【目的】制备一种环境友好型的水基化有机型防腐防虫微乳剂,以满足古建筑木构件不同生物危害防治需求,因地制宜保护古建筑木结构免受生物败坏。【方法】选择木材防腐效果较好的丙环唑、防霉抑菌的1,2-苯并异噻唑啉-3-酮(BIT)和杀虫活性较高的高效氯氟氰菊酯为主成分,采用助剂添加和乳化技术制备水基化有机型防腐防虫微乳剂,通过稳定性测试、有效成分抗流失性能测试、室内抑菌活性测试、室内防腐性能测试以及野外埋地测试等评价微乳剂的性能和防腐防虫效果。【结果】制备的水基化有机型防腐防虫微乳剂兑水稀释250倍后可稳定存放60天以上且仍保持透明,-25℃下放置过夜未结冰;微乳剂稀释后处理木材的有效成分固着率达90%以上,各有效成分在木材中的固着率与其在水中的溶解度有关,溶解度高的有效成分固着率低;微乳剂处理后木材外观色泽几乎没有变化;微乳剂对木材白腐菌、褐腐菌、霉菌和变色菌抑菌效果良好;处理辐射松边材时,载药量高于161.3 g·m-3(丙环唑与高效氯氟氰菊酯配比为20∶1)时木材质量损失率低于5%,耐腐等级达到I级强耐腐等级;载药量在134.8 g·m-3以上(丙环唑与高效氯氟氰菊酯配比为20∶1)的辐射松处理材埋地半年的腐朽和白蚁蛀蚀完好值皆为10,而未处理材白蚁蛀蚀完好值为5.8。【结论】本研究制备的含丙环唑、BIT和高效氯氟氰菊酯的水基化有机型防腐防虫微乳剂有效成分含量≥10%,低毒,性能稳定,有效成分在木材中固着率高,具有良好的防腐和防白蚁效果,实际应用时可根据古建筑实际生物危害防治需求灵活调节有效成分配比。

TWP防腐剂对木腐菌的毒性剂量为2.2—3.2kg/m~3,毒杀双钩异翅长蠹初龄幼虫的剂量为1.0kg/m~3,抑制蓝变菌和霉菌的毒性浓度分别为1％及1.5—2.0％,对雄性小鼠口服半致死剂量(LD_(50))为1301mg/kg,使用时对人、畜和环境比较安全,并保持木材原有色泽。生产性应用试验结果表明,橡胶木生材用2.0—2.5％TWP,满细胞法或振荡加压法处理,净药保持量4±0.7kg/m~3,防腐效果相当干硼酚合剂12kg/m~3,并优于进口防腐剂。

【目的】开展木结构古建筑常用树种木材微损检测曲线量化研究，探讨基于曲线比对的木材树种鉴定方法，以实现古建筑木构件用材树种现场识别。【方法】以古建筑木构件常用落叶松、杉木、松木、杨木等树种木材为研究对象，利用阻抗仪获取相关树种木材的阻抗仪检测曲线，通过曲线整体均值、曲线占比和曲线走势量化分析，给出微损探测获取木构件树种信息的方法和识别思路。【结果】以多基准的木材微损检测曲线数据库为基础，通过待识别曲线的比对分析，可实现木结构古建筑常用落叶松、杉木、松木、杨木等木材树种的初步鉴定，后续应在微损参数设计、基础数据库扩容以及比对算法完善方面加以改进。基于微损检测曲线进行木材树种比对，若木材密度相差较大，可分析曲线高低直接区分；若木材密度接近但曲线峰谷变化差异大，可根据曲线占比和曲线走势区分；若木材密度和曲线占比均接近，需综合古建筑历史记录、木材取材信息以及其他特征加以确定。实际应用中，结合传统取样鉴定结果并将取样构件的微损检测曲线增列至数据库，可提高识别精度。【结论】古建筑木构件用材树种现场识别是针对文物建筑特点的一种适宜性保护鉴定技术，该技术基于限定范围内木材微损检测曲线的相似度比对确定树种结果，可作为传统鉴定手段的有效补充。

以3~4年生新伐毛竹为试材,以青霉、木霉、黑曲霉为试菌,与常用的竹材防霉剂硼酸(HBO3)、百菌清等进行比较,对壳聚糖金属配合物(CMC)系列的壳聚糖铜配合物(CCC)、壳聚糖锌配合物(CZC)的防霉性能进行测试。结果表明:CCC和百菌清对木霉、青霉、黑曲霉防治效果均优于CZC、壳聚糖和硼酸;相比之下,CCC对青霉防治效果优于百菌清,而百菌清对木霉防治效果优于CCC。

为在不损害木构件功能情况下,于现场快速、有效地检测评估出构件材料的主要力学性能,以北京圆明园正觉寺鼓楼拆卸下来的落叶松材为试验对象,对力学试件进行应力波传播速度、微钻阻力、密度等检测,力图以微钻阻力与应力波速度平方的乘积(应力波-阻力模量)作为评估木构件材料力学性能的指标。经过与传统力学性能检测方法的检测结果对比发现:应力波-阻力模量与被测材料主要力学性能指标之间有较好的线性相关性,它与材料弹性模量、抗弯强度、顺纹抗压强度的决定系数分别为0.5056、0.2609、0.4773。为了更好地使应力波-阻力模量这个参数服务于古建筑木构件材料力学性能的快速检测与评估,建议使用95%置信度回归方程作为...

