古寺院建筑保护技术研究 | 以宁波保国寺为例

古寺院建筑主要分布在亚洲地区，亚洲各国古寺院在建筑风格和构筑形式上各有特点，在保护方面也存在方法和研究侧重点的差异。经过文献研究发现，在古寺院建筑保护方面，日本起步较早，其古寺院建筑保护制度相对完备。同时，中日两国在各领域交流频繁，日本现存的古寺院建筑形式与中国有密切联系，同为砖木结构。研究中日古寺院建筑保护技术的异同，有利于我国古寺院建筑保护发展提升。

1.1日本古寺院建筑保护工作状况

日本的古寺院建筑保护工作历史悠久，其修复开始于日本明治时期，明治之后规模变大，理念和技术逐渐成熟。时至今日，日本在古寺院建筑修复方面形成严密且完善的管理机制。

1.1.1第1阶段：萌芽阶段（18世纪末至19世纪末）

在古寺院建筑修复方面，日本于1888年提出“古社寺”的概念，开始建立古寺院建筑保护的相关管理机制，确定“保持文化遗产、艺术品的原貌”的修复原则，在尊重古建筑原有状态和风格的前提下，对古建筑进行修复保护和研究。

理论上有以下2个方面。

1）修旧如新

即使用新材料依据旧有工艺技术按照原样重建。例如伊势神宫每隔20年在原址或相邻地块建起1座完全相同的建筑，以这种方式保存1200余年。

2）维护旧貌

注重复原古寺院建筑原有结构的完整性。如1949年，日本奈良法隆寺遭受火灾造成金堂下层的大部分木结构烧损。当时日本政府考虑到法隆寺的文化意义很大程度上与初始材料有关，故将烧毁的构件保存下来，维修材料按照建筑材料的不同，利用建筑构件绞合扭紧处理，使旧材料得以重新利用。同时，仍采用石粉及土粉的填充物或米糊辅助增强木材等传统手法。

1.1.2第2阶段：发展阶段（20世纪初至20世纪末）

在古寺院建筑修复方面，日本不仅限于修复工作，还成立专门的事务次官，负责古寺院建筑保护相关工作。将数字化手段用于古寺院建筑保护上，注重对建筑结构功能的保存，并借此技术深入挖掘文化遗产的内在价值。例如虚拟“犬山城”、数字化壁画以及佛雕座像、数字成像及CD-R刻录版藏经古卷，将古寺院建筑通过数字化的方式以三维模型呈现。

维修使用新材料、新工艺，为古寺院建筑保护提供了新技术。在古寺院建筑保护中开始广泛使用合成材料，例如法隆寺的罗汉堂开始使用人工木材，改善了原来木质材料不足的局面。

1.1.3第3阶段：成熟阶段（21世纪至今）

该时期日本的古寺院建筑修复主要通过多学科、跨国界交叉互融模式，建立数据网站，免费提供数据检索，同时与社会合作将这些数字信息用于教育展览，发挥其更大价值。

古寺院建筑技术保护采用X线回折装置、荧光X线分析装置、FT-IR装置、可视化分析装置等信息化手段，建立古寺院微缩模型破坏试验和力学分析数据库，提前对古寺院安全隐患进行修复。

在修复材料方面，将塑料、玻璃纤维、合成橡胶、酚醛环氧树脂等一系列新型建筑材料用于建筑构件的填充、整形。微电子材料、光电子材料、磁性材料、半导体材料等材料也得到应用。

