這個方案遭到了第83代長老月!合戒本的質(zhì)疑。雖然整個方案看上去十分簡潔,然而月}合長老直覺地感到可以承受巨大壓力的鋼與老木材間并不匹配,畢竟金堂的大虹梁是一個具有1200年歷史的珍貴構(gòu)件,因此他建議結(jié)構(gòu)修復(fù)工程應(yīng)朝著極力避免對虹梁施加任何外力的方向解決問題。于是,長懶正重新調(diào)整出上述最終結(jié)構(gòu)修復(fù)方案。

        雖然長獺正最初提出的結(jié)構(gòu)加固設(shè)計本身對于普通的結(jié)構(gòu)加固而言并沒有問題,但這種方式并不符合以保護(hù)為目的的加固,因為工程的目標(biāo)并不僅僅是加固,還要保護(hù)金堂中的大虹梁。在這樣的宗旨下,修復(fù)結(jié)構(gòu)應(yīng)該成為原有結(jié)構(gòu)的替身,替代需要保護(hù)的結(jié)構(gòu)承擔(dān)應(yīng)力,并且加固裝置在需要的情況下可以拆除或更替。

        結(jié)構(gòu)荷載替身這種做法受現(xiàn)代修復(fù)中最大限度地保留原有建筑構(gòu)件的理念影響,這種對其結(jié)構(gòu)負(fù)荷功能進(jìn)行更替的做法也常見于日本對木柱的保護(hù)中。如對于面層完好但內(nèi)部已經(jīng)空蛀的木柱,日本在修復(fù)中采用的做法是將木柱的外圈進(jìn)行保留,而在其內(nèi)部替換上具有承載能力的方柱(圖19),然后將兩者合為一體,讓內(nèi)部的方柱承受重力,而外層從原有結(jié)構(gòu)負(fù)荷功能中釋放出來,僅僅充當(dāng)原有結(jié)構(gòu)的形象功能。

        五、結(jié)語

        總體上,犧牲性保護(hù)在我國文物保護(hù)實踐上的應(yīng)用目前仍然有限。一方面由于該理念的保護(hù)措施與部分現(xiàn)行文物保護(hù)法規(guī)要求相矛盾,比如《文物保護(hù)法》第二十一條規(guī)定,對不可移動文物進(jìn)行修繕、保養(yǎng)、遷移,必須遵循不改變文物原狀的原則。事實上,在面對西安鐘樓這類處于交通核心區(qū)的文物建筑,如果無法改變周邊環(huán)境,那么非常難以做到保護(hù)原狀與保護(hù)本體的同時實現(xiàn);另一方面,缺乏對犧牲性保護(hù)的系統(tǒng)研究,例如犧牲保護(hù)維護(hù)周期的制定、犧牲保護(hù)材料關(guān)鍵參數(shù)的確定等。對于犧牲性保護(hù)理念在文物保護(hù)工程實踐的應(yīng)用,應(yīng)采取嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度,防止?fàn)奚Wo(hù)修復(fù)理念被曲解,利用為豆腐渣工程的借口。在我國已經(jīng)變成遺址的體量巨大的長城等大型遺址的保護(hù)中,宜開展相對應(yīng)的應(yīng)用研究,如犧牲性軟蓋層[14]保護(hù)被大氣污染物侵蝕的磚石墻體。

        [塞金項目:國家自然科學(xué)塞金“明磚石長城保護(hù)維修關(guān)鍵石灰技術(shù)研究”(項目批準(zhǔn)號:51978472);國家自然科學(xué)重點基金“我國地域營造譜系的傳承方式及其在當(dāng)代風(fēng)土建筑進(jìn)化中的再生途徑”(項目批準(zhǔn)號:51738008)]

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        [14]鐘燕,陸地,陳彥.借自然之手的保護(hù):用于磚石遺址墻體保護(hù)的軟蓋層[J].建筑學(xué)報,2016.3(570):35-39.

        (責(zé)任編輯:張雙敏)

        ①文章內(nèi)容來源于鐘燕博士論文《基于建筑遺產(chǎn)材料本體的犧牲性保護(hù)理念與實踐研究》的部分成果。

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