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【摘要】随着对地震灾害的不断认识和对博物馆的破坏事故进行分析研究，本文综合了日本博物馆对展览防震这一问题的不同认识和观点，包括展品地震受害的分类、柔构造展示的思考、防止展品倾倒坠落的对策、展览中使用的免震装置与展望等。可以为博物馆应用技术领域的研究做借鉴。 随着对地震受害的不断认知和对博物馆的物体破坏事故进行分析研究，借用日本建筑界的柔构造理念，尝试对博物馆展览的防震工作进行思考，综合体现对这一问题的不同认识和观点。博物馆的地震受害不仅是建筑结构本身，还有非结构部件、附带设施、机器类，与构成博物馆实体部分的展示收藏资料，以及关系繁杂的相接设备类；其中还包含与职员、参观者生命相关的受害。在1996年的《关于博物馆的防灾方策调查研究报告书》中对此有详细表述,这里限于对建筑和展示收藏资料相关的地震对策进行分析思考。1995年兵库县南部大地震后，很多博物馆遭受前所未见的损害，日本博物馆协会受文部省的委托，实施了“有关博物馆防灾对策的调查研究”，以调查表的形式在全国主要的博物馆协助下进行调查，把握了防灾对策的现状，取得了面向今后的实际对策和立案的基础资料。 一．展品地震受害的分类 对地震中作为展品的物体破坏事故进行分析之前，先要理解摩擦、重心、倾倒、惯性等与硬体倾倒相关的基本原理，了解地震的震动从建筑的地面，经过哪些阶段到达展示作品从而对物体造成破坏。地壳的震动在到达作品之间，分别由接触面的摩擦形成大的振动，传导以至引起作品的激烈振动；反之，如果作品的摩擦力小、能滑动，震动就不能传至物体。出于对地震发生时展品保护对策的研究，有必要对破损原因进行严密的分类，这里依据破坏事故的实例分为翻倒事故、滚动掉下事故和自体破损事故三类。 翻倒事故。指土器、陶瓷器、甲胄、刀剑、埴轮、雕刻等立体器物因翻倒至破损的事故。例如：白鹿纪念造酒博物馆的“伊万里烧大花瓶”，因在柜内翻倒而破碎。作品固定在沿墙展柜的转角位置单独展示，展柜的底面铺着地毯，上面又铺了红毛毡，地毯和毛毡的摩擦系数有很大不同，特别是花瓶的底卧进毛毡里，更使摩擦系数变大；为了使作品的重心下降，里面放了轻的砂袋。依据重心降低的理论倾倒的角度受限变大，倾倒的危险变低；但是，在这个又大又重的陶瓷器里，放置轻的砂袋，没有起到应有的效果。 滚动掉下事故。是指展品由于震动从展台上滚落下来的事故，这里不是指因地震的震动而引起来回滚动的现像，这样的展品翻倒后并不会破损；作为事故的分类是指从有一定高度的展台上掉下后，引起第二次受害破损的现象。 自身破损事故。由于地震的震动，作品在原位从颈部、足、手等部位开始损坏，而这种场合分类为自身破损。展品不是自体翻倒和滚动掉下，实例如：形态安定的坐像被固定的很牢固，因震动展品从坐像中最脆弱的颈部开始损伤。 二. 柔构造展示的思考 关东大地震后，从昭和34年开始修复镰仓大佛，在1961年工程报告的序中写道：大正时期的修理依从耐震刚构造的理论，佛像被坚固的固定在基坛上；这次又依从新的理论，基坛与佛像放在可以活动分离的免震构造上。博物馆是文物与美术作品等的极端集中的地方，其中的设施对于这些资料来说必须达到万全的要求。博物馆的地震受害，是由多种途径产生的，就展厅来说有因天窗、照明器具、展板类，展示棚等落下造成的多种事故。这里借柔构造的概念用于展览设计，以避免展示作品、资料的破损事故。 