彩画保护技术及传统工艺的研究

      油饰彩画，作为中国古代建筑所特有的表面装饰工艺之一，具有装饰建筑、保护木材、展示建筑物等级和功能以及美化建筑环境等功能。不同地域和不同时代的古建油饰彩画，是古代绘画工艺、材料的实物证据，也反映出了古代艺术成就、审美取向和工艺水平，具有很高的历史、艺术、科学和社会价值。

     然而油饰彩画受制作材料、工艺和所处环境等因素的影响，易于破损或老化，传统的保护做法一是在消失殆尽的部位按规制或根据需要设计重画，二是将破损或老化的彩画铲掉，按原样重画，三是在原来地仗基础上进行重描。随着科学保护修复观念的流行，近年来还有一种原真保护修复的做法。

      一方面，“传统的重画(包括重描)”，由于“工艺退化、材料劣化”，使得现代制作的彩画质量明显下降，急需开展传统工艺科学化研究，在揭示其科学内涵的同时，来规范油饰彩画传统工艺、材质与质量；另一方面，彩画的重画(包括重描)，不适合于所有古代建筑彩画的保护修复，随着典型性、代表性古代建筑彩画“原真性保护修复”重要性的日益突出，急需开展油饰彩画的原真保护技术材料、方法研究。

都城隍庙清雍正十三年原始旋子彩画

承恩寺山门明正德年间前后

“古建油饰彩画保护技术及传统工艺科学化”课题的主要任务分为以下三个方面的内容：

(1)针对古代建筑传统工艺传承问题，开展古代建筑油饰彩画的成分、配比和工艺过程，以及传统材料/工艺的改性与提升研究，使传统技术更加科学化；

(2)伴随着古代建筑的周期性维修，代表性、典型性古建彩画的留存可能越来越少。在古建筑比较集中的省区，通过大量的古建彩画保存现状调查，了解目前留存彩画的保存状况、纹饰图案、材料工艺方法，并以数据库的形式归纳、整理、记录，为今后进行相关研究和保护修复工作提供档案资料和参考依据；

(3)在调查研究目前开展的古建油饰彩画原真保护修复案例的基础上，开展系统、规范的保护修复技术研究：包括病害调查、风化原因研究、古代制作工艺及材质分析、保护材料与技术、保护修复效果评估等，总结、规范古建彩画的原位保护技术。

传统工艺调查

      记载古建油饰彩画传统工艺和做法的古代文献很多，著名的有宋代的《古建筑营造法式》、清代的 《工程工部做法》等，现代也有大量的对传统工艺、 技法和材料的总结和整理的专著、论文。另外，由于彩画历史上一直需要进行周期性维修，各地都有一定的彩画匠人传承了古代工艺技术。在对古代建筑彩画制作的文献、资料和典型地区大量古建彩画专家、民间匠人走访的基础上，记录、整理了主要地区的古建油饰彩画传统工艺。

典型地区古建油饰彩画及传统工艺调查技术路线

传统工艺的科学化研究

      通过大量的实验室模拟研究，系统地进行了古建油饰彩画制作工艺中有关物料的基本特 性、相互作用研究，包括桐油炼制中土籽与樟丹的作用、石灰水在猪血处理中的作用、纤维在地仗中的作用、砖粉和面粉在地仗中的作用、颜料与胶料的相互作用等。还利用比较法，对比性测试设定研究对象存在与否时的相关性能， 从而发现设定对象在地仗中所起的作用，了解了油饰彩画及地仗中各物料的作用以及对地仗性能的影响。在微观结构特性和基于性能与微观结构关联性研究的基础上，了解彩画各类材料的成分、配比及工艺步骤的科学意义，揭示了传统工艺的科学内涵和指标要求，对材料、配比及工序的技术要求等进行了试验、总结，使之转化为可定量操作和可规范性实现的技术过程，规范古法重绘。

熬炼灰油中相关物料相互作用研究

油满调制过程中的相关物料相互作用研究

桐油+石灰水

桐油+面粉

桐油+面粉+石灰水(偏光)

