来源：文物卫士

徐佳鹤，王超，张斌
中国林业科学研究院木材工业研究所
摘  要：文化遗产保护是传承历史文化、增进民族团结、维护国家统一及社会稳定的重要基础。总结中国林业科学研究院木材工业研究所古建筑木构件及木质文物保护技术的发展历程，概述我国现有技术及其应用实施进展，并基于现状分析未来的发展趋势。

关键词：木材工业研究所；古建筑木构件；木质文物；木材保护技术

木材是天然有机材料，在加工过程或使用期间，都会受到气候变化、生物危害以及人为因素的影响，导致木材性质发生不同程度的变化，因此古建筑木构件及木质文物保护工作的主要原理与工艺和木材学有着密切的关系。中国林业科学研究院木材工业研究所（简称木材所）成立于1957年，作为我国木材科学与技术领域综合性国家级研究机构，历经几代科学家的传承，始终坚持利用先进的木材科学与技术，为我国文化遗产保护工作提供技术支撑。笔者对国内主要从事木质文物保护研究的单位，包括木材所、故宫博物院、中国文化遗产研究院、北京市古代建筑研究所、北京市文物建筑保护设计所等，在古建筑木构件及木质文物保护方面的技术与成果进行了总结，并对相关技术的发展趋势进行了分析，以期为我国木结构古建筑及木质文物保护提供借鉴与思路。

经过多年的研究与实践，古建筑木构件与木质文物保护技术已经逐渐形成一个成熟的体系。
2.1 现场勘查无损检测技术 
古建筑木构件的保护与修缮工作需要前期做好现场勘查，该环节对后期的判断与评估极其重要。古建筑木构件的现场勘查要尽可能地避免对检测木构件的人为二次破坏，通过科学、可靠的检测技术为古建筑修缮提供数据支撑和评估依据[1-2]。
早在2001年木材所就首次采用超声波方法对北京大钟寺博物馆木质钟架材质进行了勘查[3]，并先后研究了超声波检测[4]、皮罗钉检测[5]、阻抗仪检测[6]、应力波断层扫描仪[7]在古建筑木构件勘查检测中的应用。基于以上技术，北京古建研究所提出从古建筑木构件特点出发，结合仪器特点，分类检测古建筑木构件的无损评估体系[8]，此后北京林业大学采用应力波测试仪、阻抗仪检测和含水率测定仪3种仪器对明十三陵裕陵木构件进行了无（微）损检测[9]。近年来，木材所以古建筑木构件常用木材为研究对象，针对阻抗仪检测、应力波检测及雷达扫描等无损检测技术应用于古建筑木构件勘查开展了一系列研究[10]。故宫博物院以古建筑木构件常用的杉木木材为研究对象，开展常见残损的阻抗仪检测试验研究[11]。陕西省文物保护研究院采用自主研发的整套超声CT检测系统，实现建筑木构件裂缝及孔洞的检测[12]。

古建筑木构件无损检测勘查技术逐渐向系统化、规律化的方向发展，进一步降低无损检测对木构件的损伤程度；针对不同情况、不同木构件，采用不同仪器或者尝试两种甚至多种仪器联合使用，提高初步识别与判断精度，提高勘查工作的效率和自动化程度，逐渐推动古建筑勘查实现定期勘查，并向实时监测发展。

2.2 木构件力学承载性能评估
利用勘查检测数据可以初步判断木构件内部的材质状态和可能存在的损坏，再通过科学合理的分析，可对木构件承载能力做出有效的预测和判断。木材所的专家利用木材力学科学与技术对木结构建筑进行了研究[13-14]，在木构件承载能力[15-16]、木构件节点性能[17]、木结构建筑横向振动评估[18]等方面取得了一系列研究成果。故宫博物院采取理论分析与现场勘查相结合的方法，研究了故宫古建大木结构榫卯节点残损问题[19]，在木结构抗震性能[20]、斗拱典型残损[21]等方面取得了大量的研究成果。北京工业大学则在木结构古建筑安全性评估方面利用多种先进算法，有效地提升了木结构古建筑安全性等级评估的准确性[22]。木材所通过对结构用木质材料强度标准值的确定[23-24]，构建了整套材料安全评估体系，相关理论成果被GB50005—2017《木结构设计标准》采纳，成果应用于北京冬奥会木结构、北京天安门城楼、北大红楼、装配式重组竹建筑等20多项委托项目。

