历史文化遗产

是闪耀在中华五千多年文明史上的

独特精神标识

见证了中华文明

从起源、形成到发展的历史脉络

岁月漫漫、历经沧桑

如何更好地保护历史遗产，抵御岁月侵蚀？

北工大建筑与城市规划学院钱威团队

用实际行动回答了这个问题

为长城、木建筑、彩画等文物的修复

提供了更多可能

跟随工小V一起

深入了解一下吧~

“文物修复既要有科学态度，

也要有人文理念。

正如人生病了需要先诊断、后治疗，

文物在修复之前也必须经过‘望闻问切’。”

钱威介绍

文化遗产是人类文明历史印迹的直接物证

保护修复文物古迹

就是努力减少这些历史印记中

由于岁月或人为造成的磨损蜕化

或使其在某种程度上得以恢复

钱威团队在古建筑保护修缮研究中

始终坚持“最小干预原则”

使历史文物

恢复健康、延长寿命

无损“诊断”，给长城做“CT”

在北京市密云区西田各庄镇的田野边

有一个宽敞的大院子——

北京木结构古建筑保护科研与实验基地

这里藏着不少“文物”宝贝

不仅有各种古色古香的亭台楼阁、雕梁画柱

甚至还有一段“长城”砖墙

城墙高约3米、长度约5米

墙面略有些斑驳

一些地方还有浅浅的白色粉笔标记

北工大科研团队就是利用这堵城墙

开展了长城无损检测实验

即便砖石垒就

长城也会“生病”

“比如山体的自然沉降、风霜雨水的侵袭、

温湿度的变化、植被根系生长、

白蚁蛀虫啃噬等，都可能造成长城的损伤，

造成空鼓、塌陷等病害。”

钱威讲道

通常情况下

城墙大规模的变形及局部形状变化

都有可行的办法发现和判断

但如果病害“深藏不露”

很难从外表判断

若能提前定位并识别出来

进行预防性保护

就能避免长城受到更严重的损害

这就需要给长城做一个“CT”检查

“给长城做‘CT’，其实用的就是现代建筑业中

经常会使用到的探地雷达设备。”钱威解释

该设备能够利用高频电磁波的反射

探测建筑的内部情况

“有了探地雷达的辅助，

可以识别长城病害的范围和类型，

为后续的保护和修缮工作提供数据参考，

做到‘对症下药’。”

探索这项技术在长城上的深度应用

是钱威团队深耕的课题

“微创”手术，为古建筑“强筋健骨”

实验基地中

还矗立着不少木建筑

北工大科研团队在这里

进行着另一项实验——

利用碳纤维对古建筑进行加固

说起碳纤维

很多人并不陌生

这是一种力学性能非常优异的新材料

它的比重不到钢的1/4

但抗拉强度却是钢的7至9倍

被广泛应用于汽车、建筑及航空等许多领域

木结构古建筑

往往在细微之处蕴含着

珍贵的信息与寓意

因此修复有必要保留住建筑本身的细节

既要保证加固效果

又要兼顾细节与美观

相比于传统铁箍加固的方式

轻便结实价廉的碳纤维布效果更佳

但使用这一方法的弊端也很明显

“使用时需要像包扎伤口一样包很多圈，

影响建筑物美观，

还会遮挡住建筑本身的模样。”钱威说

因此研究人员进行了一次大胆尝试——

给木构件做“手术”

以“微创”的形式向内部植入碳纤维板

科研团队在基地内搭建了一处

清代官式建筑足尺模型

先在它的大梁底部开一个小小的槽

注入胶

再向内植入碳纤维板

以性状相近的木条嵌入封口

经过这次“微创”手术

大梁内部有了一根非常结实的“筋”

从外观基本看不出差别

力学性能却有了很大的改变

“我们在屋面上摊放了近十吨沙袋，

进行承重测试，古建筑的承重没有问题。”钱威说

智能监测，贴心守护古建筑安全

木梁“术后”性能如何？

科研团队在经过“手术”的

清代建筑模型的木梁之上

布置了许许多多传感器连接到一起

组成了一个智能监测系统

可以实时采集修复后建筑的各项数据

智能监测系统

不仅在木梁的承重实验中

发挥了重要的作用

后续也能对古建筑微小的结构变化

进行实时观察和数据采集分析

“在我们的课题研究中，

数字化技术支撑是非常重要的。

这些传感器能够直观地告诉我们

不同位置受力和形变的情况，

从而判断古建安全的警戒值。”

仿真复原，让彩画惊艳“重生”

斗拱屋檐、鸽哨悠远

在北京东二环的胡同里

隐藏着一座距今近六百年的古刹——

北京智化寺

在这里

钱威、张昕团队与合作团队

全新探索了

智化寺明代建筑彩画遗产的

保护、修复、展示与研究

进行信息采集与仿真复原研究

分析了智化寺八处彩画的工艺特征

为官式彩画研究体系的完善

宋、明、清彩画工艺对比研究平台的建立

以及彩画保护体系的科学化发展奠定了基础

这次修复

是国内首次在明代彩画中发现截金工艺

并成功进行复原

也是国内首次发现明代彩画绿色颜料中

氯铜矿的使用及其以槐花调和白矾罩染的做法

并进行复原

多样化的彩画施工方法

也在复原实验中得到充分体现

“我们通过运用现代检测方式的交叉对比，

分析获得智化寺彩画颜料、色彩、胶料、

沥粉、地仗成分等量化数据。

按照‘原形制、原材料、原工艺’的原则，

参考彩画颜料层叠压关系，

尝试恢复截金工艺，

再由彩画匠师绘制彩画仿真复原作品，

展示出智化寺明代彩画的风采。”

钱威介绍

文物修缮重在

科学修复、专业操作

十余年来，钱威团队

与石灰、风吹、日晒为伴

用现代科技守护古老文明

在寂寂的高处

修复出令人仰望的风景

“不专业的修修补补有时会带来

比自然损坏更为严重的损坏，

甚至是不可逆转的破坏。

因此从问题筛查到整体修复都要做到精细控制，

这需要长久的学习、积累和领悟。

只有科学修复、专业操作，

才算是真正对文物负起责任。”

钱威感慨

文化遗产的保护研究是

跨学科多专业合作的科学研究

技术手段多样化

需要建筑、土木、环境、历史、计算机等

多学科共同合作

历经十余年探索，北工大科研团队

在遗产数字化、无损检测监测、

隐蔽式加固方面均有建树

文物修复之路依然任重而道远

钱威说：“接下来，团队一方面需要

不断测试在不同应用条件下

修复技术的精度和持久度，

另一方面要科学有效地运用、分析和串联等

各种技术手段，使修复更加系统化，

从而更高效地服务于文化遗产保护修缮工程。”