中国古典园林彩画微环境监测及色彩衰变规律研究.pdf
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1、第 3 7卷 第 6期 2 0 1 5年 l 2月 土 木 建 筑 与 环 境 工 程 J o u r n a l o f Ci v i l Ar c h i t e c t u r a l& En v i r o n me n t a l En g i n e e r i n g VoI 37 No 6 D e c 2 01 5 d o i : 1 0 1 1 8 3 5 j i s s n 1 6 7 4 4 7 6 4 2 0 1 5 0 6 0 1 3 中国古典 园林 彩画微环境监测及色彩 衰 变规 律研究 刘 刚 , 雒 琛 , 党 睿 , 王立雄 , 刘 哲 , 原 野 ( 天津大
2、学 建 筑学院, 天津市建筑物理环境与 生态技术重点实验 室, 天津 3 0 0 0 7 2 ) 摘 要 : 为得 到微 环境 参数对 古建 园林 彩 画 色彩 衰 变量化 影 响规 律 , 以 颐和 因为样 本 , 选取 颐 和 园 典型彩画作为研 究对象, 并开发微环境参数监测 系统 , 对彩画所处微环境信息进行全年 实时监测 , 得 到 温湿度 、 风速及 照度 数据 。同时 , 选取 颐和 园典 型彩 画 进行 周 期性 测 试 , 提取 彩 画 色坐标 及 亮 度参数 , 并根 据所 采 集的 色彩 信 息计 算 出色彩 的主 波长及 兴奋 纯度 , 并拟 合 主波 长 、 兴奋 纯
3、度 、 亮度 随 时间的 衰 变曲线 。通 过将微 环境 测 试数 据 与 色彩 衰 变 曲线 进行 对 比 分析 , 发 现 温度 、 湿度 、 风速 对彩 画 色彩 影响较 小 , 光照是 造成 彩画 色彩 衰变 的主要 因素 , 而且光 照对 彩 画 色相 、 亮度 、 兴奋 纯度 3个参数的影响程度不同, 不同颜 色受光照影响变化程度也有较大差异 。 关键 词 : 彩 画 ; 色彩 衰 变; 微 环境 ; 色坐标 ; 亮度 中图分类 号 : TU3 6 文献 标志 码 : A 文章 编号 : 1 6 7 4 - 4 7 6 4 ( 2 0 1 5 ) 0 6 0 0 9 8 0 8 I
4、 mpa c t o f na t u r a l l i g h t o n t he t r a di t i o na l a r c hi t e c t u r a l c o l o r pa i nt i n g s c o l o r d e c a y o f Ch i n e s e c l a s s i c a l g a r d e n Li u Ga n g,L u o Ch e n, Da n g Ru i ,Wa n g L i xi o n g,Li u Zh e, Y u a n Ye ( S c h o o l o f Ar c h i t e c t u
5、 r e ;Ti a n j i n Ke y La b o r a t o r y o f Ar c h i t e c t u r a l Ph y s i c s a n d E n v i r o n me n t a l Te c h n o l o g y ,Ti a n j i n Un i v e r s i t y ,Ti a n j i n 3 0 0 0 7 2,PRC h i n a ) Ab s t r a c t :A mi c r o e n v i r on me n t mo n i t or i n g s ys t e m ha s b e e n d e
6、 v e l o p e d t o q u a n t i f y t he i mp a c t o f mi c r o e n v i r o n me n t a l p a r a me t e r s o n c o l o r d e c a y o f c o l o r p a i nt i n g s a t Chi n e s e c l a s s i c a l g a r d e n Th e e nv i r o n m e nt p a r a me t e r s i n c l u d i n g t e mp e r a t u r e ,h u mi
7、d i t y ,v e l o c i t y a n d s u n l i g h t i n mi c r o e n v i r o n me n t i s a we r e r e c o r d e d f o r t he wh ol e y e a r a t t h e Su mm e r Pa l a c e Be s i d e s, t he c o l or p a r a me t e r s of c o l or p a i nt i n g we r e r e c or d e d p e r i o d i c a l l y The n f i t
8、c u r v e g r a p hs we r e o b t a i n e d wi t h d o mi n a n t wa v e l e n gt h,e x c i t a t i o n pu r i t y a nd l umi na nc e c h a n ge d o v e r t i me Co mpa r a t i v e a n a l y s i s of mi c r o e n v i r o n m e n t a l t e s t d a t a a n d c o l or de c a y c u r v e r e v e a l e d
