0引言

　　历史建筑中常保存着如壁画、木刻等各类文物，除了具有观赏价值外，多数历史建筑依然具有使用价值，处于使用状态之中[1].历史建筑经过修复再利用，使用功能的转变引起文物保存环境的变化，环境中温湿度以及空气成分的改变可能会导致文物的损坏更加迅速，如脱落、褪色、滋生微生物等[2].纵观引起文物品质退化的环境因素，温度、相对湿度、气态污染物、颗粒污染物以及光照等均可能对文物在多种机理上产生不同程度的破坏。针对室内保存的文物，空气温度、相对湿度及照度是其保存环境中的 3 个重要因素。

　　庆王府作为天津市的特级历史保护建筑，现已由住宅改造为用餐会所。楼梯间顶棚保存着木质彩绘（图 1~2），该木质彩绘已经发生了明显的干裂、脱落等损坏现象。为了防止其进一步损坏，评价现有环境是否利于其保存，本文在冬季针对木质彩绘的保存环境进行监测分析。此外，庆王府为了提高彩绘的观赏效果设置了 3 盏射灯，因此，笔者也将分析射灯的开启对环境参数的影响。

　　1木质文物的保存环境研究概述

　　针对木质文物的保存，国内外的许多学者和机构已经进行了相关研究，并提出或制定了适宜文物保存的环境参数指标及范围。

　　对于木质文物的损坏机理，Thomson 指出相对湿度的改变会使木质文物发生大小和形状的改变。而光会导致颜色以及文物本身强度的改变，建议室内照明不超过 200lux[4].李坚等人以不同的木材单板以及纸张为试材进行研究，指出阳光辐射和湿度变化施加于表面的应力作用是产生变色、粗糙、变形和开裂的主要原因[5].

　　对于文物的保存环境指标，Rogers 建议加拿大冬季的博物馆内部保存环境中温度为 20℃，相对湿度 35%;而夏季保存温度为 23℃，小于相对湿度为47%~50%[6].徐方圆等学者认为调控的重点是避免温湿度的大幅度波动，并指出相对湿度日波动应为5%/d.

　　同时，应减小灯光的热效应对文物的影响[7].陈元生等人认为合适文物保存的空气温度范围为（19~24）℃±1℃，光照度范围建议在 200lux±50lux[8]。针对木质文物的保存环境，国内外的一些行业标准和机构提出了各自的保存环境及要求。国内行业标准《博物馆建筑设计规范》[9]中提出木器保存的温湿度以及光照要求。意大利行业标准 UNI 10829[10]和美国AHSRAE Applications Handbook[11]也均提出了相应的保存环境。三者的保存环境比较如表 1.

　　2保存环境评价方法

　　2.1 评价方法

　　本文通过对照度、空气温湿度以及壁面温度的实测，结合国内外学者及相关规范标准中提出的保存环境要求，分析判断室内现有的环境是否利于木质彩绘的保存。为此，笔者从 2013 年 12 月 3 日 5:00-12 月 5日 5:00 进行了为期 48h 的环境监测。监测期间，天津已经处于集中采暖季，室内 24h 采暖。

　　2.2实测方案及仪器

　　室内测点共 3 处，针对木质彩绘保存环境的测点1 与测点 2 均贴近彩绘壁面（如图 3），前者位于射灯照射范围内，后者远离射灯照射范围的情况，同时进行空气温湿度和壁温的自动监测。在楼梯间行人区域设置第 3 个测点，进行室内一般空间的温湿度监测。温湿度监测由 HOBO 温湿度自动记录仪完成，壁温监测由天健华仪自动记录仪完成，均每隔 5min 记录 1次数据；照度由手持式照度计进行测量。实测选取的时间段如表2 所示。

　　3实测数据分析

　　3.1照度分析

　　照度监测数据如表 3 所示。可见，在射灯未开启时 2 个测点的照度基本一致，最大相差为 1.1lux.射灯开启后测点1处照度显著升高，并稳定在1 100lux左右，远大于《博物馆建筑设计规范》180lux 的上限值，并且也均超过国内外各学者建议范围。测点 2 受射灯影响不明显，照度值继续维持较低数值，稳定在4~9lux.

　　3.2室内、外空气温湿度变化分析

　　监测期间室内、外空气温湿度变化情况如图 4 所示。由图可知，白天室外温度处于在 0~13℃之间，日较差超过10℃；相对湿度保持在 20%~50%.夜间室外温度降至0℃以下，相对湿度随之升高至 80%左右。相比于室外，室内空气温湿度波动较小，温度稳定在约 20℃，而相对湿度一直维持在较低的水平，约22%~30%.相对于白天因人员进出带来温湿度的小范围波动，夜间的温湿度更加稳定。整体上分析，庆王府室的环境参数受室外环境的影响很小。

　　3.3不同测点温湿度变化分析

　　监测期间，射灯开启时仅测点 1 受到照射，并且射灯均在早上 9:30 开启，关闭时间为 22:00（12 月 3 日）及23:00（12月 4 日）。空气温湿度测试结果如图 5~图 6所示。由图可知，测点 2 处温湿度与室内温湿度变化趋势一致，并且数值接近。测点 1 在营业开始（射灯开启）后，温度呈上升趋势与其他测点相反。2 个测点与室内环境参数差值如表 4 所示，对比测点 1 与测点2,前者处环境参数与室内一般空间参数差异较大。另外，营业时间结束后射灯关闭，相对湿度迅速降低，与测点 2 保持一致。可见射灯的使用改变了测点 1 处空气温湿度的变化趋势。

