“硬核”文物保护技术装备是如何诞生的

B站影视 2024-12-27 12:03 1

摘要:长江口二号古船整体打捞装备+定制保护舱、开合考古舱,考古现场文物保护移动实验室,薄荷醇材料加固脆弱文物,丝蛋白加固丝织品文物,文物无损光谱图像检测、材料鉴定系统,多功能耦合实验室……从专用装备创新支撑文物考古和保护,到集成技术装备助力文保技术基础研究;从文物风

中国文物报记者 徐秀丽

长江口二号古船整体打捞装备+定制保护舱、开合考古舱,考古现场文物保护移动实验室,薄荷醇材料加固脆弱文物,丝蛋白加固丝织品文物,文物无损光谱图像检测、材料鉴定系统,多功能耦合实验室……从专用装备创新支撑文物考古和保护,到集成技术装备助力文保技术基础研究;从文物风险防控装备有效保障文化遗产保存,到数字技术装备赋能文物活化利用。记者近日从文物保护技术装备供需对接研讨会上了解到,十年来,文物保护装备已成为我国文物保护利用和文化遗产保护传承不可或缺的重要手段,在世界范围内,文物保护技术装备水平从“跟跑”到“并跑”和部分领域“领跑”的历史性跨越。与会专家还对文物保护技术装备发展现状与趋势进行探讨,对文物“防、保、研、管、用”典型应用场景装备供需难点进行梳理,进一步加快专用装备制造与文博事业高度融合,推动文物保护装备供需服务升级。

馆藏文物保护要精细化,更要创新

在上海博物馆研究馆员吴来明看来,经过十几年的发展,馆藏文物保护技术装备呈现良好态势,“其中,‘稳定、洁净’预防性保护理念,推进了装备产业化发展;各具特色的环境监测技术装备,呈现了风险‘监测预警’成效;多种多样的展陈、储存、运输装备,保障了藏品的良好保存;各种功效的环境调控装备,助力藏品保存环境质量的提升。展柜技术普遍达到、超越进口产品,环境监测终端种类、系统功能、集成应用等甚至领先国际。”

装备越是精细化发展,越要有更完备的整体解决方案。“如面向展陈、库藏、运输风险防控的综合考量,同时还要解决面向不同层面、不同条件、不同现状的装备针对性不足,装备系统互联互通、智能化程度不足等问题,大量装备应用、运维,需要考虑节能低碳战略要求。”吴来明认为,适用于临展的模块化、可快速拼装、可调(背板、灯箱、台座)展柜,成为新的发展需求,而且数量大、普及的装备,设备研发单位需要提供长期、尽责的良好服务。

作为全国首批“智慧博物馆”试点示范单位,苏州博物馆自2014年首批信息化建设工作投入使用以来,已基本形成以数字化、网络化为主要特征的博物馆信息化管理、服务基本框架。“然而,结合新时代文化科技发展的新形势新要求,馆内信息化建设不可避免地需要解决新问题,满足新需求,信息化向智能化转变的建设进程亟需推进。”苏州博物馆馆长谢晓婷认为,未来的博物馆是智慧管理式博物馆、公众参与式博物馆、科技赋能式博物馆,而要实现这一目标,还需要更多的技术装备和研究成果支持,从观众层面要满足个性化观众参观、研究、体验、参与等需求,从管理层面要满足精准服务、藏品管理和保护需求,更要满足创新需求。

文物建筑保护要有理论基础,更要有技术含量

无论可移动的馆藏文物、不可移动的文物建筑,都是由构(部)件通过连接,形成安全稳定的结构,以此为基础,实现文物的使用功能,同时展现人类社会发展历史中的文化、艺术和科技等文明信息。环境作用一旦对文物结构产生损毁,将造成无法挽回的巨大损失。

