千年的時光,凝聚于一件件靜默的文物之中。然而不期而至的地震,如同懸頂之劍,隨時可能讓這些脆弱的文明印記破碎于頃刻之間。當大地震顫,博物館中那些不可再生的無價珍品,該如何抵御地震的襲擊?
一
地震面前,文物的三重困境
當大地開始震顫,文物面臨的威脅往往來自三個方面:
首先是其容身之所——博物館建筑本身的抗震能力,直接決定了文物的存亡。1999年臺灣集集地震中,位于臺灣南投縣的林淵美術(shù)館因結(jié)構(gòu)損毀,館藏幾近全毀;2008年汶川地震時,北川羌族博物館庫房整體坍塌,805件紅軍文物、羌族民族民俗等文物全部被埋于廢墟下。
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圖:震不垮的平武縣報恩寺在汶川地震中沒挺住
其次是文物自身的脆弱性。有些文物,如陶器、泥塑、懸掛的書畫等本身材質(zhì)脆弱,歷史留下的細微裂痕更使其在劇烈振動中不堪重負。而不當?shù)谋Wo措施也可能帶來傷害——實驗表明,將秦俑復制品腳部固定在振動臺上,模擬強震,復制品頭部竟被斷裂拋飛。
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圖:秦始皇陵兵馬俑坑
最后是整個展陳系統(tǒng)的連鎖反應。文物與展柜、底座、支架共同構(gòu)成一個動態(tài)系統(tǒng)。一旦地震來襲,系統(tǒng)中任何一環(huán)失效,都可能引發(fā)災難性的連鎖反應。在日本阪神淡路大地震時,神戶市博物館沒有固定在地板和墻上的展柜全部發(fā)生倒伏。另外,掛鉤在劇烈搖晃中脫鉤、變形、甚至吊繩斷裂導致文物墜落。而陳列柜玻璃在震中可能震裂,碎片會對柜內(nèi)珍貴書畫、紡織品等文物造成難以修復的劃痕。當然,還有非建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損毀墜落,在文物震災中也占有不小的比例。
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圖:喇家遺址文物因積石山地震破損
二
剛?cè)岵奈锏碾p重守護
面對地震威脅,現(xiàn)代博物館發(fā)展出兩種互補的保護思路:一是通過加固讓文物“站穩(wěn)腳跟”,二是運用隔震技術(shù)“以柔克剛“,化解力量。
01.傳統(tǒng)”抗“震措施
降低重心:原理很簡單——重心越低越穩(wěn)。對于擺放在陳列柜底座上的文物,可在器物內(nèi)部放置計算好重量的鉛粒或沙袋;對于帶基座的陳列系統(tǒng),則通過增加基座重量或擴大基座底面積的方法來降低重心。
固定裝置:采用粘、吸、捆、卡、支等方法,盡可能使文物固定在基礎面上,或增加接觸面的摩擦力,以”硬抗“的方式來抵御地震的強烈振動。如用特制尼龍線、套有護套的鋼絲將文物與底座“捆扎”在一起。日本博物館使用的聚氨酯凝膠片,它像一塊超黏的“橡皮”,能把瓷器等文物穩(wěn)穩(wěn)粘在臺面上,并可自由取下和重復使用。
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圖:用尼龍線作固定的文物
減震隔離:用減震吸震的材料,為文物在振動中增設緩沖。常見做法有:在文物與底座之間墊以適當厚度的彈性橡膠等緩沖材料,或為庫房文物量身定制柔軟的囊匣等,都能像氣墊一樣吸收震動,減輕直接沖擊。
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圖:文物囊匣
02.現(xiàn)代隔震技術(shù)
如果說“硬抗”是扎穩(wěn)馬步,那么“隔震”則更像是太極推手——不直接對抗,而是在震動與文物之間設置一道柔性隔離層,當?shù)卣鸩▊鱽頃r,這個中間層會率先發(fā)生變形或位移,從而吸收、消耗掉大部分能量,最終傳遞到文物上的能量就被大幅削弱了。
建筑整體隔震:這是最大尺度的隔震,在博物館建筑底部與地基之間安裝一層特殊的隔震支座(通常是橡膠與鋼板夾層)。地震時,地面劇烈晃動,而建筑主體通過這層“軟墊”的柔性變形,耗散了地震能量,從而避免了硬碰硬的劇烈搖晃。最常見的是疊層橡膠隔震支座(內(nèi)部有時還會加入鉛芯以增加阻尼)。它豎向堅硬,足以穩(wěn)穩(wěn)托起建筑;水平方向卻足夠柔韌,能化解地震沖擊。
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圖,橡膠隔震支座
北京大運河博物館就在其建筑下方設置了242個這樣的橙色隔震支座,整座建筑如同立于“安全氣囊”之上,提升藏品、人員、場館建筑的安全性。
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圖:北京大運河博物館的隔震支座
浮放物隔震:對于已建成的老館或需特別保護的鎮(zhèn)館之寶,可以在展柜層級實施隔震。其原理是讓展柜置于一個可智能控制的移動平臺上。地震來襲時,傳感器觸發(fā)平臺向反方向或特定軌跡運動,主動抵消地震波。成都博物館在“花重錦官城”展廳,就為獨立柜配備了基于高鐵阻尼技術(shù)的智能滑移系統(tǒng)。
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圖:成都博物館展廳(臺柜)防震
三
未來:科技與政策共筑防線
近年來,國家層面不斷強化文物防震減災體系:中國地震局與國家文物局已聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加強文物防震減災工作的通知》,圍繞文物震災風險評估、抗震加固、減隔震等關(guān)鍵技術(shù)聯(lián)合組織科技攻關(guān)。地震預警技術(shù)利用地震波與電磁波傳播速度的時間差,在強震抵達前數(shù)秒至數(shù)十秒前發(fā)出警報,為博物館啟動應急措施爭取寶貴時間。智能監(jiān)測系統(tǒng)通過傳感器實時監(jiān)控文物震動、傾斜、溫濕度變化,實現(xiàn)風險預警與動態(tài)防護。
文物防震,是我們對文明傳承的鄭重承諾。以科學之力,守護那些穿越千年的“時間見證者”,也是留給未來最堅實的文化底氣。
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參考文獻:
1、博物館文物的防震保護研究——傳統(tǒng)抗震措施與現(xiàn)代隔震技術(shù)(作者 吳來明);
2、科技賦能讓博物館文物在地震來襲時“金身不倒”(來源:人民網(wǎng));
3、成都博物館新館防震陳列設計淺析。
文稿 編輯 | 熊丹
一審 | 盛馨逸
二審 | 簡益波
終審 | 劉小龍
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