地震摧枯拉朽,文物珍貴脆弱,如何做好防震?你如何保護藏品?

​​2019年6月17日22時55分,四川省宜賓市長寧縣發生6.0級地震,成都高新減災研究所與應急管理部門聯合建設的大陸地震預警網成功預警本次地震,提前10秒向宜賓市預警,提前61秒向成都預警。地震預警更好的保護了人群,那麼重要文物及藝術品的防震工作如何做到未雨綢繆呢?

隨著現代減隔震技術的發展,從上個世紀90年代開始,美國、日本等先後提出將減隔震技術應用於文物的防震保護。1976年唐山大地震以後,國內開始重視對文物的防震保護工作,多家博物館普遍採用了“卡、栓、粘、側支”等傳統手段保護措施。但是,大量震害事實表明傳統的保護措施並不能確保文物在地震中的安全,我國的文物防震問題再次引起了管理階層和研究人員的高度重視。

地震摧枯拉朽,文物珍貴脆弱,如何做好防震?你如何保護藏品?



文物保護如何在天災面前未雨綢繆

我國是一個多地震國家,2008年汶川大地震對文物造成了巨大損害,甚至對陝西的兵馬俑產生了一定影響:一號坑兩件陶俑俑頭偏斜;二號坑展櫃中的中級軍吏俑向右傾斜約5度;三號坑一件陶俑腳踏板、一件陶俑右披膊、一匹馬頭部及下額部有輕度裂縫,一匹馬右前腿從原修復處開裂。如何加文物防震措施,已成為重中之重!文物震害主要集中在哪些方面?現有的防震技術是否有效?能否依靠科技創新讓博物館做到未雨綢繆?

1.建築防震 首要保障

博物館藏文物的防震措施從兩方面入手:一是建築,二是收藏和展示形式。我國的博物館建設必須採取抗震設防或加固措施,達到抗震設防要求。抗震設計按基本烈度7度計算,按8度採取構造措施,能夠達到小震不壞、中震可修、大震不倒的原則。



2.文物脆弱 杜絕隱患

有些文物因本身材質脆弱、結構薄弱或有裂紋。例如,相關研究曾以秦俑複製品進行振動實驗。如果將秦俑腳部固定,在近地震烈度8度時其頭部被折斷拋出。因此,文物與基座、底座(支架)、陳列櫃(或收藏櫃)組合體的抗震性能,是文物防震研究的重點。另外,文物存放環境也要重視。門窗、天花吊頂、照明燈具、說明壁板等物體在地震作用下可能會砸壞陳列櫃或文物。此外,地震所引發的次生災害也會對文物造成損害。

3.隔震措施 方法多種

隔震是“軟功”,採用減震吸震緩衝材料或結構將文物與底座隔開,達到保護文物的目的。日本的一些博物館使用一種具有抗7級地震的粘附力的聚胺酯凝膠片(橡皮),可自由取下和重複使用,常用於粘貼固定瓷器和底座。用尼龍絲線或鋼絲固定也是常見方法。博物館陳列文物隔震臺(免震臺)在日本和美國已經有了開發應用;空氣緩衝器及彈簧隔震臺已被安裝於京都廣隆寺彌勒菩薩半座像下。東京博物館、大阪市立東洋陶瓷美術館、奈良博物館、MOA博物館等已經大面積裝備了滾輪式、彈簧式或軌道式隔震臺裝置。



我國的隔震研究自上世紀80年代以來取得了長足進步。汕頭市博物館新館率先採用了橡膠隔震支座進行了結構隔震處理。上海博物館不久前在玉器館的改造中採用了隔震措施。

貫徹防震對策的理念

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提高防震意識,做好各方面的準備,制訂地震對策方案及危機管理體制,進行有關防震對策教育及防震防災訓練,做到一旦發生地震時不慌不亂,有條不紊,把災害減小到最低程度。

如果博物館在開館時發生地震,應首先考慮入館者的安全,工作人員應在最短時間內疏導觀眾轉移到室外安全場所。文物固然重要,但是人的生命是最優先的。其次是斷電、斷煤氣,防止火災的發生、防止在混亂中有人盜竊文物。再次是在可能的前提下,將文物按貴重程度迅速轉移到安全地方,防止二次災害的發生。