9、 t h a t t he t e mp e r a t u r e,h u m i d i t y a nd wi n d s p e e d ha s s l i g ht i mp a c t o n t he c o l o r o f c o l o r p a i nt i n g,whi l e s u nl i g ht i s t he d o mi n a n t f a c t o r r e s p o n s i b l e f o r t h e c o l o r d e c a y O f p a i n t i n g Th e e x t e n t s t
10、 o wh i c h t h e s u n l i g h t a f f e c t d o mi n a n t 收稿 日期 : 2 0 1 5 1 0 - 2 3 基金项 目: 国家 自然科 学 基 金 ( 5 1 3 0 8 3 8 4 ) ; 天 津 市 自然 科 学 基 金 ( 1 3 J C QN J C 0 7 6 0 0 ) ; 天 津 大 学 北 洋 学 者 计 划 基 金 ( 0 9 0 3 0 6 1 0 1 4 ) 。 作 者简 介 : 刘冈 0 ( 1 9 7 7 一 ) , 男 , 博士 , 吾 0 教授 , 主要 从事 建筑技术科 学研究 , ( E ma
11、i l ) l g l g mi k e 1 6 3 c o r fl 。 党睿( 通信作者) , 男 , 博士 , ( ma i l ) d r t j u 1 6 3 c o rn。 Re c e i v e d: 2 01 5 1 0 2 3 F o u n d a t i o n i t e m: Na t i o n a 1 Na t u r a 1 S c i e n e e Fo u n d a t i o n o f Ch i n a( No 5 1 3 0 8 3 8 4 ) ;Na t u r a l S c i e n c e F o u n d a t i o n o
12、f Ti a n j i n ( No 1 3 J CQNJ C 0 7 6 0 0 ) ;Pe i Ya n g S c h o l a r Pl a n o f Ti a n j i n Un i v e r s i t y( 0 9 0 3 0 6 1 0 1 4 ) Au t h o r b r i e f : Li u Ga n g ( 1 9 7 7 一 ),P h D,a s s o c i a t e p r o f e s s o r ,ma i n r e s e a r c h i n t e r e s t :b u i l d i n g t e c h n o l
13、o g y s c i e n c e ,( E ma i l ) l g l g mi k e 1 6 3 C O IT I Da n g Ru i( c o r r e s p o n d i n g a u t h o r ) ,P h D,( E ma i l ) d r t j u 1 6 3 C O N 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第6 期 刘 刚, 等: 中国古典 园林彩 画微环境监测及 色彩衰变规律研 究 9 9 wa ve l e ng t h,e x c i t a t i o n p u r i t y a n d l u mi n a
14、 nc e we r e di f f e r e n t a r e di f f e r e n t o n a n d i mp a c t of s u nl i g ht o n d i f f e r e n t c o l o r s a r e d i f f e r e nt Ke y wo r d s: c o l o r pa i nt i n g; c ol o r d e c a y; mi c r o e nv i r o nme nt ; c hr o m a t i c i t y c oo r di na t e; l u m i na n c e 彩 画作
15、为 园林 建 筑 的特 殊 组 成 部 分 , 不 仅 呈 现 出优美 绚 丽 的色彩 , 同时反 映着特 定 历 史 时代 信 息 , 更能体现中华民族深厚的传统文化底蕴 。但彩画也 是建筑 中对环境变化最为敏感 的文物类 型之一 , 极 易受到侵蚀与破坏 。由于彩画大都暴露于室外 , 受 温 、 湿 、 风 、 光 等 因素 影 响 而 出现 褪 色 、 开裂 、 粉 化 的 现象 口 , 降低彩 画 原真性 及 古文 化遗 产价 值 。 学者 们基 于微 环境 对各 类古 代绘 画影 响 问题 进 行过大量研究工作 , 敦煌莫高窟作为壁画宝库 , 是研 究的重点对象之一 。王亚军等l_
16、2 对莫高窟 内的相对 湿 度进行 了监测 与 分 析 , 发现 相 对 湿 度达 到 7 0 以 上时, 文物 的病 变速率大 于相对湿度 较低 的时候 。 Z h a i 等 3 对利用 L E D光源进行照明时 , 照度及色温 对 观察 彩 画 的影 响进 行研 究 , 发现 照度 对 观察 彩 画 时 舒适 度 的影 响大 于色 温 。而湿度 对 彩 画及 文 物 的 影 响 主要 为霉变 作 用 4 。温度 变化 会 导 致壁 画 地 仗 层 和颜 料 层 内部 应 力 产 生 变 化 , 导 致 壁 画 开 裂 l_ 5 。 对于风环境 , 王旭东等 对莫 高窟 的风 化特征进 行
