張 榮，王 麒，陳竹茵，李玉敏，王 帥，任毅敏，宋 陽，胡俊英

（1.清華大學建筑學院，北京 100084；2.北京國文琰文化遺產(chǎn)保護中心有限公司，北京 100192；3.山西省古建筑與彩塑壁畫保護研究院，山西 太原 030012）

1 概述

山西省是我國木結構古建筑保存最多的省份，尤其保存了中國超過70%的元代以前的早期木結構古建筑。極端天氣中的暴雨對古建筑的威脅巨大。2021年10月初，山西暴雨導致平遙古城局部坍塌、太原晉祠漏雨等多處文物建筑受損[1]。暴雨災害構成了山西的主要氣象災害之一，幾乎每年都會出現(xiàn)強度不同的暴雨災害”[2]?！吧轿魇〗涤炅吭诳臻g上具有明顯的經(jīng)向性，由東南至西北逐漸遞減，東南部的太行山區(qū)和中條山區(qū)及東部的五臺山區(qū)為全省降雨高值區(qū)，太行山區(qū)及中條山區(qū)年降雨量在500～600 mm，五臺山區(qū)年降雨量在600 mm以上”[3]。

2017年8月，受暴雨影響，五臺山佛光寺東大殿出現(xiàn)了較為嚴重的屋頂漏雨問題。國家文物局、山西省文物局高度重視，對東大殿進行了緊急搶險遮護措施，并派工作組到現(xiàn)場調查情況。鑒于佛光寺東大殿價值重大，殘損問題復雜，依據(jù)國家文物局對五臺山佛光寺東大殿文物本體及環(huán)境監(jiān)測方案的批準文件[4]，由山西省古建筑與彩塑壁畫保護研究院與北京國文琰文化遺產(chǎn)保護中心等團隊開展針對佛光寺東大殿的建筑本體和環(huán)境監(jiān)測項目。通過精確的文物本體監(jiān)測和環(huán)境監(jiān)測，總結數(shù)據(jù)變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，分析異常原因，并針對性地進行了環(huán)境氣象監(jiān)測、結構位移監(jiān)測與屋面滲漏監(jiān)測，在可能導致東大殿屋面漏雨的暴雨等極端天氣來臨前，發(fā)出預警，以便佛光寺管理機構能及時采取合理措施，達到了預防性保護的目的。

2 勘察分析研究與監(jiān)測體系設計

2.1 勘察病害問題

佛光寺東大殿自1937年7月發(fā)現(xiàn)至今，未進行過大修，僅進行過局部臺基加固、椽望修補、瓦面勾抿等日常保養(yǎng)工程。建筑及塑像、壁畫、題記、彩畫等像設基本未被干擾，歷史信息保留真實性與完整性極高。同時，佛光寺東大殿文物本體保存狀態(tài)脆弱，建筑存在較為嚴重的殘損問題。監(jiān)測團隊在《佛光寺東大殿建筑勘察研究報告》[5]的研究成果基礎上，與專家組再次對東大殿屋面進行了詳細地勘察分析，并分析屋頂滲漏的原因。

東大殿殘損主要有材質、位移問題，構件存在較多的腐朽、順紋開裂問題，該類問題相對比較集中在暴露在室外的外檐及較易受潮濕或污染的草

內部。根據(jù)佛光寺東大殿理想圖與現(xiàn)狀點云對比分析出，東大殿由柱頭平面起整體屋架結構向后傾斜。源于后檐柱頭沉降導致整個柱頭平面向后傾斜，而整個鋪作層及其上梁、子均有位移、滑動的現(xiàn)象（圖1）。

