建立白蟻危害監測系統,看廣東民間工藝博物館古建築的預防性保護

2021-01-09 弘博網

白蟻危害,一直都是我國木結構古建築保護工作中的一大挑戰。長期以來,在我國溫暖溼潤的南方地區,白蟻危害尤其嚴重,而近年來的全球氣候變暖,導致白蟻危害的邊界不斷北移,開始成為全國性的問題。面對白蟻對木構古建築的侵襲,傳統的探測及滅殺方法效果有限,預防性保護才是解決問題的關鍵。因此,建立有效的白蟻危害監測系統,便成為很多古建築和遺址類博物館蟻害防治的最佳選擇。

廣東民間工藝博物館前院入口處

以廣東地區最負盛名的清代建築、全國重點文物保護單位陳氏書院(陳家祠)為館址的廣東民間工藝博物館,如何對古建築實施科學的保護,是文保工作的重點和難點,而位於溼熱的廣東地區,白蟻危害又是該館亟待解決的一個大問題。為此,廣東民間工藝博物館於2017年引入了白蟻危害監測系統,是國內較早使用白蟻監測系統的博物館之一,使館內古建築的白蟻危害得到有效的控制。那麼廣東民間工藝博物館的白蟻危害監測系統是如何工作的呢?

實時監測,即時處理

弘博網了解到,陳家祠安裝的白蟻危害監測系統現有160套白蟻監測裝置和2個網絡監測站,監測情況可以實時傳輸至網絡平臺,工作人員也可用微信小程序實時查看。

白蟻監測裝置

白蟻監測裝置布置點圖示

其中,白蟻監測裝置以1至3米的間隔,埋在地表,遍布陳家祠內部及周邊綠化區域內。裝置由外殼、監測電子元器件和內芯木材組成。內芯木材是白蟻喜食的松木條,經過14攝氏度的烘乾處理。8根松木餌料中還包括了兩根信息棒,由內部中空、裝滿小玻璃珠的松木條製成。當白蟻被引誘至裝置內啃食餌料時,信息棒很快會被咬穿,其中的小玻璃珠便會滑落,觸發報警信號,由監測電子元器件將信號傳輸至兩臺網絡監測站。作為監測信息集中與傳輸的裝置,網絡監測站可第一時間獲取白蟻入侵的信息,並即時上傳至後臺管理平臺。

廣州陳家祠白蟻實時監測預警系統界面

白蟻實時監測預警系統監測點位置圖,紅點代表有白蟻

當白蟻入侵監測裝置後,觸發監測系統報警,工作人員對裝置內的白蟻活體數量作出判斷,到達一定程度後,便對監測裝置內木條和白蟻實施噴粉操作。這些白蟻會帶著噴粉中的藥物回巢,通過白蟻個體之間的交哺、舐吮、清潔等身體接觸行為,在整個群體中傳播藥效,進而殺滅整個蟻群。由於藥物具有一定的趨避作用,在一次滅殺後,需在原有監測點半徑0.5米的範圍內,重新設置裝置點,替換內芯木材,恢復實時監測。

白蟻實時監測系統拓撲圖

「千裡之堤,潰於蟻穴」。白蟻監測系統原是為堤壩工程防治白蟻而設計,如今,已廣泛運用於博物館和古建築遺址的保護中。較為成熟的白蟻防治手段有歐美國家發明的Sentricon(「心居康」)系統、Exterra系統、Advance系統、Orkin白蟻監控裝置等,以及我國企業研發的網羅牌監測控制系統。這些系統的原理都是通過引誘白蟻進入裝置,對其施加滅殺藥劑並使其傳播至整個蟻群。然而,它們存在一個共同的缺陷,即需要工作人員定期查看每個監測裝置,以確定是否有白蟻侵入,不僅人工成本高,還具有滯後性。而廣東民間工藝博物館正在使用的系統,則克服了這一問題,實現了對蟻害的遠程實時監控,準確率可達到95%。

技術突破,成效顯著

2018年4-6月,第117號監測點及其周邊蟻情的處理,是陳家祠白蟻危害防治工作中極具代表性的事件。4月28日,監測後臺接到警報,工作人員立即到達現場查看,在後花園發現包括第117號監測點在內的三個監測裝置中都發現了白蟻危害。