17、 了研究 , 发 现莫 高 窟 崖 体 风 化 主 要 为 物 理 风 化 。博 物 馆 中的 书画 展 品 由于对 光 照 的高 敏 感 性 , 是 近 年 来 的另 一研 究 热点 。国际照 明 委员 会技 术 报 告 研 究 表 明 , 光 学 辐 射 与 展 品 蜕 变 有 着 明 晰 的 关 系 。 P o z z i 等l_ 8 利用拉曼光谱对油 画中的红色颜料 的成 分进 行 了研究 , 发 现 当 温度 达 到 7 0 时 就会 对 颜 料 产生破 坏 。北 美 照 明学 会 技 术 报 告 _ 9 提 出 , 光 照 对 材料 的损 害有 积 累性 , 并 且 不 同光 敏
18、感 度 展 品 可 承 受的最大光照射量不 同。C u t t l e l_ 1 。 。 研究 了油画受到 光化学辐射 产生褪色 和变色 的现象。S u n等- 】 对 如何移 除 壁 画表面 无用 的保 护材 料 而不 损 害表 面 本 身进行了研究 , 结果显示, 在使用移除不需要的保护 材料 时 , 不 能 用水 溶 性 的材 料 。党睿 等口 用 低 色 温 高显色性 WL E D对 中国传统书画模型 的光照影响 实验 , 得 到 WL E D对 书 画色相 、 饱 和 度 、 明度 的量 化 影 响规律 。颐和 园 作 为 世 界 文化 遗 产 , 拥 有 中 国最 为丰 富和 系统
19、 的园林 彩画 资源 。园 中彩 画是 清 晚期 彩画风格的代表作 , 可称作是教科书似 的范本 , 将彩 画推 向了一 个 艺 术 高 峰口 。对 于 光 照 对 彩 画 等 文 物 的影 响 , 马剑 等 _ 】 针 对 天 然 光 照造 成 清 代皇家古建筑彩画的褪色 、 粉化 、 开裂、 脱落等现象 , 以颐 和园彩 画 为样 本 , 采 用太 阳辐 射 模 拟 系 统 对 实 体模型进行实验室天然光照实验, 确定天然光照对 彩画老化程度 的影 响。党睿等_ 1 。 针对 天然 光及人 工照明对彩画损 害问题 , 基 于现场测 量、 实 验室实 验 、 计算机分析等手段 , 建立 了“
20、 颐 和园彩 画信息数 字化保护与应用系统” , 为彩画修缮及保护提供信息 副本 。但莫 高 窟壁 画和 中 国传 统 书 画在所 处 物理 环 境 、 历史年代、 绘画基材颜料等均与古建园林彩画存 在较大差异 , 研究结论 并不能直 接用于古建 彩画。 天津 大学课 题 组对 于彩 画 的前期 研究 主 要是 基 于实 验室光照模拟实验 , 而非采用现场数据实测方法 , 同 时 , 研究仅针对光照影响 , 未涉及温度、 湿度 、 风等其 他 物理 环境 参数 。 为得到物理环境参数对古建 园林彩画色彩衰变 量 化影 响规 律 , 以颐 和 园长廊彩 画 为研 究样 本 , 利 用 自行开 发
21、 的微环 境监 测 系统获 取彩 画所 处 位置 的全 年微环境气象数据 。通过二位色彩亮度计对彩画进 行 周期性 色 彩参 数 测 试 , 经 过 数 据 处 理 后 拟 合 彩 画 色 彩 的 主 波 长 、 兴 奋 纯 度 、 亮 度 随 时 间 变 化 的 曲 线r 】 , 通过曲线分析研究色彩衰变特点。将微环境 测试数据与彩画衰变特点进行对 比分析 , 得到物理 环 境参 数对 古 建 园林 彩 画色 彩 衰 变 量 化 影 响 规 律 。 建 立古 建彩 画保 护数 据库 , 根据 得 到微 环 境数 据 , 制 定 保 护措施 , 避 免极 端微 环境对 彩 画 的影 响 , 并
22、根 据 彩画色彩衰变规律 , 指导制定彩画各颜 色修复 时间 及重点修复颜色的方法。 1 技术路线 选 取颐 和 园典 型 彩 画 作 为 研 究 对 象 , 自行 开 发 微环境监测设备 , 全天连续监测彩 画所处位置 的温 度 、 湿 度 、 风速 及 照度 , 得 到 微 环境 随 时 问 的变 化 规 律 。同时 , 每 隔 4个 月左 右对 彩 画进行 测 试 , 提取 彩 画的色彩信息 , 并得到主波长 、 兴奋纯度及亮度随时 间的变化规律 。对微环境数据及 彩 画数 据进行分 析 , 得 到影 响彩 画色 彩 衰 变 的 因 素 以及 彩 画色 彩 衰 变 的规 律 。 学兔兔
23、w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第6 期 刘 刚, 等: 中国古典 园林彩 画微环境监测及 色彩衰变规律研 究 1 o 1 2号点0 3 6 3 1 0 3 9 3 0 3号点0 2 9 0 0 0 3 8 2 7 4号 点0 3 8 0 5 0 3 6 4 2 3 O 3 5 0 4 2 2 6 O 3 6 7 6 0 3 7 8 5 0 29 6 9 0 3 8 5 7 0 3 7 6 1 0 37 1 7 4 8 7 6 2 6 2 O 4 0 3 6 7 5 0 3 7 3 5 0 2 93 2 0
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- 中国 古典 园林 彩画 环境监测 色彩 衰变 规律 研究
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