圖1 佛光寺東大殿點云與理想圖對比橫剖面圖（來源：文獻[5]）

《佛光寺東大殿建筑勘察研究報告》認定東大殿結構可靠性為III級[5]①《佛光寺東大殿建筑勘察研究報告》認為：“承重結構中關鍵部位的殘損點或其組合已影響結構安全和正常使用，有必要采取加固或修理措施，但尚不至立即發(fā)生危險?！保▓D2）。東大殿建筑的位移是否穩(wěn)定或者仍在發(fā)展，是進一步判斷東大殿結構穩(wěn)定性的關鍵所在，所以本次對東大殿大木結構位移的監(jiān)測，是一項重點內容。

圖2 大木關鍵殘損點分布示意圖（來源：文獻[5]）

東大殿望板現(xiàn)狀存在2種類型：橫望板與棧條②據(jù)山西省古建筑研究所原所長柴澤俊先生所介紹，棧條做法在山西較常見，一般使用新鮮荊條或新鮮木料劈小而成。。

橫望板大致分布于前檐及上平以內，東、南、北3側中平 至外檐使用棧條。此2類望板殘損問題都較嚴重，安全隱患嚴重。

根據(jù)2006年勘察記錄，當時發(fā)現(xiàn)東大殿望板、棧條、苫背有7處破漏點（圖3）。根據(jù)2017年勘察記錄，東大殿望板、棧條、苫背出現(xiàn)了20余處破漏處（圖4），說明東大殿屋頂望板、棧條、苫背處于加速破壞中，屋頂漏雨問題逐漸凸顯。

圖3 望板破損示意圖（來源：文獻[5]）

圖4 望板破損示意圖（來源：山西省古建筑與彩塑壁畫保護研究院，2017年9月）

2017年8月，在東大殿發(fā)生滲漏情況后，根據(jù)現(xiàn)場勘察，苫背與望板全部濕透，部分椽子、子也有較為嚴重的潮濕情況，東大殿屋面出現(xiàn)了較為嚴重的滲漏問題。

2.2 監(jiān)測策略制定

根據(jù)現(xiàn)場勘察并結合方案批文要求，監(jiān)測團隊確定針對佛光寺東大殿的監(jiān)測內容主要分為3個方面：

（1）環(huán)境監(jiān)測。在佛光寺3層臺地處安裝小型綜合氣象站（圖5），實時記錄東大殿室外溫濕度、降水、風力風向、太陽輻射等各項環(huán)境指標數(shù)值；在殿內安裝實時溫濕度監(jiān)測設備，實時記錄殿內環(huán)境溫濕度和壁溫信息。全面掌握東大殿區(qū)域氣象環(huán)境與微環(huán)境數(shù)據(jù)。

圖5 佛光寺小型綜合氣象站（來源：作者自攝）

（2）東大殿結構位移變形監(jiān)測。在東大殿外圍建立平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)，設計、定制和安裝結構監(jiān)測點，定期觀測分析構件形變數(shù)值。同時在精準控制網(wǎng)基礎上，采用三維掃描設備定期完整獲取大殿建筑三維信息（圖6），對比不同時期三維點云數(shù)據(jù)，判斷東大殿構件位移情況。根據(jù)定期監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，對東大殿建筑結構關鍵部位安裝實時位移監(jiān)測裝置，在已知坐標系中獲得構件之間的相對變形量，同時結合外部環(huán)境和室內微環(huán)境的變化，分析在這些環(huán)境中保存的木構件的變化規(guī)律。

圖6 建筑監(jiān)測測量現(xiàn)場（來源：作者自攝）

（3）東大殿滲漏監(jiān)測。在東大殿屋面瓦頂與望板（棧條）之間的苫背內部安裝含水率實時監(jiān)測設備，分析苫背潮濕程度和屋頂滲漏的關系，建立屋頂滲漏監(jiān)測預警系統(tǒng)和預防性保護機制，一旦發(fā)現(xiàn)東大殿屋面有滲漏的可能，立即向保護工作人員預警，以便及時采取臨時搶險維護措施。