　　参考《博物馆设计规范》中木质文物的温湿度指标，现有环境满足冬季温度在10℃以上的要求，但相对湿度 55%~65%的要求不满足。温湿度日较差分析参考UNI10829及 AHSRAE Handbook,如表 5 所示，可见现有保存环境的温湿度日较差过大，不满足相关规范的要求。

　　3.4射灯照射对壁温的影响

　　为了探究射灯对木质彩绘本身是否存在危害，笔者对两测点处木质彩绘的壁温进行了监测，结果如图7所示。可见，测点1处的壁温射灯开启后迅速上升，温升梯度达到 2.4℃/h（3 日 9:30-10:00）及 3.4℃/h（4 日9:30-10:00）。射灯关闭后壁温迅速下降，温降梯度为-3.6℃/h（3日 22:00-22:30），-2.2℃/h（4 日 23:00-23:30）。相关研究表明，木质材料的温度波动可导致木材形变、木材脆弱性增加等不利于木质文物保存的因素出现[3].因此，较大的温度变化梯度对木质文物的保存不利。而测点 2 未受到射灯照射，射灯启停后壁温变化梯度<1℃/h,射灯影响较小。

　　对比壁温和空气温度，各测点处的壁温与附近的空气温度的数值以及变化几乎一致。理论上，壁面温度与空气温度相同或相近。当壁面温度高于空气，接近壁面的一层空气被加热至壁温；当壁面温度低于空气时，该层空气被冷却下降，逐渐与壁温接近[12].可见，射灯对空气温度与壁温具有相同的作用表现。

　　4结论

　　现有的木质彩绘已经发生了褪色、脱落等现象，为了避免其继续损坏，研究其现有保存环境尤为重要。通过为期两天的监测，可以判断庆王府内木质彩绘所处环境并不利于其保存，主要体现在以下几个方面。

　　（1）局部照度过强。测点 1 处在射灯开启时的照度达到。

　　1 100lux左右，照度过强，远大于《博物馆建筑设计规范》以及各学者提出的建议值，并且每天照射长达 12h 以上，长时间的高照度环境不利于木质彩绘的保存。

　　（2）空气温湿度不满足相关规范要求。冬季庆王府室内 24h 集中采暖，室内环境参数受室外的影响较小。对比 2 个测点与室内一般空间的环境参数，测点1 与后者的差值较大。参考《博物馆建筑设计规范》中提出的保存环境范围，现有环境满足冬季温度的要求，但相对湿度过低，不满足 55%~65%的要求。此外，2 个测点处的温湿度最大日较差均超过了 UNI10829 以及 AHSRAE Handbook 中的限定值。

　　（3）射灯对壁温的影响明显。测点 1 受到射灯照射，该处的壁温最大的变化速率出现在射灯启停后，最大壁温变化梯度达到 3.4℃/h 及 -3.6℃/h.由温度波动带来的木材形变及脆弱性增加的潜在威胁不利于木质文物保存。而测点 2 的壁温未受射灯照射，壁温变化梯度<1℃/h,保存环境相对较好。

　　经过冬季的现场实测调研，结合已有的保存指标分析得知，庆王府室内的木质彩绘所处的环境并不利于其保存。环境参数受到射灯和集中采暖的影响较大。建议进行如下改造：

　　（1）将射灯换成冷光源。 冷光源相对于普通光源来说，热效应较小，有利于减小灯光开启前后的空气温湿度参数波动。另外，合理地采用冷光源不会影响木质彩绘的视觉效果。

　　（2）使用玻璃罩覆盖。冬季集中采暖造成室内相对湿度过低，满足人体舒适要求的同时，却不能满足木质彩绘对保存环境的要求。为了使彩绘保存环境中的相对湿度不会过低，建议在彩绘下方增设玻璃罩覆盖，从而将彩绘与室内环境分割开来，利于木质彩绘的保存。

　　参考文献

　　[1]刘怡涵。 历史建筑的保护和再利用初探[J]. 美术大观，2010,（10）：193.

　　[2]李玉虎，邢慧萍，汪涓丽，等。 古代壁画、文物彩绘病害调研与治理研究[J]. 文博，2009,（6）：200-210.

　　[3]G. Pavlogeorgatos. Environmental parameters in museums[J]. Building andEnvironment, 2003, 38:1457-1462.

　　[4]Gary Thomson. The Museum Environment [M]. London:Butterworths,1986:25-26.

　　[5]李坚，韩士杰，徐子才，等。 木质材料的表面劣化与木材保护的研究[J].东北林业大学学报，1989,17（2）：48-56.

　　[6] Rogers, George De W. The ideal of the ideal environment [J]. Journal ofthe IIC Canadian Group, 1976, 2（1）： 34-39.

　　[7]徐方圆，解玉林，吴来明。 文物保存环境中温湿度研究[J]. 文物保护与考古科学，2009,21（S）：69-75.

　　[8]陈元生，解玉林。 博物馆文物保存环境质量标准研究[J]. 文物保护与考古科学，2002,14（S）：152-191.