柔构造展示是借用建筑学界的用语刚构造(hard structure)和柔构造(flexible structure)的来表达理念。建筑界在关东大震灾后，面对地震展开了大争论，以顽强的构造去对抗，还是以柔软的构造将能量吸收确保建筑的安全，刚构造理论虽以卓越完整的形态告终，但柔构造理论依据大型计算机应答系列的解析为武器再度登场。1995年修正了建筑高度45米以下的法律，在对超高层建筑法解禁的背景下，确立了对柔构造施工方法的信赖，在此尝试借用建筑形态用语，来表达作为面向博物馆资料展示的地震对策。以顽强的系统对抗地震，或用什么方法将地震的能量消除，是着眼于相同目的不同方法。如前所说，面对镰仓大佛的修理，作为与刚构造对峙的概念，虽然没有用柔构造的说法，但提到了新的免震构造。高11.5米的大佛是有一定规模的建造物，对建筑工程学来说，自然会用刚构造的语汇，其实即便是高11米的大佛同高30公分的坐像一样，物体的翻倒、滑动与大小无关，其基本原理是完全相同的。 1.展柜内的柔构造展示。柔构造展示的基本理念是用滑动切断或消减地震的震动。基于对展品破损三种分类的研究和摸索，最终结果同样归结到柔构造展示。对于场地、展厅地面、展柜、展台、演示道具及作品等，各接材质触面的摩擦系数、面积、荷重、重心等个别要素的考虑，要辨别是使用滑动的方式好，还是要牢固的固定住。由于滑动使应力分散，这是柔构造展示的要点。要避免展品翻倒事故，展品与展示台之间的摩擦要小这是第一位的，但并不是完全没有摩擦，不是指展品的激烈运动与展柜底面分离，与展柜内壁冲撞飞起的情景。震动引起的惯性法则，使展品在倾倒破损之前，在原位置与基面之间产生微微的晃动，形成非常微妙的关系，而使展品免于发生倾倒，这种微妙关系状态的保持，体现了倾倒角度的限度与摩擦有关。总之，使倾倒角度加大、重心下降、接地面积广是有效的对策。 为使展品重心下降加入铅等，但总重量的增加使展品与地板间的摩擦系数也随之增加。另外，陶器等扩大单独接地面积的展具，要注意有的物体因其形状反而容易倾倒；关于减轻作品和展台之间的摩擦，与台面的材质有很大关系。玻璃等硬质材料一般摩擦系数小容易滑动，软质的乙烯树脂等反而摩擦系数会变高；对铺布料的展台，只要在作品下铺一张普通的纸，就会变得很容易滑动。 对滚动掉下事故的对策，增加了滑动抵消方面的考虑。为了防止二次落下，在展台的端部设置氨基甲酸乙酯等具有缓冲性的胶垫，另外展柜的内壁也备有缓冲、衰减作用的弹性胶垫能起抵消作用。当然，在做柔构造展示之前，要充分保证展台的面积、墙和展板的距离，对壶一类器物单纯的摇晃现象要花功夫不让它歪倒。 2.地面的柔构造展示。在阪神·淡路大震灾起初，引人注目的是独立展柜的游走，展柜在展厅地面上离开原地游走数米，关键是柜内展品的损害却比固定展柜中的要轻，由此呈现简单的疑问。一方面，在美术馆雕刻作品的地面展示中，人物立像等重心高形态不稳定；而且雕刻作品的旁边有展品和作者的详细说明、图示，地震对策不够充分。为了避免因地震造成雕塑自身倾倒、掉下、破坏等，应对维修鎌仓大佛时所试用的佛像与基底之间的滑动构造进行研究，这也可以称为地面的柔构造展示，其原则与展柜内的场合完全相同，主要是用滑动减轻接触面的摩擦、重心下降、扩大与地面接触的面积。 进而，展柜和大型雕刻在地面上漫无边际的游走，会涉及人身伤害和作品安全，为避免这种情况必须作出细致的考虑。由此地面柔构造展示的最重要课题，是对参观者人身伤害事故的预防和其他展柜等的二次破坏。