研究團隊還為佛光寺管理方建立了實時監(jiān)測數(shù)據(jù)網(wǎng)絡平臺，供監(jiān)測團隊和保護工作人員隨時查閱監(jiān)測數(shù)據(jù)并分析使用，同時提供屋面滲漏預警功能（圖7）。除了對可能的破壞因素進行實時預警外，研究團隊定期分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，每年總結監(jiān)測數(shù)據(jù)分析報告1份。

圖7 環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)及監(jiān)測系統(tǒng)平臺（來源：作者單位提供）

3 監(jiān)測內容及數(shù)據(jù)分析

3.1 環(huán)境監(jiān)測與數(shù)據(jù)分析

佛光寺東大殿環(huán)境氣象監(jiān)測設備包括室外環(huán)境全要素小型氣象站1座和東大殿建筑室內微環(huán)境監(jiān)測設備。室外全要素氣象監(jiān)測信息包括：溫度、濕度、風速、風向、降水、光照輻射。室內微環(huán)境監(jiān)測信息包括草、明空間內的溫濕度、壁面溫度監(jiān)測。以上環(huán)境監(jiān)測頻率為每15 min記錄1次。監(jiān)測團隊還定期對東大殿區(qū)域的光照輻射進行了監(jiān)測。根據(jù)3年環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，佛光寺環(huán)境分析情況如下。

東大殿所在地區(qū)四季分明，雨熱同期。2018—2020年，溫度整體呈正弦波動，最低溫出現(xiàn)在12月、1月，最高溫出現(xiàn)在6月、7月，全年溫差可達50℃以上。監(jiān)測點太陽輻照量有3個高峰，分別在早上9：00前后、正午時分和17:30前后。由于陽光輻射是東大殿周圍環(huán)境主要熱量來源，環(huán)境溫度變化幅度與輻射量關系密切且同步變化。佛光寺所屬區(qū)域屬于半濕潤地區(qū)，總體來說降水集中于夏季，因此6月后環(huán)境濕度明顯增加，常出現(xiàn)極端高濕或持續(xù)性高濕，環(huán)境濕度與降水事件關系密切，需要注意室內防潮除濕。2020年全年降水634.5 mm，與2019年相比，雨季來臨更早，降雨量更大，降雨時間更集中，使東大殿屋面面臨漏雨風險（圖8）。

圖8 2019和2020年1—11月佛光寺降水量對比圖（來源：作者自繪）

由于海拔較高，東大殿所處區(qū)域氣象學冬季長達半年而氣象學夏季不足半個月，與同緯度平原地區(qū)相比，其氣候特征更接近于高寒地區(qū)。1年之中平均溫度低于0℃的天數(shù)高達88天。因此在氣候分析和極端天氣防護方面應更多參考高寒地區(qū)的經(jīng)驗技術。

佛光寺東大殿所在區(qū)域主風向隨季節(jié)推移略有變化，但總體盛行西-西南風，其次為東-東北風。由于地形限制總體風力不大，最大風力4級，其中東-東北方向風力微弱，西南風風力相對較強。從時間維度上看，10月及11月風力最強，3月及4月有風時段最長，與東大殿區(qū)域溫濕度變化較為劇烈的時段相對應（圖9）。由于東大殿周邊風力較小，因此風害風險不大。

圖9 2020年全年風速風向玫瑰圖（來源：作者自繪）

室內微環(huán)境監(jiān)測表明：東大殿建筑具備良好保溫作用，對穩(wěn)定內部環(huán)境具有重要意義。根據(jù)監(jiān)測結果，室內所有測點的溫濕度變化均比室外測點小，整體溫濕度波動幅度減少達90%。夏季草架溫度高于大殿內溫度，冬季大殿內溫度高于草架溫度，同時后檐墻內壁溫平均值始終高于大殿內及草架溫度（圖10、圖11），說明冬季和夏季熱量流動方向不同。