灰料调制中的相关物料相互作用研究

血料凝胶电镜观察：

猪血凝胶

猪血凝胶

猪血凝胶冷冻干燥

地杖表面与颜料层的相互作用：

钻生油后表面

钻生油打磨后表面

防火腻子形成的多层锅型膨胀层

防火腻子结构层示意

传统工艺的改性与提升研究

      在科学化研究的基础上，继承和发扬传统工艺的合理部分，并结合现代新材料、新技术、新工艺来对一些传统的做法进行改性和提升研究，如水溶性胶料替代胶矾水，传统腻子的防火改性等，在科学传承、尊重传统技术的同时，提高彩画制作的水平和质量。

(1)传统古建彩画腻子的防火防腐改造

      以木构架为主要结构形式的古建筑，材质绝大多数采用松、柏、杉、楠等木材，其耐火等级低(绝大多数为3、4级)。传统腻子也容易燃烧。作为其主要成分的猪血、桐油等不但易燃，而且能放出难闻的气体，古建筑存在火灾的隐患。我们研制了一种遇到火源能产生独特的多层锅形强力膨胀的无机材料组合，将其涂在古建筑木构件上，再在其上涂布传统的猪血桐油砖灰腻子，不影响麻灰等多道工序，而且二者粘结牢固，能保持古建彩画传统艺术韵味，并且具有耐水、抗干裂等功能。特别是遇到火源时能产生多层锅形强力膨胀层，隔离火源对木材的直接毁坏。

(2)传统胶料的改性研究

      彩画的传统胶料耐久性不是很理想，尤其对水和紫外线的耐久性较差，在传统胶料的改性及替代胶料研究上，经过大量试验，初步筛选出3种可以替代传统骨胶的、稳定耐久的、抗腐蚀环保型的粘合材料。对常用彩绘颜料进行的调和试验，表现出了优于传统胶料的附着力与抗水性能，其色相与传统彩画骨胶调制的颜色接近。尤其是对易脱胶、粉化的群青等颜料固化效果良好，克服了传统骨胶的弱点。

传统胶料与水溶胶效果对比

典型地区留存的部分古建彩画现状

典型地区古建彩画保存状况及传统工艺、材料和纹饰图案调查

      据调查统计，我国现遗存有各类古代建筑及历史纪念建筑物多达8万处以上，在至今已公布的共六批2351处全国重点文物保护单位中，古代建筑就有1083处，占到总数的46%。绝大多数古代建筑都有油饰彩画，而且种类繁多、形式风格多样，但却大都存在一定程度的风化问题，保护修复任务艰巨，责任重大。

      为了解目前古建彩画的历史留存、规制等级、工艺材料及纹饰图案等信息，以及存在的主要病害问题及影响因素，分别在古建筑保存较多的北京、山西、陕西、江浙及安徽地区，开展了典型性、代表性古建彩画的调查工作，采取以实地现场调查为主，旁证调查为辅的方法。对150多处有一定价值彩画留存的古代建筑进行了普查走访，详细调查了古建筑的历史沿革及彩画修缮信息、彩画类型和纹饰图案、彩画保存现状及主要病害、保存环境状况、彩画古代制作工艺及材料的调查(包括专家判断、当地彩画匠师调研走访等)，有条件的地方还进行了彩画样品采集采样(分析研究古代工艺和材料配比)等，甚至古建筑形式、彩画形式的影、像资料的拍摄记录，并整理成《古代建筑彩画调查信息表》，作为古建彩画历史序列数据库的信息素材。

      通过调查工作，了解了目前古建彩画存在的问题、保护修复工作的重点和要求，以及目前各地的保护方法，为下一步开展原真保护技术研究，指明了目标和方向。

古建彩画序列数据库

      在重点地区典型性、代表性古代建筑油饰彩画保存现状调查的基础上，将古代建筑油饰彩画的建筑信息、彩画保存环境、主要病害、文样图案、工艺及材料成分和配比等的大量调查资料、信息和数据，以计算机技术、数据库技术和图像处理技术为手段，进行梳理、规范和组织，形成一个以古代建筑油饰彩画依年代排列的彩画数据序列，为调查资料的记录、检索、研究提供一个简便的平台，为古代建筑油饰彩画的研究、保护修复提供参考、借鉴依据。