总之，不能只靠滑动抵消震动，还要有吸收震动能量的缓冲衰减材料和防坠落材料，这里所说的滑动与抵消是柔构造展示的根本。 在展柜和台座的周边，装备与物体的重量和摩擦系数对应的缓冲材料硬质氨基甲酸乙酯、板材、管材等，由于缓冲材料的瞬间滑动，大部分的震动能量被吸收。当然，这里关系到人身的安全，有必要做充分的模拟试验以积累经验。在展柜内置于底面的作品与展柜怎样固定，收到很多反对的议论，在博物馆界虽提出滑动的做法，但对问题并不熟悉；可是在与生命财产直接相关的建筑界，用计算机进行反复模拟实验的结果，柔构造理论使在高层建筑中的市民权得以实现。由此想到，对博物馆的柔构造展示正是需要认真研究的课题。 3.耐震垫的效果。作为耐震垫是用一种腊类的材料粘着，对此做法不能全面否定，又没有充分的预备知识，现阶段存在着会诱发事故的担心，例如，对重心高的作品，反倒增大了站立不稳会倾倒的危险性。 三.防止展品倾倒坠落的对策 1.防止展品倾倒的对策。 对于博物馆来说地震中发生最多的受害，是由于展柜、收藏柜类和展品、藏品的倾倒所造成的损害。不用说建筑的防震、免震构造，免震地板和免震台也需要很多费用。面对现实的地震对策来看，防止展柜、收藏柜类、展品、藏品倾倒的对策是最普通可行的手段。在讲免震措施的时候，更要考虑防止倾倒的办法，首要的是确保文物展品的安全性。调查表中反映出有21％的馆实行了展柜、收藏柜在墙和地面的固定，18％的馆用尼龙线固定展品。兵库县南部地震中，雕像、陶瓷器等因倾倒造成破损的现象很突出，进而说明防止倾倒的对策讲的不够或虽讲了但措施不到位。 从气象厅得知在震度7度地域，神户市立博物馆除了固定在台座上重达250公斤的青铜像，因固定的焊接处剥落而倾倒之外，展柜和轻薄的收藏柜也倒了；兵库县立近代美术馆，固定在台座上的雕像和在台座上没固定的展品连同台座一起倒了；另外，固定措施不适当和没有固定的雕像包括展示的和收藏品有不同程度的倾倒。在震度6度的地域伊丹市立美术馆、香雪美术馆和白鹿造酒纪念博物馆，没有固定的雕像倒了；西宫市大谷纪念美术馆中大部分展品没做固定措施，展示的12尊石像全倒了、8个展台也倒了；在同样震度的芦屋市立美术馆很多没有固定措施的陶器和雕像倒了。在震度5度地域的エンバ中国近代美术馆，没有做拉尼龙丝等固定措施，多数藏品架和陶瓷器类倾倒，造成很大的损害；在相同震度的大阪市立东洋陶瓷美术馆，展出的壶里面已放入铅使重心降低，但因没拉尼龙丝而倒了。 对于独立展柜，有必要考虑降低重心、加大底部接触面，在基部安装支板，并固定在自动调整的耐震地板上等措施。作为一种免震效果，不固定的展柜和带轮展柜的摇摆移动，使柜内的展品免于倾倒；同时要考虑到在展柜移动的周围，物体和人如果发生冲突将会造成很大的伤害，最好的方法是在展柜固定之后，进一步将展品固定。 对于雕像、陶瓷器等倾倒后容易破损的展品、藏品，要有充分的防止倾倒的具体措施。应采用展品与展台的固定、捆缚、藏品收纳在木箱中、用抗冲击的缓冲材料捆包等手段。在壶等展品里面放入玻璃、金属、砂袋等配重材料使其重心降低，用展示托盘加大展品与展台的接触面，并用尼龙丝或金属线将展品缚在托盘上；托盘的底部有防滑垫和抗冲击的缓冲材料，并铺有能产生免震效果的滑性丙烯酸树脂板，周围应留出必要的足够空间，在托盘的边缘贴上缓冲材料，底面涂上石蜡等粘性固定剂、粘性硅胶（免震硅胶）等比较好。需要用重心高的正方体展台的场合，其底部要置入充分的配重材料。 