圖10 2020年1月東大殿室內外溫度對比圖（來源：作者自繪）

圖11 2020年8月東大殿室內外溫度對比圖（來源：作者自繪）

室內測點相對濕度受外界濕度影響較小，草架內測點相對濕度基本不受短時間極端濕度變化的影響，而大殿內測點只有在開放時段③開放時段一般為文物保護單位佛光寺開放日的9：00—17：00，該時段一般會將東大殿前門打開。恰逢極端濕度變化時，才出現(xiàn)相對濕度快速變化的情況。草架平均含濕量始終高于大殿內平均含濕量，在出現(xiàn)較為劇烈的降溫時，草架內部更容易出現(xiàn)凝結。由于草架溫度穩(wěn)定且及氣溫較高，監(jiān)測時段內暫時沒有出現(xiàn)凝結現(xiàn)象，但屋面滲漏發(fā)生時，會使草架濕度大幅上升。說明在建筑外皮完好、不存在滲漏的條件下，室內環(huán)境穩(wěn)定。

根據(jù)已采集的數(shù)據(jù)初步估算，佛光寺東大殿產(chǎn)生凍融風險的氣候條件：應滿足環(huán)境氣溫跨越0℃且高于0℃和低于0℃的時長均不少于4 h。從環(huán)境溫度曲線可以看出，佛光寺當?shù)貧鉁卦趩稳諆纫渤收也▌?，因此結合凍融氣候條件可計算出2019年佛光寺具備凍融溫度條件的天數(shù)為81天，2020年為62天。凍融需要滿足的條件除氣溫外，還需材料孔隙中有毛細水存在，該條件受降水量、蒸發(fā)量和空氣濕度等多個參數(shù)影響。

3.2 建筑位移監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

監(jiān)測團隊為佛光寺建立了永久的平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)（圖12）。永久觀測樁設置于佛光寺第三層平臺東大殿四角以外（F1～F4），在第二層平臺文殊殿東側也設置了1座永久觀測樁F0，為未來佛光寺其他的文物建筑監(jiān)測提供坐標。

圖12 佛光寺平面控制網(wǎng)分布圖（來源：作者單位提供）

監(jiān)測團隊采用高精度數(shù)字全站儀、水準儀對設在東大殿大木結構上的370余個監(jiān)測點進行多次監(jiān)測，采用高精度三維激光掃描設備對建筑整體和局部區(qū)域進行多次掃描。經(jīng)測算，在水平方向上，穩(wěn)定地面設站測量中誤差為1.0 mm，對于觀測條件更好的柱子采用全站儀交會測量法，誤差可以減小至0.1 mm。在高程方向上，地面設站與草內測量中誤差為1.5 mm（圖13）④內容引自張榮、李玉敏、陳竹茵等在第三屆國際建筑遺產(chǎn)保護與修復博覽會預防性保護論壇會議上的報告《佛光寺東大殿的建筑尺度研究與位移監(jiān)測初探》。。

圖13 東大殿位移監(jiān)測精度示意圖（來源：作者自繪）

監(jiān)測團隊在東大殿后山安裝2組自動激光測距儀，分別對各自能觀測到的東大殿3座角梁標靶進行自動測距。在草梁架內安設2組自動激光測距儀，對草內的主要梁標靶進行自動測距。測距頻率為15 min，精度為0.1 mm（圖14）。

圖14 實時位移監(jiān)測布點示意圖（來源：作者單位提供）

將2006年和本次監(jiān)測期佛光寺東大殿掃描數(shù)據(jù)進行對比，并結合實時位移監(jiān)測的數(shù)據(jù)分析，可以發(fā)現(xiàn)：小尺寸的單構件自身尺寸基本保持一致，如斗的材厚、廣、出跳等。但大構件及空間位置有較為明顯的不同，以開間為例，將2006年7月和2018年9月在相同高度所截取的開間距離數(shù)據(jù)進行對比，可以發(fā)現(xiàn)：2期測量數(shù)據(jù)雖然存在一定差距，但變化量多在10 mm以內，最大值為20 mm。同時，變化數(shù)據(jù)有正與負，最終通面闊的累計差值約20 mm。我們可以看出：木結構建筑并非巋然不動，在溫濕度等環(huán)境變化影響下，每個結構構件都會產(chǎn)生微小的漲縮或位移變化，對于東大殿這樣1座通面闊34.02 m、通進深17.64 m，由超過3 000個木結構構件組成的建筑，其位移累加量是非常顯著的。