從博物館建築本體採取防震措施

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日本九州國立博物館防震建築圖紙

在建新館時,從設計本身加入防震設計。 在這裡,先介紹一下防震的相關名詞。即耐震、制震、免震。

耐震是指建築物耐得住地震的搖動,不會倒塌。制震是指在建築時使用特殊的建築部件,如液壓、油壓、支架、拉桿、拉簧等等,使其在地震時,將地震的能量吸收,以減輕對建築物的損壞。免震是將建築物與地面分割開,使地震的晃動無法傳到建築物,這樣基本能避免建築物及陳列品的損壞。

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建築本體減震裝置

另外,對於已建成的博物館所採取抗震、耐震措施。例如,日本國內大量現存博物館在當初建設時並未過多考慮防震對策,日本的木結構建築可在基礎部分增設避震器,內壁增加斜向拉桿等措施,而中國基本上是鋼筋水泥建築,所以主要手段應該是加固和增建防震牆和防震柱等。

具體做法是首先應防止建築物的倒塌或局部塌落,請專業人員檢查地基的堅固性,是否有局部的地盤下陷,建築是否有傾斜,牆壁是否有裂縫,天井、壁面是否有剝落的可能等等。具體措施可根據當地的建築條件由專業人員解決。



展廳、展櫃、庫房應採取的防震措施

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雅安博物館元代瓷器在地震中受損(四川省文物局提供)

1.建築物在不倒塌的情況下,我們應該著眼展廳內和庫房的防震措施:

(1)文物的保管、收藏及展示空間儘可能設在博物館的低樓層。

(2)文物的保管、收藏空間儘可能寬敞一些,器物之間要有一定的空間。展示空間也儘可能寬敞些,展櫃與展櫃之間最少應是展櫃高度的1.5倍(阪神大地震,獨立展櫃有的橫向移動了40>60釐米)。

(3)天花板、牆壁及所設置的掛鉤等,在地震時因震動、搖動或共振造成掉落、脫落、剝落的情況有所發生,所以在材料的選擇、施工時要慎重進行。

(4)天花板的照明器具、燈具要選擇結實材質,同時安裝也應非常牢固,以及交換的便利性。

(5)所有的文物、展品不能直接靠在牆邊或放在地板上展示或保管。

(6)展櫃應使用相對厚的玻璃,但絕對不可使用強化玻璃。因強化玻璃有自己破碎的先例。

(7)展廳一定要設置緊急避難用的誘導標誌及照明。包括手電簡要常備;鑰匙要放在固定的地方;警報及緊急時的情報設備要定期檢查,確認是否能使用;定期進行防災避難訓練;地震時有可能發生停電,故防盜系統的警報會失靈,應相應設置其他的防盜或警報措施,防止盜難發生。

(8)空調機、發電機、電梯及其他配管、風道等附屬設備,應儘可能與建築本身分離,以切斷兩者間的振動傳播。

(9)展臺、展櫃自重儘量輕量化,重心儘可能降低,特別是有玻璃的單獨展櫃,如果重心高,而且四腳固定得比較死,那麼就很容易翻倒。

(10)展臺、展櫃在形狀設計上儘可能是安定的形狀,並且結實。在擺放位置上要考慮柱子、梁等之間的距離。同時看頂部是否可以連接,以增強其安全性。

展臺、展櫃作為擺放文物的檯面,應選擇有一定摩擦力的材料製作,以防止文物因地震的搖動而滑落。

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2.在這裡還要補充三點:

其一,裝有玻璃的展櫃,其玻璃與框之間儘可能不要有空隙,空隙大振動幅度就大,玻璃就容易破碎。如有可能,應填充橡膠條。有專家也建議用合成玻璃,就像汽車的風擋玻璃一樣,碎了還連在一起,也不會落下。但其玻璃是有一層或兩層膜的,故多少都會有一點顏色,對觀覽效果會有影響。

其二,可移動的展櫃底部有輪子,但展示時必須要放到剎車的位置,最好能墊固定腳,使展櫃更穩定。日本還有一種墊在展櫃四腳的簡易避震器,在沒有免震櫃和免震臺的情況下,也不失一個防震的好辦法。

其三,展櫃內儘可能不再設展架,即使設展架,也嚴禁使用玻璃板。

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文物保護防震裝置

3.免震展櫃和免震臺

顧名思義,免震展櫃就是可免震的展示櫃。其形狀主要是獨立式方形玻璃展櫃或長方形玻璃展櫃,其下部有免震裝置。而免震臺就是側面看是兩塊平板拼成的一個臺子,而內部有免震裝置。