1.2中国古寺院建筑保护工作状况

我国古寺院建筑从实用主义出发，为延续古寺院建筑的使用年限，通过传统建筑修缮技术，进而发展出一套古建筑维修技术和管理制度。

1.2.1第1阶段：萌芽阶段（19世纪中叶至20世纪中叶）

1）政策律法

1930年颁布的《古物保存法》以及1931年颁布的《古物保存法实施细则》建立起我国现代古建筑保护的框架。

2）保护技术

新技术逐渐应用于古寺院建筑保护中，在传统建筑保护的基础上，采用现代核算方法，检验楼板承载能力，进一步完善古寺院建筑保护方案，并提出了安全率的概念。

3）保护材料

采用钢筋水泥等作为修缮材料并施加防腐剂保护材料，隔潮油毡可增加木构件的防水性能。

4）保护理念

这一阶段通过解读古籍、言传身教与实地踏勘、分析相结合的方法，对古建筑进行归纳分析，初步解决了对古建筑保护对象的认知和技术选择问题。

1.2.2第2阶段：发展阶段（20世纪中叶至20世纪70年代末）

现代技术和材料逐步取代传统建筑保护技术和材料，现代化的信息技术手段能更有效解决修复问题。为加强修复效果，化学材料与土木工程结合的方法开始得到应用。

这一阶段，我国古建筑保护的基本法律条文、管理体制、人员培养等奠定了初步基础，诞生了部分新的理念，但由于缺少系统性研究，多学科的保护体系几乎没有发展。

1.2.3第3阶段：蓬勃发展阶段（20世纪70年代末至21世纪初）

由于对外开放，国际上建筑保护的新兴理念与技术大量进入我国，我国的古建筑保护观念和技艺进展迅速，于1986年提出历史文化保护区的概念，并在1997年建立相关制度，成为城市发展规划与古寺院建筑保护的重要内容。

1.2.4第4阶段：提升阶段（21世纪初至今）

这一阶段，我国开始建立古寺院建筑保护研究的共同体并加强对专业人员的培养。随着古寺院建筑保护实力的加强，对于古寺院建筑的研究逐步深入，我国古寺院建筑的保护技术日益受到国际上的重视和肯定。

随着信息技术发展，出现了三维激光扫描技术、近景摄影测量技术、数字拷贝以及4D成像，数字化技术能够让体验者从多个视角来观察古寺院建筑。通过多个领域以及媒体平台的交互手段，并与数字网络媒体联合，研究其数字化评价系统，从而实现更好的保护。

在如今经济文化快速发展的背景下，数字技术的广泛运用对于古寺院建筑保护的发展而言既是机遇也是挑战。传统保护修复技术与现代信息技术方法结合，两者互相补足，对于建立古寺院建筑信息模型数据库以及保护工作的开展具有重要意义。同时，在针对古寺院建筑在内的一系列文化遗产保护方面，数字化已经成为当前东亚各国实施保护工程的主要趋势。

2.1日本案例分析———“唐招提寺”虚拟技术

日本作为世界上较早开展古寺院建筑保护的国家，在古寺院建筑保护方面取得了巨大的成就，走在亚洲乃至世界前列。分析了解日本在古寺院建筑保护方面的理论及做法对我国古寺院建筑的保护、传承和创新具有重要意义。

“唐招提寺”是日本的国宝级寺院建筑，该建筑体的保护依托现代电子信息技术，以现代化的科技手段研究“唐招提寺”建筑内部结构，建立数据库及三维模型。将数据系统与AI智能结合，参观者只要带上相关设备就可以“漫步”在虚拟寺庙中，欣赏盛唐遗风，如同置身于“唐招提寺”中，这一举措促进了人们与古寺院建筑的互动，同时在避免损坏古寺院建筑的基础上实现了文化传播效果的最大化（见图1）。

图 1 唐招提寺鉴真东渡数字版画卷

（图片来源：《东方新报》）

2.2中国案例分析———独乐寺全景交互设计

独乐寺是我国现存最古老的木结构古寺庙建筑，在我国古建筑史上占有重要地位，虽然其在建筑保护方面起步相对较晚，但结合技术发展较快。

独乐寺采用数字化交互设计将古寺院建筑作为研究对象，利用多媒体信息技术对其进行展示，对采集的数据进行分析、衡量并测评，将数据处理与AI智能技术结合，以富有趣味和启发性的方式在人与古建筑间展开一场对话，使用户获得文化、审美体验。

