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文化資產保存環境學

by admin

文物的保存,除了文物本身內在材質的物理特性和限制之外,受很多外在因素的影響,諸如溫度、溼度、光照、空氣污染、生物、撞擊和震動、火災、地震、氣象災害、失竊、人為破壞等等。

『目前,世界上的保存觀念,都圍繞著營造一個文物不加修補的保存環境,當文物不經修補就無法保存時則為之。這種修補也是以所謂的當前現狀維修為主,像是在美國文物保護協會(American Institute for Conservation of Historical and Artistic Works, AIC) 所提出的倫理原則使用的是 “treatment”(處置)一詞,而非含括了復原意義的“restoration”。但是,思考方式因國而異,似乎許多歐洲國家仍使用“restoration”這個詞。』*

意思是對於文物,以保持它原有的樣子為優先。所以,怎麼營造一個文物自然可以長時間保存而不會劣化,這些預防措施就很重要了。

(按:據我的理解,北京故宮有文物修復的師傅,他們的理念就是把文物修復,令其看起來像原本的樣子。台灣故宮,則比較偏向於保守的做法,以保持文物現狀為原則。)

溫度(temperature)

化學反應,會受到溫度的催化,隨著溫度昇高,文物的劣化會很快,所以文物以較低的溫度保存為宜。

但有些材質,譬如錫,本來延展性很好,但是在低於18度C以下就會開始劣化,到了-48度C就可能變成粉末了。

(拿破崙軍隊的紐扣就是錫製的,在冰天雪地碎裂,法軍在冬天衣不蔽體,據說這是法軍敗北的重大因素。)

溼度(humidity)

水會促進氧化及水解作用,因此原則上溼度愈高,文物劣化速度會愈快。

而且潮溼的環境,容易滋生鰴菌、昆蟲等等,會危害文物。60%RH (相對溼度)之下不會長黴菌,但是如果文物富有營養,70%RH的環境下3個月就會長出黴菌呢!

但是,並不是愈乾燥愈好。譬如,紙張性的文物,在太乾燥的環境會變脆而乾裂,依照經驗保持在55-65%RH的環境中最好。

不同材料的保存溫溼度的條件:

溫度

膠卷(聚脂類)的長期保存,黑白膠卷:21度C;彩色膠卷:2度C。

溼度

1. 剛出土的文物:100%RH。

2. 紙、木頭、染織品、漆:55-65%RH。

3. 象牙、皮革、羊皮紙、自然史相關文物:50-65%RH。

4. 油畫:50-55%RH。

5. 化石:45-55%RH。

6. 金屬、石質文物和陶器(含鹽者須先脫鹽):45%RH以下。

7. 彩色膠卷(聚脂類,但決定於溫度):30%RH以下。

文物為了送展,在運送過程中因為溫度和溼度的變化,可能會對文物產生收縮或膨脹的壓力。最好的策略是在保包裝上儘量做到隔熱,而且文物周圍的空間儘可能縮小,有高度密閉性。至於置入溼度調節器,則只是考慮到外部空氣可能會進入的預防性措施而已。

光照(light)

光會造成文物劣化。但是在文物實體做展示的時候,人要能看到就必須用光線去照它,所以文物一旦展示,就會開始產生光所引發的劣化。

這也是為什麼,對光比較敏感的材質,如紙和織品,往往要久久才拿出來展覽,而且展期都有限。

在光線中,紫外線的波長較短、能量較大,容易造成文物褪色,這要排除。

紅外線會使文物表面溫度升高,加快文物劣化速度,這也要排除。

照度愈低愈好,這也是為什麼博物館的展覽室一般都比較昏暗的原因。

空氣污染(air pollution)

在日本,針對大氣污染,曾經對來自火山的硫氧化物對銀器的影響,以及對銀器的氯化作用進行過研究。而灰泥牆的硫酸鹽化也是一個污染源。

至於室內空氣的標準,制定為:

二氧化碳(1000ppm以下)、一氧化碳(10pm以下)、懸浮微粒(0.15mg/m^3以下)、溫度(17-28度C)、相對溼度(40-70%)、氣流(0.5m/s[秒]以下、甲醛(0.1mg/m^3以下)

酸性物質、氮氧化物、硫氧化物、硫酸鹽、硫化氫:

『所有酸性污染物都會導致金屬生鏽,氮氧化物對纖維素尤其具高度反應,對紙、木材等纖維素的文化財影響甚巨,亦會導致偶氮染料分解;硫氧化物的影響則如敦煌壁畫中的案例,包括紅色顏料之一的鉛丹變黑,以及僅出現於建築物灰泥牆表面硫酸鹽變質之案例;另火山氣體中硫化氫的硫與銀、鉛迅速反應,使銀質餐具變黑,並可能導致含銀或鉛的硬幣造成「裂紋」等損壞情形。』*