捆缚的丝线尼龙丝便宜而且容易得到，用于固定是最适合的，尼龙丝有70～80kg/mm2的适当强度和20～50％的伸缩率，具有悬挂强度和缓冲强度的优越性；也可以用大约同样强度的合成纤维丝线，普通用的3号丝线拉力强度有5～6 kg，一般拉力强度是号数的2倍；金属线、合成纤维丝线、炭纤维丝线等都可以用，金属线、合成纤维190～240 kg/mm2与尼龙丝相比强度高数倍，炭纤维的强度1桁高达300～500kg/mm2。为防止展品倾倒用尼龙丝和金属线穿过，系在钉子上。固定时一方面要有木槽，同时在系结上面花功夫，系住用的工具和使用的金属环等要仔细加以注意。曾有软质的器物因拉尼龙丝和金属线而受损伤的情况，根据场合如果尼龙丝和金属线的强度过高时，有必要用软一些的材质丝线进行固缚。 2.防止设备和展品坠落。 在兵库县南部地震受害的博物馆中，倾倒事故之外特别要注意的是，由于天井和展柜内的照明器具、散热器、展板说明的落下造成展品损伤的例子很多，悬挂向下展示和收藏的绘画落下受到冲击和损伤；由于天井装置的安装方法不适当，安装金属件被拔出掉下来，吊挂的金属线断了掉下来，造成很大的损害。大地震时的上下震动表现出很大的加速度，在直对震中的上部附近有的震动超过G，受到这样强烈的上下震动，使很多悬吊物体落下。在神户市立博物馆，很多独立展柜的照明用栅顶落下，落下的嵌板也引起展品损伤；在兵库县立近代美术馆中，悬吊绘画的金属丝因连接的金属圈张开而断开了；吊挂影像的S型轨的挂钩掉了，展示的绘画有的掉下，有的被吊挂在空中；在大谷纪念美术馆，S型挂钩张开、展出和收藏的绘画落下受到损伤；另外，展柜内的格栅和空调管零件落下；在京都国立博物馆近代美术馆，天井的反光灯罩掉了下来。 一般格栅结构的组装多为搭接，可以简单的摘下来，稍微摇动很容易落下；固定螺丝作为使其不掉下的结构很有必要。明确固定在天井和壁面的聚光灯掉下的不多，插入组装容易摘下的物体部件会简单的落下，应研究用什么样的措施防止设备落下；悬吊型的照明器具，当固定螺丝脱开后，有很多在天井摇摆相撞掉下来，多设定一些防止摇晃的支点，做结实的固定很有必要。为悬吊版面、绘画等的金属环、S型环容易脱落，受到冲击后大多会张开，使用时选封闭型的金属件很重要，另外，固定下端部位也有防止坠落的效果。 四.展览中使用的免震装置 面对地震灾害，耐震是使器物不倒、不碎的技术，针对脆弱、有可能部分损坏的展品，通过独立展柜、展台、展架等的动态变形作用防止器物倾倒。仅这样还不够，现实中有的建筑未受损，内部家具的倾倒却使人受伤、未作防御的机器因受损而停止工作、美术馆展柜内的贵重艺术品受到损坏等状况，对这样的受害要有“不摇晃”的技术，免震装置正是回应这种需要。阻止地震的冲击波使之不能传到对象物体称为免震，免震技术吸收地震能源，断绝震动与对象物体的关系，使振荡冲击波减少到最小限度，降低至1/8～1/10的安全容许范围，使文物和资料安全稳定。某专业公司八十年代开始在免震领域研发，免震技术获得特许，1996年面向国宝・重要文物等艺術品的文化施設TCR免震装置取得工业化特许，1997年制成免震展台，(资料显示MOA美术馆97年已使用沿墙型免震展柜和小型免震展台)1998年制成独立免震展柜；公司分属于日本机械学会、日本地震学会、日本建筑学会、日本噪音控制学会，可见这项技术的综合性特点；吸取阪神大震灾的教训，神户海洋气象台对免震装置的性能进行确认实验时，用相当于震度７的最大加速度摇动，应答速度减少到十七分之一，免震效果得到确认。免震展台有单体型、联结型和雕塑型等，免震展柜有独立型和沿墙型，现已研制出第二代产品。