舉例說明：2019年9月7日，東大殿室外日環(huán)境溫差達16.4℃，濕度變化量達50%。西南角梁端點全天最大位移量為6.5 mm（圖15），東南角梁端點全天最大位移量為7.5 mm（圖16），角梁位移曲線與環(huán)境溫度變化趨勢基本一致，說明建筑位移形變量與溫度變化有明確的關聯(lián)性。

圖15 2019年9月7—8日東大殿西南角角梁形變曲線（來源：作者自繪）

圖16 2019年9月7—8日東大殿東南角梁形變曲線（來源：作者自繪）

對比冬夏兩季東大殿結構監(jiān)測點的坐標點發(fā)現(xiàn)，其位移更加顯著。由于各節(jié)點位移存在海量的數(shù)據(jù)，對應分析其與溫濕度變化的工作非常復雜。目前，只能得到初步認識，東大殿隨著每年和每日的溫濕度變化，整體結構都會產(chǎn)生位移變化，變化具有一定規(guī)律。

從上面的分析可以知道，東大殿角梁端點的日位移變化都可以達到7 mm。角梁端點位移需要考慮不同柱子、梁枋、鋪作層位移變化的累計，故這2次測量的數(shù)據(jù)差反映出東大殿結構自身的位移數(shù)據(jù)變化。

根據(jù)以上分析結果，中國木結構古建筑存在受外界環(huán)境影響具有微小位移的特性，我們將這種現(xiàn)象稱為“微位移”⑤內容引自張榮、李玉敏、王帥等在“紀念中國營造學社成立90周年”學術會議上的報告《佛光寺東大殿建筑、像設營造制度與空間關系研究》。。古建筑構件微小的位移變化與所處的外部環(huán)境，尤其是溫濕度環(huán)境關系緊密，該種微位移不能簡單地認為是古建筑的形變病害問題，而是古建筑木結構材料特性應對其所處環(huán)境變化的一種形態(tài)變化。

雖然東大殿部分構件的位移變化呈現(xiàn)不規(guī)律現(xiàn)象，但從整年的變化周期來看，大木結構基本具有往復位移的趨勢，未發(fā)現(xiàn)對整體結構有持續(xù)性破壞影響（圖17、圖18）。但對于局部變形突出的區(qū)域，仍需加強監(jiān)測和分析，以防突發(fā)事件可能會引起構件的殘損，應作為預防保護措施重點關注區(qū)域。

圖17 2019年8月25日—9月24日東大殿西南角梁單月形變曲線（來源：作者自繪）

圖18 2019年8月25日—9月24日東大殿東南角梁單月形變曲線（來源：作者自繪）

3.3 屋面滲漏監(jiān)測與預警系統(tǒng)

基于初步監(jiān)測數(shù)據(jù)分析、現(xiàn)場勘察研究以及設備試驗基礎上，監(jiān)測團隊選擇在東大殿草架內部，每個開間內沿下平>在苫背內部安裝濕度傳感器探針設備1枚，共安設22枚滲漏監(jiān)測探針（圖19）。由于水是自上而下流動，將探頭安裝在屋面中部偏下的部位，可較全面地掌握屋面是否發(fā)生滲漏的情況，并且沿下平>布置傳感線路，可以減少固定線路和傳感器的釘子等加固構件，對文物本體的干擾降至最低。

圖19 屋面滲漏監(jiān)測點布局圖（來源：作者單位提供）

結合氣象降水監(jiān)測數(shù)據(jù)，根據(jù)屋面滲漏監(jiān)測設備反映的屋頂各個區(qū)域苫背含水率的變化，為東大殿建立了滲漏報警系統(tǒng)。