甲酸、乙酸、氨:

『引起關注的室內污染物有機酸,如甲酸、乙酸等,大量來自木材,尤其是膠合板。乙酸與鉛發生劇烈反應後會造成工藝品生鏽、軸承破裂、鉛丹變色等損壞。眾所周知,鹼性物質會導致油畫褐變。,其中氨與銅反應轉化為水溶性銅氨錯合物,而氨溶於水易被文化財吸附,特別在發生源附近濃度較高。』*

臭氧、醛類、氯化物:

『臭氧等其他高氧化性化學物質,會將有機文化財轉化為氧化物而產生脆化與變質,但這些來源大部分來自靠近照明設備、暖氣設備等,因此須多加注意。另如還原性物質醛類,會加速染料的褪色;氯化物則是導致銅器病的物質,靠近大海的典藏設施必須留意。』*

因此要避免使用塗料、膠合板和黏合劑。

另外,粉麈和水會誘發(真菌)孢子發芽,要避免。

木材會持續散發乙酸,因為在典藏櫃要特別限制木材所露出來的面積。如果需要,則可用厚聚乙烯(最有效的是由聚乙烯、鋁膜和聚對苯二甲酸乙二脂[PET]組成的三層結構)把木材密封住。

生物(pest)

現代文物保存的生物防制觀念,以預防為主,並減少對化學藥劑的依賴。最根本的做法,主要是衞生管理(sanitation)。

譬如對預防黴菌等微生物繁殖,就必須維持環境在60%RH以下。

避免露結,物品不可直接放在地面,不在外牆內側堆放東西,要保持空氣流通。

孔洞裝小於5-6mm的金屬網,防止老鼠入侵。

撞擊和震動

裝運箱內使用防撞擊的材料(cushion)。

防止運輸過程的震動,除了包裝方式,也可選擇震動較少的運輸工具。

火災

防火重於滅火。

使用不易燃的建材;建築設計分區防火,讓火災不漫延;火災即早偵測並迅速加以撲滅。

地震

文物不管是庫藏或展示,都要好好固定,這可以有效減少地震所造成的損失。

另外,建物當然要有防震的設計。只是防震除了剛性設計,也會像摩天大樓一樣做柔性的設計,也就是在地震來的時候,並不是減少地震造成的搖晃,而是使搖晃周期變長,但這就造成建築物在較長的周期偏往向單一方向作用的現象,展間中的文物反而變得容易傾倒,所以這當中必須有個折衷的考量。

文物的防震,鎌倉大佛在修復時增加的防震設計,十分令人矚目。

工程是先將120噸重的大佛撐起來,『……在既有的混凝土臺座上再澆灌30cm 厚的鋼筋混凝土板,它的上面再用花崗岩(御影石)貼成棋盤格狀,大佛的下面安裝配合大佛主體的厚度3.2cm 不鏽鋼板,當地震來的時候將在這片不鏽鋼板跟花崗岩之間滑動的設計。因為某時機就簡單地滑動是很危險的,所以要在花崗岩的表面上下點功夫,使其表面某程度粗糙化而不易滑動等等。』*

用尼龍線、鐵絲、圖釘等來固定文物展品往往不能抵過強震,有展館就發現熱融膠可以很有效固定青銅像。惟熱融膠不容易清除,甚至損毀文物的表面,也不是理想的方法。

氣象災害

氣候變遷異常,藏館可以淹水。除了應急措施,藏館在設計上應該避免低窪地區,而且藏品文物也要避免放在地下室。屋頂排水的順暢,以及防水工程,也都要確實做好。

接下來就是防止失竊以及人為破壞的各種措施和方法,因為非文物專有,在此先略過。

最後最重要的是回到文物(文化財)保護的初衷。

『文化財在保存修復上最重要的事情,是須儘量不使文化財的價值受損。為此,《威尼斯憲章》在修復上強調科學的嚴謹性,尊重原創的材料、修復部位的區別、添加物限制、禁止根據推測的修復等,迄今也闡述著保存修復人員應遵守的重要思考模式。然而此憲章是為顧全建築物及遺跡等不動產文化財的維護來制定的內容,而美術工藝品及考古文物等的博物館相關人員之職業倫理,……各國或團體開始紛紛制定倫理規程。……』*

歐洲的保存修復倫理規程,強調的是要嚴守真實性(authenticity)及完整性(integrity)。而且要求修復的材料要採用可逆性(reversible)的材料,在未來修復時可以被移除,是比較保守的做法。

*:三浦定俊、佐野千繪、木川理花,《文化資產保存環境學》,唐采之、魏佩雯 譯,文化部文化資產局,2023年12月

2024/6/29 文化資產保存環境學 Damakey

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