国家文物局高度重视文物防震的科技创新,通过设立文物防震国家文物局重点科研基地,部署实施“馆藏文物一体化防震关键技术研究”等一批国家重点研发计划项目,支持文物防震的基础研究和技术攻关,建立了博物馆文物震害评估、安全设计、措施装置为一体的成套技术,编制系列规范标准。

“虽然在馆藏文物防震方面已经形成‘地震波+建筑+柜架+文物本体’的一体化防震理论、安全性设计方法、系列装备产品和应用,但对于博物馆展陈设计和实施人员而言,方便应用的文物防震评估工具(包括软件)是新需求。”吴来明认为。

中国航空规划设计研究总院首席专家葛家琪从文物建筑稳定性保护方面阐明防震的重要性及方法。葛家琪认为,文物建筑在风吹、雨雪等每次加载周期中,均会产生不可自恢复的微小损伤;损伤的长年累积终将会造成文物建筑失稳风险。因此,文物建筑稳定性指标的核心内容是,研究结构损伤的产生、累积与演化过程,即研究“持续的滴水能不能穿透石头”。还要针对“文物建筑结构静力稳定性能研究基本为空白”的瓶颈问题,开展指标确定方法研究。

三线建设是指自1964年起开展的一场以战备为中心,以基础工业、国防工业等为重点的大规模经济建设活动,90年代后,随着国家政策调整,三线建设项目形成了大量的工业遗产。葛家琪注意到,类似三线建设的工业遗产的保护与更新,对结构稳定的设计理论与技术措施创新,有着巨大的需求和应用前景。

“令人欣喜的是,文物建筑结构稳定性评估理论与应用已列入《十四五文物保护和科技创新规划》,正在开展古塔结构稳定性研究,在文物建筑结构稳定方面,有望取得突破性的理论方法和技术装备两方面的科技创新成果,解决长期困扰文物建筑保护的现实瓶颈问题,也为世界文化遗产保护作出中国贡献。”葛家琪说。

考古遗址保护要注重大环境,也要注重小环境

我国古遗址数量众多、内涵丰富,承载着丰富的历史信息和文化内涵,是中国五千多年灿烂文化的主体和典型代表。

古遗址的类型比较多样、存在的劣化问题也比较复杂。古遗址保护技术和装备研发,陕西科技大学研究员马涛认为,可以分为户外环境的土遗址、遗址博物馆环境中的遗址两大类型。

“十三五”重点研发的“多场耦合下土遗址劣化过程及保护技术研究”项目,专门设置“土遗址保护过程质量控制装备研发与评估技术研究”课题,建立了全面的锚固灌浆质量控制技术、支顶加固技术和防风化加固过程质量控制及效果评价技术体系,梳理了长期制约相关装备的主要瓶颈问题,对土遗址加固过程质量控制与效果评估专用装备拟选用的部分传感器件探索无基板制备、器件原位制备等传感元器件长期稳定性优化手段,提升对复杂环境的适应性、精度和可靠性。

遗址博物馆普遍采用开放式空间布局,便于遗址的原貌展出和观众参观。“但这种布局导致遗址赋存环境受室外环境和游客影响而容易发生劣化,虽然国内部分遗址博物馆已经在保护实践中探索通过补充液态水抑制文物的干裂与盐分富集,但其手段还比较原始,且补水过程没有与环境调控过程相结合。因此遗址博物馆文物环境需要可靠的实时在线监测设备。”马涛注意到,空气幕可以利用送风实现局部环境的隔离,目前已经在英国的大不列颠号轮船环境调控中应用,在遗址博物馆局部环境隔离中具有良好的应用前景。

在考古工作中,因时代、地域的差异,遗址墓葬形制结构不同导致地下埋藏状况复杂,不同材质的文物即使在同样的埋藏环境下可能产生的病害状况也有较大差异,导致发掘现场文物保护难度很大。