監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，東大殿屋頂滲漏是由于長時間降雨導致屋頂局部區(qū)域苫背層被完全浸濕，當苫背含水量飽和后，從苫背空洞處和其他縫隙處透過望板和棧條滲水，最終形成屋頂滲漏。同時監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)，一次滲漏發(fā)生后，監(jiān)測點所在區(qū)域需要較長時間才能緩慢地、逐步地恢復正常狀態(tài)，說明滲漏對監(jiān)測工作、環(huán)境控制以及木構件保存造成非常嚴重的影響，需要及時采取措施。

東大殿殿內濕度受環(huán)境濕度變化影響更大，而在屋面沒有滲漏的情況下草架濕度一般較為平穩(wěn)，濕度與大廳濕度相近，因降水引起的濕度波動為環(huán)境濕度＞大殿濕度＞草架濕度；但當屋頂出現(xiàn)滲漏時，可以明顯看到，草架濕度變化幅度比大殿濕度更大，且濕度發(fā)生變化的時間更早，說明建筑外皮功能的完整對保持草架內部乃至建筑內部環(huán)境穩(wěn)定具有重要意義。

進一步分析導電率數(shù)據(jù)變化趨勢可以發(fā)現(xiàn)，發(fā)生滲漏后，監(jiān)測點需要經(jīng)過相當長的時間才能緩慢干燥、恢復原始導電率。通過和當?shù)氐臏貪穸群徒邓闆r對比可以發(fā)現(xiàn)，再次集中降水出現(xiàn)時，發(fā)生過滲漏而還未完全干燥的監(jiān)測點出現(xiàn)了電導率下降的平臺期，即導電率下降的速率變慢，但沒有再次出現(xiàn)導電率躍升的情況。而從通過現(xiàn)場勘查確定的發(fā)生滲漏的監(jiān)測點情況來看，發(fā)生滲漏后，需要1～2.5個月時間才能恢復原始導電率，這意味著發(fā)生滲漏的位置在1～2個月內都處于高度潮濕狀態(tài)。在此期間如果再次出現(xiàn)集中降水，已經(jīng)吸水飽和的苫背的防滲漏能力不足，同時監(jiān)測點很可能無法表現(xiàn)出導電率躍升，無法表征監(jiān)測點滲漏情況，也就難以準確預警（圖20）。

圖20 東大殿前檐屋面滲漏監(jiān)測點導電率變化趨勢圖（來源：作者單位提供）

屋頂對于維持東大殿相對穩(wěn)定封閉的空間微環(huán)境至關重要，屋面滲漏會導致內部熱、濕傳遞路徑和總量改變，破壞內部微環(huán)境穩(wěn)定性。

2020年7月2日開始，隨著佛光寺當?shù)販貪穸茸兓安煌潭鹊慕涤辏O(jiān)測點的導電率數(shù)值有小幅度變化。8月15—17日降雨量增大，16日凌晨，東大殿前檐有3個監(jiān)測點導電率徒增，系統(tǒng)判斷有滲漏可能并預警，17日下午后檐區(qū)域發(fā)生預警。東大殿出現(xiàn)屋面滲水現(xiàn)象（圖21）。

圖21 2020年8—10月東大殿屋頂滲漏示意圖（來源：作者單位提供）

2021年10月3—6日五臺山佛光寺區(qū)域出現(xiàn)持續(xù)降雨，東大殿屋頂再次出現(xiàn)滲水問題。

預警信息除了通過網(wǎng)絡系統(tǒng)預警外，還通過手機端直接向山西省古建筑與彩塑壁畫研究院及佛光寺文物管理所負責人預警，接到預警后工作人員及時對東大殿屋面進行巡檢與觀測，如果確實發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，便采取針對性預防性保護措施。