日本的部分博物馆中使用了免震装置，以下简要介绍四个国立博物馆的展览防震措施。 奈良国立博物馆东新馆于1994年9月动工、1998年4月建成，为保护珍贵展品在展厅中使用了免震展台、免震展柜和免震地板。方型独立免震展柜的下部有多层功能结构，内装独立偏心滚轴支撑结构的免震装置，发生地震时免震装置的偏心滚轴在轨道上转动起减震作用，大小偏心滚轴在地震引起摆动后能返回原位，不会引起共振，滚轴的轨道由齿轮相咬合不会产生滑脱；展柜上部及展品在展柜摆动时能保持原位，展品即使重心交错也不会倾倒，并且免震效果不受展品重量变化的影响，只有在感知地震时才会运作。使用免震展柜要在外部四周留出免震装置摆动所需的空间，摆动的量由展柜大小所决定，在研发阶段摆动量定为20厘米，对于1.5米的方型柜，为了增强效果，将摆动量设为30厘米。沿墙展柜固定在建筑中，一般高至天花板，从正面开门，展柜的进深可根据展品用轨道调节，采用可移动的免震地板，一般由钢架横梁联结多个免震装置，并留出进行维修的位置，在佛像等展柜内使用了免震展台。免震装置可以拉出来检修，维修时需要锁定装置。这几种免震装置的维修，包括照明器具在内，全都从外部进行。方型免震展柜可以从下部进行检修，并附加了启动锁定结构的盘式制动器和便于维护、移动、保管的手动锁定装置，展柜内还有调节温湿度和自动开门的油压泵等设备，展柜可用叉车移动。 东京国立博物馆使用第二代TCR美术馆、博物馆专用免震装置。在“柏林的至宝展－世界遗产·博物馆岛”展厅里，白色方型的免震展柜,放展品的位置四周是有机玻璃，下部有整体免震技术层，启用免震功能时，拔掉固定用的金属销即可自动调节减震。目前的技术难点是，展柜的照明电路与地面固定，启动免震功能时电路会随同摆动。40×40厘米的免震展台小巧灵敏；90×90厘米的展台，启用免震功能时松开下部的固定螺钉，展台即可自动平面调节摆动起到减震作用；不同规格的免震展台在使用时，四周都要留出20厘米的移动空间，日常维护要注意除去其周围的障碍物，清理附着在上面的异物。 TCR即调节轨道结构二次元免震装置，运用曲面轨道消除地震加速度的传导，使承载的物体不受震波影响。其工作原理是： 1.吸收摇晃的衰变力。滚轴在轨道上有控制地水平方向摇晃，衰变力和重量成比例，负荷变化时免震效果不变。 2.恢复到原来位置的复原力。对应地震波时，由于轨道表面的倾斜度，重力自动向原点返回，没有特定的周期性。 3.负荷重心不在中间的偏心荷重。轨迹固定于ＸＹ两个方向的轨道，装载物的重心位置不在中间，从而发挥免震效果，免震性能不受负荷物重量的影响。 这种装置为金属制品，构造简单，其自身的高度较低，不燃烧、不会老化。不用减振器、制动器和感震器，不需对衰变力、复原力进行检查。装置设计没有最大冲击的制约，不论地震强度如何，台上的加速度不会超过设计值，设备从耐震发展到免震功能，对上下震动的地震波，已研发高性能的三次元免震装置。 京都国立博物馆的展厅中，部分展柜里的陶瓷器用透明尼龙线牢固的固定在底托上，尼龙线与文物接触的部位套有透明塑料软管。有资料显示该馆曾租用TCR免震展台。 九州国立博物馆采用建筑免震结构，在建筑本体和基础构造之间配置了垂直方向坚硬而水平方向柔软的层压橡胶隔离器、弹性滑动支撑和钢棒减震器，能大幅度降低建筑的震动，展厅内不使用免震展柜。免震结构的建筑装置，通常具有以下功能： 1.使地面和建筑分离时的支撑功能，即“边缘切割支持”。起免震作用的水平滚动轴承支撑和滑动支撑，阻止地震波传导引起的摇动，使建筑和地面“切开”的同时支撑建筑。 