独乐寺的建筑全景式交互设计基于Web前端技术开发，可同时满足在电子移动端操作，使用时只需手指接触设备即可实现画面交互，其便捷性有利于古寺院建筑的展示和传播。

建筑全景式交互设计的意义主要在于将信息转化为“形”的设计和表达，即通过全景直接给用户以美的震撼。这种交互设计为人们了解学习独乐寺的历史、艺术和科学价值提供了全新的体验方式，还能避免损坏建筑（见图2）。

图 2 独乐寺全景交互设计画面

保国寺是“海上丝绸之路”上硕果仅存的早期木构建筑之一，也是我国现存两宋遗构中与《营造法式》最接近的建筑实例，具有很高的历史研究价值（见图3）。

图 3 宁波保国寺平面

3.1宁波保国寺建筑保护技术与不足

3.1.1目前采用的新兴技术

1）木材阻力检测技术

在不破坏木柱结构的前提下，通过对不同木柱进行木材阻力检测，能够科学有效地检测木柱内部的腐朽情况，从而弥补人工检测的不足，为古寺院建筑定期检测以及修复提供科学有效的依据。

2）温湿度监测技术

温湿度监测技术可以对木材的热胀冷缩、冻融和含水率变化等情况进行监测。经监测，12月份湿度最大，最低为80％，而3月份湿度相对较低；冬夏季，因地面温度较低、湿度较高易形成冷凝水，导致木结构受潮腐蚀，易使保国寺建筑木材受损。以上实时数据可传输储存在系统中，在后期研究中作为基础参考信息。

3）电子水准仪沉降检测技术

采用电子水准仪测量大殿的柱根及墙体，得到建筑的沉降数据，对沉降数据进行分析可知，位于保国寺大殿内部东南角的清代立柱沉降量最大，其他点沉降量较小，个别立柱有所抬升。通过沉降技术进行推算，能对报国寺建筑修复起到良好的预测作用。

4）三维坐标倾斜检测技术

每间隔一段时间对宋代立柱的柱根和柱头进行三维坐标测量，从而获取立柱的位移数据，并在此基础上监测倾斜趋势，进而为今后保护方案的确立提供数据参考。

3.1.2保护技术的不足

尽管开展了相关保护实践工作，但对于保国寺大殿这种具有特殊价值的宋代古寺院建筑，必须借助数字化信息技术，按照科学保护的思路，结合技术进行慎重、细致、全面的分析研究，达到标本兼治的效果。

3.2宁波保国寺建筑的未来保护

在加强保护的基础上，借鉴国际上成熟的保护案例及相关技术方法，深入挖掘宁波保国寺建筑的历史文化价值。

1）多元化保护模式对于宁波保国寺建筑的保护应摆脱单纯以保护为主的模式，应依托现代信息技术，使静态保护模式向动态多元化保护模式发展，进一步唤醒保国寺的内在活力。

2）多学科、多平台、多国家合作共赢实现各国建筑保护的多学科、多平台、多国家合作共赢必将是古寺院建筑数字化发展趋势之一，加强合作共赢，通过创新科技，建立起相关数据库，最终实现人类文化的全球共享。

3）实现古寺院建筑可持续发展数字技术不仅能将古寺院建筑的原生态和本真性最大程度保留，也能为古寺院建筑的传播和创新发展提供平台，充分发挥古寺院建筑的历史价值和社会功能，最终实现可持续发展。

4）与周围环境共融发展对古寺院周边的建筑环境及历史地层做一些考古探寻，深度挖掘古寺院的历史文化价值。对古寺院建筑文化元素进行陈列展示，通过建筑交互体验的方式，增强社会对古寺院建筑的保护意识，与民众共享保护成果。

在古寺院建筑的内涵和外延日益多样化的今天，保护技术理念和技术创新是需要专门研究的课题。本文对古寺院建筑保护技术的发展历程进行概括总结，并对国内外古寺院建筑数字化保护优秀案例进行分析，发现数字化新兴技术在保护原有建筑的基础上，打破了传统古寺院建筑的体验模式，为人们了解和学习古寺院建筑提供全新的交互学习模式，将保护与经济发展相结合，最终实现古寺院建筑的可持续发展。