根據(jù)近2年監(jiān)測數(shù)據(jù)與屋面滲漏現(xiàn)象的發(fā)生可以初步推斷，當佛光寺區(qū)域發(fā)生連續(xù)2天（48 h）以上降雨，降水量達到80 mm以上，東大殿就會大概率發(fā)生滲水現(xiàn)象。夏季1、2個月內的連續(xù)降雨，由于苫背來不及完全干燥，滲水更容易發(fā)生，并且會導致東大殿草及大殿后槽區(qū)域持續(xù)濕度過高，增大文物破壞隱患。

4 東大殿預防性保護措施

據(jù)近年研究統(tǒng)計，歷史上佛光寺東大殿共經(jīng)歷過16次修繕，約每隔70年修繕1次，每200年大修1次[6]。

中華人民共和國成立后，佛光寺東大殿的日常管理與日常保養(yǎng)維護工作一直由山西省古建筑與彩塑壁畫研究院（原山西省古建筑保護研究所，以下簡稱“古建院“）下設的佛光寺文物保護管理所負責，古建院對佛光寺東大殿的日常保養(yǎng)工作非常重視。據(jù)不完全統(tǒng)計，從中華人民共和國成立初至今，佛光寺東大殿主要的日常保養(yǎng)工程如下：①1952—1953年，東大殿進行屋頂維護及后墻水溝維修。②1956年，東大殿屋頂拔草保養(yǎng)與局部維修。③1959年，修繕完成殿前24 m長的擋土墻，重砌上部花欄墻。④1960年，東大殿瓦頂再次勾抿。⑤1977年，東大殿院墊灰土，修踏道。⑥1983年，東大殿后坡取土石，使山崖距大殿5 m寬。⑦1984年，東大殿后坡全面勾抿；為東殿院鋪石板備料；重筑東殿院基墻北護岸；東殿前石經(jīng)幢做護罩；建了3個消防水池。⑧1998年，勾抿東大殿瓦頂。⑨1999年，拆修后檐當心間瓦頂，修補增添椽子，添加棧板，局部重瓦屋面。⑩2000年，東大殿內增設防盜欄桿。?2007年，完成佛光寺東大殿預防漏雨搶修及報告書寫（連陰雨導致殿內漏雨）。?2017年8月，東大殿屋頂發(fā)生較為嚴重的滲漏問題。針對滲漏問題，古建院對屋面和建筑內塑像壁畫采用防雨布進行了臨時遮護，防止雨水滲漏破壞脆弱的塑像壁畫（圖22、圖23）。待降雨停止后，將東大殿前檐所有大門打開（平時白天有游客時僅開明間大門，無游客時全封閉），加強室內通風，并待苫背完全干燥后對屋面進行勾抿。?2019年對位移缺失嚴重的棧條、望板、苫背進行局部臨時加固。?2020年8月、2021年10月，在東大殿屋面滲漏監(jiān)測預警后，佛光寺內保護人員對滲水的預警區(qū)域進行巡查，在草梁架內的平上方采取臨時遮護措施，鋪設防雨布，并在明顯滲水點下方臨時鋪設毛巾、棉被、臉盆、水桶等，預防可能的滲水侵蝕到東大殿明內，對東大殿殿內建筑、塑像、壁畫起到了預防性保護作用，為未來東大殿屋面滲漏問題的徹底解決爭取了時間。

圖22 佛光寺東大殿屋面臨時遮護措施（來源：山西省古建筑與彩塑壁畫保護研究院，2017年8月）

圖23 佛光寺東大殿塑像遮護措施（來源：山西省古建筑與彩塑壁畫保護研究院，2017年8月）

根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，佛光寺在持續(xù)雨雪天氣后，尤其是夏秋和初春季節(jié)，東大殿殿內濕度常持續(xù)高達80%以上，對木構件及塑像、壁畫保存都產(chǎn)生較大威脅。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析主要是持續(xù)降雨后東大殿苫背吸水，導致草內部濕度過大，進而影響東大殿殿內濕度。近2年，東大殿工作人員在雨后都將東大殿前檐5座大門全部打開，加強通風，大大加快了東大殿室內濕度的降低（圖24）。佛光寺冬季降雪后，在建筑后墻到后山崖壁之間的積雪長期不見陽光，難以融化，導致東大殿后檐墻區(qū)域低溫潮濕，區(qū)域濕度增加，并進而導致冷凝水與凍融現(xiàn)象增多。東大殿工作人員目前在冬季降雪后，盡快除雪，尤其是后檐墻后側積雪，濕度、冷凝水、凍融問題得到了有效緩解（圖25）。