2.使建筑回到原位置的复原功能。层压橡胶等复原装置，在建筑经地震摇动产生变形后，具有使其回到原位置的“力”。 3.吸收地震摇晃产生的能量的衰变功能。地震时建筑会不停的摇晃，衰变装置起到车闸的作用，有石油减震器和摩擦减震器。  九州国立博物馆免震结构的建筑装置 日本的免震建筑，在建筑与地面之间设有缓冲作用的免震装置，减弱地震对建筑的震动传导，建筑物底部设置的阻尼装置减震层，在震动中产生变形，同时有效地吸收地震能；免震层设置的隔离体，需要既能安全承受竖向荷载，又能适应较大水平变形。隔离体有多种，其中层压橡胶使用最多。即使是大地震，由于建筑的轻微晃动使楼内地面加速度减小，内部设施不做特别加固也不会倾倒，使建筑继续保持使用功能。 展 望 以上陈述虽以柔构造展示的理念为主，但博物馆展示的地震对策，并不限于柔构造展示。对于今后的展望，首先，需要制定防止地震被害具体对策的基本方针和标准。希望国立文化遗产研究所和国立博物馆等引入起震装置，依据重心、摩擦系数、倾倒角度的限定等各种条件，进行反复的实验，将地震规模与受害的相关关系数据化并公布出来。其次，基于新的理念开发新的展示道具。在现代博物馆中，从普通的陶器支架到刀架、铠甲架等，很多辅助装置和道具基本没有什么变化，对于雕刻展台等，例如在门厅放胸像的台应有更多的选择。文物展品的安全与便于观赏，二者是矛盾的又两立并存，期待着开发出应用于博物馆的展示道具。再者，将信息公开共享受害的体验。这次各博物馆积极的把受害的实际状态公布出来，将由于天灾所造成的受害集中起来，开放程度很大。特别是[阪神大震灾美术馆·博物馆总合调查报告Ⅰ·Ⅱ]，是其他机构的专业人员在受灾馆的协力下，将受灾被害报告正确彻底的进行汇总，开启了一个新的阶段。 以阪神·淡路大震灾为契机，免震构造的展柜和展台受到注目，建筑免震构造的应用进入现实的视野。提出柔构造展示的基本观点，最终是要达到最好的根本对策，同样的方法对有些馆并不见得适用，全面导入免震构造的展柜和展台必需参照本馆的现状。众所周知，在柔构造展示或刚构造展示之间并不是二者选一的问题，应该按照展品、展示宗旨等逐一对其进行相应的研讨，提出可行的解决的办法才是本意；这里所指的不光是在现阶段或属于构思阶段向实用转移的问题，想要阐明的是，有很多必要的实验和验证希望能够重新做。 * * * 结语：据报道上海博物馆在不久前玉器馆的改造中采用了隔震措施。从近年国家博物馆的考察资料中看到，美国旧金山亚洲艺术馆，每件展出的文物都用特别的材料如特制的金属支架或“博物馆蜡”等加以固定；加拿大文保中心收藏瓷器的库房里，抽屉中是类似中国的“囊匣”结构，瓷盘卧在随形的软托里，用两根布带呈十字将盘与软托系住，抽屉中的整体发泡材料上带有多个凹槽，瓷盘连同软托放进去，起到保护的作用。 在纪念唐山大地震32年之际，谨以此文向在5.12汶川大地震中为保护文化遗产而努力工作的人们表示最崇高的敬意。让我们以科学的态度，借鉴国外的经验和教训，对博物馆领域的应用技术进行深入的研究。 资料来源： 1.村井勇《博物馆における地震対策》 博物馆研究 (日)1999.4 2.高木博彦《博物馆展示の地震対策－柔構造展示ヘのアプローチー》博物馆研究 (日)1999.6 3.王 林译《奈良国立国立博物馆东新馆在耐震与免震方面的对策》－载中国博物馆通讯2000.2期 4.王 林《日本博物馆掠影——博物馆展览的免震措施》中国文物报2006. 7.14 (责任编辑：admin) |