莫高窟洞窟壁画保护微环境研究—王江丽.pdfVIP

2014·建筑热工与节能 莫高窟洞窟壁画保护微环境研究 1 ，2 1 3 3 ，4 3 1 1 王江丽 ，闫增峰 ，王旭东 ， 张正模 ，薛平 ，许江涛 ，徐 （1.西安建筑科技大学，西安 710055；2.河南科技大学，洛阳 471003；3.敦煌研究院，敦煌 736200；4.兰州大学，兰 730000） 摘 要： 敦煌石窟壁画得益于当地干旱少雨沙漠化气候，保存上千年，成为举世闻名的文化遗产。然而， 近年来夏季出现强降雨天气，打破洞窟壁画保存的较稳定物理环境，对洞窟文物构成极大威胁。本文从外部 湿源和内部湿源两方面分析引起莫高窟内空气相对湿度增加的原因，设计莫高窟洞窟环境调控设备系统，防 止湿气侵入，维持洞窟热湿平衡及岩体水盐平衡，对莫高窟文物起到应急保护效果。 关键词：莫高窟；热湿平衡；水盐平衡；环境调控设备系统 1 敦煌莫高窟保护面临新的问题 1.1 敦煌莫高窟的地理环境及气候环境 莫高窟位于鸣沙山东麓，东南邻三危山，北边隔 14km 的戈壁滩，与敦煌绿洲相望。窟前沟谷有发 源于祁连山北部的常年性溪流, 即大泉河，平均流量约 120L/s。大泉河流在莫高窟区段因引灌和自然渗入 地下而断流，自窟区向北流出地面。大泉河的河道与敦千路 （由敦煌火车站通往莫高窟景区的唯一一条 公路）并行且自敦煌景区向北穿越戈壁滩。一年中大部分时间，大泉河流量较小，河道呈干涸状态。莫 高窟区气候环境为内陆极干旱沙漠型气候, 多年平均降水量仅 23.3mm, 平均蒸发量 3479mm，年蒸发量 是降雨量的 100 多倍。空气相对湿度年平均为 32.2%, 干燥指数为 32 。 莫高窟处于戈壁和砂石山环抱的环境中，植被稀少，空气相对湿度常年较低，是莫高窟壁画能保存 上千年的重要原因。 1.2 敦煌莫高窟的气候环境现状 近年来敦煌的天气有所变化，出现短期内强降雨现象。例如 2011 年 6 月 15 日至16 日历经了百年 罕见的持续强降雨，降雨量达到 40mm ，暴雨引发山洪，大泉河水暴涨，致使多处防洪堤坝决堤，冲毁了 敦千路约 4 公里路基。截至 2012 年 8 月的一年期间，莫高窟所在区域又出现了多次集中强降雨。 2 洞窟内的温湿度变化 窟区气候环境变化，将改变洞窟内微环境变化，壁画、雕塑等文物得以保存千年的稳定环境将被打 破。 [1] 张艳杰 2010 年对第 87 窟环境参数进行监测，发现相比于窟外环境的剧烈变化，莫高窟窟内的环境 基金资助 ：国家基金面上项目 《多场耦合条件下的莫高窟洞窟热湿环境调控理论与技术研究》 ；国家文物局 《基于物联网的洞窟微环境智能分隔控制系统应用研究与示范》。 作者简介：王江丽 （1978-），女，河南荥阳人，讲师，在读博士研究生。email:wjl_hkd@126.com 1 2014·建筑热工与节能 变化较为平稳；窟内外相对湿度在降雨前几乎同时升高，但降雨后，窟外相对湿度回复至正常水平较窟 [2] 内之后，即窟内先恢复到正常水平，一段时间后窟外恢复至正常水平。张正模等人 2012 年 7 月 15、16 日对降雨前后莫高窟窟区、第 85 窟窟内环境参数进行对比分析，得出降雨后，洞窟内空气相对湿度与窟 区相对湿度升高的时间具有滞后性的结论。研究