      完成了彩画信息系统的系统程序设计与实现，修改调整，并录入了50处古建彩画的调查资料，具备有一定的查询检索功能，还编制了彩画的知识库内容。

古建彩画基本信息及历史序列数据库逻辑结构及截图

主要材料也进行了大量的分析、检测。

      根据典型地区古建油饰彩画保存状况的调查，目前其存在的主要病害问题是彩绘层表面污染、颜料脱胶粉化、颜料褪色、地仗层空鼓开裂、起翘剥落等。

      借鉴、利用国内外彩绘及壁画保护方面的成果和经验，进行了古建油饰彩画原真保护技术和材料的研究：在对其制作工艺、病害特点与风化机理研究的基础上，重点进行了彩画表面的清洗，油饰彩画的加固(包括地仗层的加固、彩画颜料的加固)，彩画颜料的显色处理，缺损彩画的局部修复，表面封护(彩画的防光老化)等方法研究，并形成了古建筑油漆彩画保护的方法及技术规范。

      建立了古建彩画制作中所涉及主要材料的分析方法，包括油料、血料、漆料、纤维(麻布)种类、灰料、颜料的适用分析方法。

      研究了主要原料单一组分的测量方法并建立了它们的图谱数据库，对部分古建彩画文物样品的结构、颜料层和地仗层主要材料也进行了大量的分析、检测。

      实验室模拟了温湿度、光照、灰尘、酸雨、油烟等环境因素对彩画风化的影响。

      实验室模拟了木基层不同含水率及制作工艺对彩画风化的影响。

古建彩画制作材料的分析检测方法

古建彩画制作材料的分析检测方法

      目前在古建油漆彩画的原真保护实践中，大多选用PARALOID B72作为彩画的保护材料。油饰彩画做为古建筑的一种外表装饰，大多数情况下，所处的环境条件比较严酷：其风化影响因素主要是阳光/紫外线照射、漂雨浸湿、尘土及污染物沉积和侵蚀，PARALOID B72往往不能起到有效的保护作用。

      针对古建油饰彩画的保护问题，在对大量彩绘保护材料调研、筛选的基础上，开展了彩画保护材料的研究工作，研制了一种丙烯酸酯和有机硅为主；一种以水、乙醇等环保型溶剂在颜料胶料层表面沉积磷钨酸钡、磷酸钡、碳酸钡等无机沉淀膜；一种氟硅复合型彩画保护材料共三种保护材料。在实验室研究其原料配比、聚合工艺、助剂复配、性能测试方法的基础上，通过实验室加速老化测试其对“彩画样块”的保护效果，包括综合老化、紫外老化、飘尘老化和污染气体老化，并通过老化前后色度、附着力、粉化程度、耐水性、外观性能，甚至微观结构变化等多项指标的观察等来评估其保护及耐老化效果。

保护剂加固效果的室内模拟评估(冲林、喷沙)

综合老化试验中

飘尘老化试验中

紫外老化试验中

      原真保护修复的方法指针对古建油饰彩画的病害情况，对其主要的病害进行评估、记录，通过实验室和现场实验研究，开展表面清洗、颜料加固、地仗加固、局部补绘以及彩画颜料表面的防护等，在原位、以最大限度保存原有材质为准，所进行的各种保护和修复的处理措施。

      针对古建彩画的病害，重点开展了调查记录、探测评估方法研究，以及适用于古建筑彩画原真保护、修复的技术，包括彩画表面清洗、彩画层加固、地仗层加固、图案色彩的显现、彩画层的保护，以及残缺彩画修复方法和工艺的研究。

      在以上研究的过程中，2007年还结合承担的蒙古国博格达汗宫门前区古建油饰彩画保护修复工程，进行了原真保护修复方法的示范，取得了一定的效果。

重庆湖广会馆贴金木雕饰保护效果

蒙古国博格达汗宫门前区古建外檐彩画保护效果

西岳庙内檐彩画保护效果