圖24 東大殿前檐所有大門打開通風（來源：作者自攝）

圖25 東大殿門前掃雪（來源：作者自攝）

根據(jù)近年的研究表明，歷史上東大殿多次被后方山洪沖毀后檐墻[6]，鑒于這2年暴雨增多，東大殿后山的洪水威脅增大。2021年至今，佛光寺正在進行環(huán)境整治工程，工程方案專門對佛光寺內，尤其是東大殿周邊的排水系統(tǒng)進行系統(tǒng)整治，對后山原有的土質截排水溝進行疏導和硬化加固，并對部分臨近文物建筑的土崖進行加固，預防洪水可能對佛光寺東大殿和其他文物建筑的威脅（圖26、圖27）。

圖26 佛光寺環(huán)邊坡、防洪渠整治措施圖（來源：作者單位提供）

圖27 東大殿后山截排水溝加固施工過程（來源：作者自攝）

通過監(jiān)測數(shù)據(jù)分析研究及漏雨預警系統(tǒng)，佛光寺東大殿日常保養(yǎng)等保護工作更加及時化、科學化、精準化，對東大殿的保護初步實現(xiàn)了從搶救性保護到預防性保護。

5 結束語

本次佛光寺東大殿文物本體與環(huán)境監(jiān)測，對佛光寺區(qū)域的環(huán)境氣象數(shù)據(jù)進行了持續(xù)收集，并為佛光寺建立了觀測樁，為佛光寺未來長期的監(jiān)測和保護工作奠定了基礎。

經(jīng)過三維激光掃描數(shù)據(jù)、實時結構構件位移監(jiān)測數(shù)據(jù)與氣象數(shù)據(jù)的對比，監(jiān)測團隊發(fā)現(xiàn)東大殿大木構件“微位移”特性，初步了解木結構古建筑存在與溫濕度變化密切相關的變化規(guī)律，為建筑史和保護學科研究發(fā)展提供了新數(shù)據(jù)與理念支撐。

佛光寺東大殿建筑價值極高，殿內保存有珍貴的塑像壁畫，屋面滲漏將對這些文物造成嚴重影響。而大殿內有平，滲漏不易被及時發(fā)現(xiàn)。本次監(jiān)測首次創(chuàng)造性地進行屋面滲漏監(jiān)測，并建立滲漏預警系統(tǒng)。

接到滲漏預警后，工作人員可及時巡查滲漏報警區(qū)域，根據(jù)實際情況采取遮護等措施。根據(jù)氣象、濕度等監(jiān)測數(shù)據(jù)，增加了東大殿通風、除雪等養(yǎng)護措施，為東大殿精準的預防性保護提供科學數(shù)據(jù)保障。

文化遺產(chǎn)是珍貴的不可再生資源，暴雨等極端氣候對文化遺產(chǎn)的保護帶來了巨大的挑戰(zhàn)。我們應更加深入研究文物本體保存與環(huán)境之間的關系，通過對精確而長期的監(jiān)測數(shù)據(jù)收集與分析，并基于文物自身特點，探索文化遺產(chǎn)面對其危害最大的極端氣候或其他自然災害時，應該采取何種正確的應對方式，以實現(xiàn)預防性保護。佛光寺東大殿文物本體及環(huán)境監(jiān)測研究以及針對性的預防性保護措施，為我國世界遺產(chǎn)中的木結構古建筑監(jiān)測及預防性保護提供了有益的探索與思路的創(chuàng)新。