“要提升出土现场文物的提取保护、遗址博物馆原位展示文物的保护和预防性保护效果,需要对考古现场出土文物/遗址博物馆原位展示文物在埋藏环境下的劣化过程、影响因素,以及出土前后环境巨变可能产生的破坏等基础理论和模型进行科学研究。”马涛介绍,针对文物劣化的模式、健康状况、出土现场的环境条件等,通过环境控制、应急保护、包装及运输等方面的措施,才能真正提升考古现场文物保护的水平和效果。

“地下文物埋藏环境多场耦合实验平台”是开展地下文物劣化机理、筛选主控因子、预判出土前后瞬间环境巨变影响,乃至出土文物固型、预加固、保护材料效果评估,脆弱糟朽文物提取技术演练的科学手段,急需开展相关技术装备研发。

“陕西科技大学地下文物保护材料与技术教育部重点实验室拟与陕西省考古研究院、汉阳陵博物院等合作建造地下文物埋藏环境多场耦合试验平台,包括用于纸皮硅专项模拟文物劣化的中小环境试验舱、地下文物埋藏环境模拟试验舱,以及大地条件地下文物埋藏试验场。”马涛说。

考古调查、勘探、发掘装备是保护文物、科学搜集信息的重要基础。

“从考古发掘资质单位的情况来看,考古工作开展较早,考古资源丰富的地区,考古装备比较完善;省级考古资质单位的情况要好于市级考古资质单位;考古装备分布地域不平衡,经济发达地区的考古装备水平高于经济欠发达地区。探掘装备集成、体系化和标准化水平,科技含量还不高。”从事考古装备研究的复旦大学教授王辉认为,在考古调查、勘探、发掘中,要加强考古专用集成工具包(箱)的研发应用,空间技术、信息技术的运用,便携式设备在现场检测分析的使用,考古发掘信息统一化管理,并探索基本建设发掘数据纳入途径,提高数据、采集、储存、分析能力。

技术装备要加快研制升级,更要加强标准体系建设

标准决定质量,有什么样的标准就有什么样的质量,只有高标准才有高质量。

“要坚持供给提升与需求牵引相结合,大幅提升文物安全防护、监测预警、巡查监管、预防性保护、修缮修复、展示利用等装备性能质量,力争在文物勘查探测、分析检测等高端专有装备方面取得突破。”机械工业仪器仪表综合技术经济研究所所长欧阳劲松认为,要扶持量小急需关键装备研发,规范需求量大、充分竞争性装备的市场环境,完善质量认证机制。深化“制造商+用户”“产品+服务”创新发展模式,培育一批创新企业和文物专有装备产学研用联合体。

标准化与产业发展是相互支撑、相互促进的,既要加快专有装备研制升级,又要加强标准化建设。

据文物保护装备产业化及应用协同工作平台调研显示,当前,环境监测调控、文物储藏设施、智能展柜、数字化传播等量大面广专用装备、市场导向性通用装备得到有效供给,而满足文物安全、勘查考古、本体监测、文物研究等量小、亟需、指标要求高的专有装备、智慧博物馆等新领域新业态装备以及针对出土文物存储、运输等应急保护专用设备供给不足,也存在调研中发现技术装备标准类型存在覆盖不全、技术装备应用场景覆盖不足等问题,影响装备的有效使用。

“根据文物保护技术装备不同应用领域,建立健全文物领域多层次标准体系,加快推进考古、文物保护工程、文物数字化、预防性保护、火灾防控、洪涝灾害防御等重点领域标准制修订和应用是十分必要紧要的工作。”欧阳劲松认为,根据国家文物局、工业和信息化部、科学技术部印发的《文物保护装备发展纲要(2018-2025)》要求,要在加强文物保护装备创新发展与产业化政策研究、夯实科学发展基础、推动供需融合升级,重点研发成果产业化等方面持续加大力度,进一步提升文物保护技术装备整体水平,满足新时代文物保护事业高质量发展的需要。

责编:李瑞 王朝阳

审核:徐秀丽

监制:李学良

来源:澎湃新闻客户端一点号

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