木材树种鉴定和化学成分分析，是古建筑木构件和木质文物保护过程中极其重要的环节。木材所木材解剖学科可以追溯到1928年，经过近百年的学科发展，从简单的肉眼或放大镜宏观识别到光学显微镜下的微观识别，如今的木材识别技术不但能识别木材树种，还可以分析木材的年代[25-26]。近年来，木材所在木材识别方面取得了很多技术上的突破，包括可以识别到种的DNA技术[27]、化学指纹木材识别技术、计算机视觉木材识别技术和近红外光谱识别技术等。目前，故宫博物院以及一些国外研究机构的文物保护学者已率先将近红外光谱结合化学计量学新型分析技术用于书画、丝织品、玉器等文物的检测与分析工作中[28]，这项技术同样也在木材识别中展现了广阔的应用前景。木材所建有全国标本存量最大的木材标本馆、DNA标记信息数据库和NIR光谱数据库，制定了多项标准[29]，并应用于珍稀濒危树种保护、古木与化石木鉴定和古建筑木构件及木质文物材种鉴定等方面[30-31]。
由于传统木材识别技术存在一定的局限性。近年来，在DNA标记、稳定同位素和近红外光谱技术等方面探索得到的一系列木材识别新技术，拓宽了木材的识别范围，提高了识别精度，但在木质文物的产地和年代判断方面仍有技术难点有待突破。
2.4 木材保护处理技术
做好古建筑的新旧木构件的干燥、阻燃、防腐和防虫处理，是保护古建筑行之有效的方法与必要的措施，合理的木材保护技术更是古建筑维护和木质文物保护的重要保证。木材所在木材保护领域有着深厚的研究基础，在木材物理干燥、木结构用材防腐防虫、户外/野外用材防腐、湿地用材防腐、阻燃木质材料制备技术等方面取得了多项成果[32]。经过室内、野外埋地耐久性与抗流失性试验研发的木材防腐防虫技术，绿色环保且适于古建筑木构件与木质文物，已经在多项国家重点文物保护维修工程中应用[33-35]。木材所专家针对我国不同地区的古建筑虫害问题进行了深入的研究，并不断将有关研究成果应用于古建筑木构件保护中[36-37]。
预防性保护始终是文物保护的重点，针对古建筑木构件和木质文物的预防性保护更是重中之重。木材防腐和防虫技术已经成功应用于古建筑木构件防腐和防虫保护中，但是木材阻燃技术作为古建筑木构件预防性保护的关键内容，还仅限于在现代木结构建筑中的应用，未来的研究过程中需要大量的试验和实践来突破有关技术难点。
2.5 木构件及木质文物修复与加固技术
在古建筑木构件及木质文物修复与加固技术方面，仍有很多技术难点有待突破。故宫博物院结合古建筑榫卯节点力学性能在古建筑木构件的加固技术方面取得了一系列研究成果[38]。北京工业大学以保留榫卯节点半刚性特点为出发点，对古建筑木构件榫卯节点加固技术开展了研究[39]。然而，在木质文物修复与加固技术方面，如何根据地上文物、地下考古遗址中木质文物的不同情况，研究出相应的就地保护与加固处理技术，以更好的保留文物原本的材质和样貌，一直是木材所近年来重点开展的研究内容之一。随着纳米技术的发展，木材所针对出水木质文物的加固封护进行了研究[40-41]，通过纳米改性木质纤维素对木质材料进行修复与加固技术研究[42-43]，尝试利用纳米级木竹质纤维素对有更高精度要求的木竹质材料进行修复与加固，希望找到更适用于木竹质文物修复与加固的技术方法。

3. 结 语

着眼于我国古建筑木构件及木质文物保护技术的可持续发展，结合国际学科发展趋势以及国家社会经济发展的重大需求，针对国内与国外先进水平的差距，未来几年木材所古建筑木构件及木质文物保护研究工作应坚持“尊重木材本质”的原则，继续在无损检测、结构承载性能、木材识别技术、木材保护技术、木质修复与加固技术五大方面加强研究，并逐渐尝试将木材阻燃和木质修复技术应用于古建筑木构件及木质文物保护当中。
现代古建筑木构件及木质文物保护研究亟需与现有先进技术，乃至国际先进技术接轨。勘查方法不再只限于现有的检测手段，而是广泛应用各种先进的无损检测技术和3D成像技术；识别方法不再仅仅实现树种鉴定，而是广泛开展年代分析和发源地分析等；研究内容也不仅限于建筑研究过程，而是与化学过程、生物过程和地质气候过程紧密联系在一起。预计未来3~5年，古建筑木构件及木质文物保护技术将更加重视学科交叉和综合集成，重视保护性研究项目和研究性保护工程相结合[44]。通过文化遗产保护工作使国家民族的优秀文化更好地传承和发展，鉴知过去以启迪未来。

参考文献（略）
文章来源：木材工业第34卷第6期
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