白蟻監測點異常警報

這三個點的分布構成了一個三角形區域,工作人員判斷蟻巢應該就位於這個三角形的區域內。於是,經驗豐富的老師傅在其中選擇了一個位置,挖掘了一個誘殺坑,放置了大量木條引誘白蟻蛀蝕。1個月過後,果然引來了整窩白蟻,通過現場噴藥處理,成功的將白蟻一舉滅殺。

誘殺坑設置位置圖

誘殺坑白蟻誘殺、滅殺情況圖

在引入白蟻監測系統之前,廣東民間工藝博物館採用的也是人工巡查的方式檢查白蟻危害。然而,白蟻本身活動十分隱蔽,加之陳家祠建築結構複雜,無論是傳統的敲擊建築以辨別空洞的方式,還是使用紅外監測儀,都無法做到準確、全面、安全的監測與治理。在發現白蟻時,建築的木結構很可能已經遭到蛀蝕破壞。或是因為錯誤的判斷,白白耗費大量人力物力登上建築上部查看卻一無所獲。此外,2013至2017年間,陳家祠共發現21次白蟻蟻情,地點遍布樹木、文物建築木構件、老舊木質展櫃和雜物堆放點。然而,自2017年底引入監測系統至今的三年間,陳家祠根據警報信息,已發現並滅殺了30餘次蟻害,而且發現地點從古建築內部向古建築外圍的白蟻監測裝置轉移,白蟻危害被有效地阻截於建築群外圍的綠化區域,未能進入文物建築進行破壞。陳家祠使用的白蟻監測系統除了有效地控制、消滅白蟻危害之外,還為系統開發維護方、使用方和白蟻處置方建立了一個平臺,讓三方可以及時溝通。

白蟻會在地面之下的土地中築巢,或是以樹木、樹葉和菌類為食,或是以木纖維為食,將木材蛀空,對建築的危害極大。同時,白蟻活動極其隱蔽,不易發現,且生存繁衍能力強,傳統的噴灑殺蟲劑的方式無法根除其害,而常規用於現代建築的白蟻防治手段又不完全適用於脆弱的古建築。對此,很多遭受白蟻侵害的古建遺址和博物館都進行過各種嘗試。比如,故宮在2006年和2010年發現了兩次白蟻危害,分別在毓慶宮惇本殿西配殿和保和殿東廡。經過調研和對比,故宮選擇了國產的網羅牌監測控制系統,也取得了很好的效果。但如前所述,這套系統需要大量人力定期巡查,且具有一定的滯後性,對於白蟻多發的嶺南地區而言,其效果有限,難以滿足需求。而陳家祠使用的自動化監測預警控制系統,由於「電磁感應非環路同段技術」的開發,極大地提高了白蟻監測技術的準確率和耐久性,實現了有蟻警報。

2020年白蟻監測防治技術在文物建築保護中的應用研討會參會人員合影

廣東民間工藝博物館使用白蟻監測系統取得成效之後,於今年10月底舉辦了「2020年白蟻監測防治技術在文物建築保護中的應用研討會」,並邀請了包括故宮博物院、浙江省文物考古研究所、南京市博物館總館等全國18家單位的專家領導,就文物建築(博物館)白蟻防治技術的發展、白蟻監測技術在文物建築中的應用和前景等話題進行了研討,分享成功的經驗,為解決古建築蟻害這一全國性的問題提供了範本。事實上,陳家祠使用的這套監測系統現也的確受到了其他博物館的青睞,已服務於全國多個重點文物保護單位。

主動預防,長效保障

引入白蟻監測系統,其實是廣東民間工藝博物館踐行預防性保護的一個方面。「預防性保護」的概念,最早源於1930年在羅馬召開的第一屆藝術品保護科學方法研究國際會議,其在建築保護方面的應用則以上世紀五十年代,義大利、英國等歐洲國家學者的研究為開端,意為「防護、排除各種危險因素、確保各種有利條件等」。經過幾十年的發展和實踐,這一概念如今已在國際文化遺產保護領域受到廣泛的認可。