免震臺或免震櫃又分成二次元免震和三次元免震。 二次元免震就是免震臺上部水平方向可滑動,當地震只是水平方向搖動時,可達到免震效果。免震臺兩塊平板之間裝有萬向滑輪,下面的板固定在展櫃裡,上面的板可隨著地震的晃動前後左右滑動,這樣可以避免擺在板上的文物不致翻倒或滑落。由於下面的板是中間低、四邊高,所以上面的板在滑動到邊緣時,又會滑回中間低的部位,這樣可保持上面的板,包括擺放的文物能回到免震臺的中間位置。

三次元免震裝置即除了可水平滑動外,還在下部裝有可吸收上下震動的避震裝置。

這樣不管是上下震動還是左右晃動,都可吸收很多地震的能量,從而使文物不易翻倒或顛落。奈良國立博物館針對三次元免震臺進行了地震波加振及免震臺動作試驗,震動設定相當於4級地震,結果顯示擺放在免震臺上的高腳杯未造成翻倒及杯中的液體晃出。

文物展示及保管的一般防震手段及技術

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即使在沒有免震裝置或免震臺的條件下,還是有很多手段和技術可以使文物在地震時不受損害。各次大地震的受害情況顯示,文物損害情況最多的不是其自身翻倒、滑落而受到損壞,而是因為其他物品落下,砸到文物而造成的損害。如照明燈具的落下,天花板、說明牌的落下,展廳、展櫃玻璃的破損,文物架的翻倒等等。

另外,個人收藏家也需要注意這些問題。解決了以上問題後,下面就談談關於文物展示及保管的防震手段和技術。有些手段雖然很簡單但非常有效。由於文物種類多種多樣,這裡只能介紹幾種代表性的防震手段。

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1.用絲線拴綁然後固定

這種方式是最常用最傳統的,國內的很多博物館也在使用,由於觀覽效果不太好,所以已經開始用其他方法取而代之,但仍不失為有效的手段之一。具體做法是在陶俑、梅瓶等文物的頸部或腰部繫上白色透明尼龍線(可以用釣魚線,因釣魚線細且結實,不影響觀覽效果),再將絲線拉緊用小釘固定到展臺的四角。

要注意拴綁的地方如頸部是否結實。若用絲線直接拴系文物有可能造成色彩剝落,所以頸部或腰部有彩繪的話,可加上一根小細透明套管,這樣可避免對文物的摩擦。唐三彩或瓷器的話就沒關係了。另外有些不穩定的青銅器也可用此方法。

尼龍線有粗細號數,一般日本的尼龍線的張力限界是號數的2倍,即4號線的承受重量是8公斤。最好使用比承受重量的號數再高一號的尼龍線較為安全。

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美國的博物館使用的是一種新素材的絲線,也就是用超高分子樹脂做成的釣魚線(主要是釣魷魚的),它比一般的尼龍線張力高2.5倍。另外,在拆除絲線時也要小心,以往發生過拆除絲線時文物翻倒的事例。

針對陶俑還有一種簡單易行的防震展示手法。一般陶俑都是中空的,尤其是女俑,可以在展臺中心固定一個適用於陶俑的立柱。這樣既不影響觀覽效果,又十分安全。所以只要是中空的陶俑都可採取此方法。

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陶瓷器類可移動文物通用防震裝置和存儲裝置

2.用支架固定

此種方法也是較常用的,適用於很多文物,國內有些博物館也使用此方法。比如,石佛像、兵馬俑、陶俑等,大的用鐵架子,小的用有機玻璃架子。

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3.固定器物底部

一般的陶瓷杯、碗、瓶、罐至少在足底貼上防滑小墊。貼在足底,不影響觀覽效果,當然,如果是擺放在防滑的展臺上則可以不使用。

另外,日本最近發明了一種透明膠墊,可根據器物的形態選擇且不會粘在文物上。同時,製造公司還可根據瓷器底部的形狀做成窩狀,將瓷器底部臥在窩裡,使之更加安全。因為此方法比較經濟實惠,所以更適合一般個人收藏者使用。

地震摧枯拉朽,文物珍貴脆弱,如何做好防震?你如何保護藏品?

以上簡單介紹了一些博物館展示藏品的基本防震手段,當然,針對每件文物都會有一些特殊的方法或是在一件文物上同時使用兩種方法,大家可以發揮自己的聰明才智,想出更好的展示方法,使展出的文物在突發的災害中能將損壞程度降到最低。


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