陳家祠堂連廊灰塑保養維護

在我國,「預防性保護」這一概念由2015版《中國文物古蹟保護準則》(以下簡稱《準則》)最先提出,其後又被各種重要的指導文件採納,如2017年《國家文物事業發展「十三五」規劃》指出,要從單純注重搶救性保護,向搶救性與預防性並重的保護方式轉變,要「推動文物預防性保護常態化、標準化,出臺日常養護、歲修、巡查和檢測工作規範。」2018年《關於實施革命文物保護利用工程(2018-2022年)的意見》、《關於加強文物保護利用改革的若干意見》和2019年《國家文物保護專項資金管理辦法》中,都強調了「預防性保護」的重要性。

陳家祠古建築檢測

那麼到底何為「預防性保護」?《準則》對這一概念進行了定義:預防性保護是指通過防護和加固的技術措施和相應的管理措施減少災害發生的可能、災害對文物古蹟造成損害、以及災後需要採取的修復措施的強度。具體來講,預防性保護應做到,最低限度幹預建築物現狀,避免歷史信息的丟失或篡改,改進技術措施和管理方式,最終減少或避免古建築遭受的威脅與災害。

陳家祠建築三維掃描

廣東民間工藝博物館,則從技術、資金和人才三個方面,對古建築遺蹟的保護進行了整體的規劃與設計(往期報導:專訪 | 從技術、資金、人才三個方面,解決文物建築重修繕、輕保養的問題)。在監測控制技術方面,除了白蟻監測系統,館內還引進了裂縫監測、傾角監測、應力應變監測和振動監測。這些專門系統會將數據傳輸至統一的監控後臺,形成古建築動態安全檢測系統,實現了工作人員對建築安全的實時監控。當監測數據有異常情況出現時,館裡便會邀請專家前來考察論證,給出評估意見和建議,由工作人員在此基礎之上採取措施,及時處理。而監測儀器運維單位也會每月向館內提交報告、年報與應急報告。除此之外,館內還會定期組織人工巡查,為古建築「體檢」。如此,系統監測與人工巡查並駕齊驅,實現了常態化的預防性保護。

整合完成後的監測後臺

從制度和資金方面講,廣東民間工藝博物館將廣東全省推行的文物建築「歲修」制度,與廣州市財政支持的零星維護工程相結合,大修與小補雙管齊下。同時,國家對文保工作愈加重視,建築保護經費機制暢通完善,有多個渠道可申請經費,廣東民間工藝博物館表示,對文物保護的前景態度樂觀。

義大利中央修復研究院院長布蘭迪曾將預防性保護界定為三個層面的內涵:第一層面在於確定藝術品(包括建築)的藝術和歷史的意義與價值;第二層面在於「藝術作品構成材料的保護狀況」;第三層面在於「有益於、不利於或直接危害藝術作品保護的各種環境條件」。而這三個層面的實現,需要文物、歷史和文保科技方面的深入研究。廣東民間工藝博物館為了開展系統研究,實施了一系列針對人才的舉措。比如,館內會定期為文保人員提供有系統性和針對性的培訓機會,也會針對需求制定招聘計劃,吸納不同學科的專業人才,加入到陳家祠建築的保護中來。

和中國科技大學、荊州文保中心合作,對黎族館藏服飾實施修復和研究

結語

陳家祠古建築於廣東民間工藝博物館而言,不僅是館址,更是最重要的藏品,是館藏可移動文物和非物質文化遺產的載體,更蘊含和展示了廣府的特色藝術、歷史及文化。這種兼有可移動文物和不可移動文物的館藏狀況,無疑為其文物保護工作增添了極大難度。然而,從館內白蟻監測系統的應用,可窺見其預防性保護的貫徹實施取得了很好的成績。只有在有效保護的基礎上,陳家祠作為文化遺產的價值才能更加充分的開發與利用。廣東民間工藝博物館的文保舉措,無疑為同類博物館和古建遺址的保護與利用帶去了可供借鑑的成功經驗。

資料來源:

廣東民間工藝博物館

廣州日報全媒體記者卜松竹 王維宣. 陳家祠治白蟻用「北鬥」引得故宮來取經[N]. 大洋網,2020年6月1日.

張國慶. 淺談北方建築白蟻的防治形勢與預防策略[J]. 中國文物科學研究, 2019(12):61-68.

谷岸 等. 以故宮為例談木結構古建築的白蟻防治技術與策略[J]. 故宮博物院院刊, 2014(01): 124-135.

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