【目的】建立随时间变化的古建筑残损木构件多因子强度退化模型，验证基于概率密度演化方法对残损木构件进行可靠度分析的适用性，提高古建筑残损木构件可靠度分析的计算精度和效率，为古建筑保护中构件力学性能的量化和评估提供科学依据。【方法】综合考虑长期荷载、腐朽、虫蛀和干缩开裂对木材损伤的影响，借助已有模型和理论，建立木构件多因子损伤时变模型并推导出强度退化模型。以某古建筑木结构的典型柱为例，根据强度退化模型确定影响参数，对残损影响参数进行灵敏度计算及排序，通过设定阈值确定影响构件残损的关键参数，将非关键参数常数化以实现参数的初步降维。通过拉丁超立方法在关键参数的参数域内选点得到1 000组代表点，基于强度退化模型计算残余强度变化率，根据概率密度守恒构建概率密度演化方程，利用差分法求解得到残余强度比与随机参数的联合概率密度函数，在随机参数域内积分求得残余强度比随时间变化的概率密度函数，最后将概率密度函数在安全域内积分得到构件可靠度；同时基于蒙特卡罗法随机抽样产生10 000组参数数据对残损木柱进行可靠度分析，对比分析两种方法计算出木柱服役时间为1～1 000 a时的失效概率。【结果】随服役时间增加，木柱损伤变量逐渐增大，服役时间为1 000 a时1 000组不同参数值的构件几乎都达到失效界限；概率密度演化曲面中概率最高的残余强度比逐渐减小；构件失效概率随时间增大，即可靠度降低；服役时间为100、300、500、700、900 a的5个节点，蒙特卡罗法和概率密度演化方法计算所得的木柱失效概率差值分别为9.48%、3.92%、6.10%、8.40%、4.40%，在蒙特卡罗法参数取样量更多、计算用时更长的前提下，两者计算所得失效概率差值不超过10%。【结论】建立的多因子强度退化模型可用于木柱残余强度的评估和预测，但仍需要进一步的修正。基于概率密度演化方法对残损木构件进行可靠度分析是可行的，与蒙特卡罗法相比具有更高的效率。

为了快速、有效地筛查出古建筑木构件内部的缺陷,并估算其大小(尺寸),使用Fakopp应力波检测仪和微钻阻力仪,在尽可能小的损伤情况下,快速筛查古建筑圆柱形木构件内部缺陷及其大小(尺寸)。并选取北京市古建筑常用木材落叶松(圆盘)进行验证试验。结果表明,利用Fakopp应力波检测仪和微钻阻力仪可以现场筛查古建筑木构件的内部缺陷及其大小(尺寸)。

【目的】探讨铜唑(CuAz)防腐剂对重组木化学组分、防腐性能和物理力学性能的影响,以提高重组木的户外耐久性。【方法】采用水溶性CuAz防腐剂对杨木纤维化单板进行常压和真空浸渍处理,以酚醛胶为胶黏剂压制防腐重组木。【结果】CuAz防腐剂能进入导管、木射线和纤维等细胞的细胞腔和细胞壁中,并与细胞壁的半纤维素和木质素发生络合反应。经过白腐采绒革盖菌Coriolus versicolor和褐腐密黏褶菌Gloeophyllum trabeum 12周侵蚀,防腐重组木的质量损失率均小于10%,达到强耐腐等级。防腐重组木的吸水率、吸水厚度膨胀率和吸水宽度膨胀率均低于未经防腐处理的重组木。同时,防腐重组木的弹性模量和水平剪切强度优于未经防腐处理的重组木,但静曲强度相比对照组有所降低。【结论】CuAz防腐剂处理重组木,可提高重组木耐腐性能,改善其物理力学性能。图5表1参13

通过室内抑菌圈试验筛选用于制备防腐制剂的有效三唑类化合物,制备三唑制剂进行室内耐腐及野外耐久试验,以研究该制剂的防腐及防白蚁性能。结果表明:环丙唑醇(CY)、戊唑醇(TEB)和丙环唑(PPZ)对褐腐菌(GT)和白腐菌(TV)均具有很好的抑制效果。在室外地上(C3)使用条件下,对于CuPT(以PPZ、TEB和Cu为有效成分制备得到制剂,Cu∶PPZ∶TEB=50∶1∶1)各处理材,1.0kg·m-3推荐为合理载药量;对于PT(以PPZ和TEB为有效成分制备得到制剂,PPZ∶TEB=1∶1)各处理材,200g·m-3推荐为合理载药量。在室外与地接触(C4.1)使用条件下,对于CuCY(以Cu和CY...

通过对古建筑火灾危害性以及古建筑火灾原因简析,以西安古建筑的消防现状为例,结合古建筑消防规范,分析西安古建筑周边环境,得出古建消防改进意见,对西安古建筑保护有积极意义。

以现场检测古建筑木构件的缺陷和评价残余弹性模量为目的,采用三维应力波的方法对保国寺大殿C1柱进行了现场勘查。结果表明:三维应力波无损检测技术可较好地进行现场古建筑木构件内部缺陷的检测,不仅可以现场检测同一高度截面内的缺陷状况,而且还可以现场检测不同高度的截面之间的缺陷状况;通过波速在不同截面之间的变化状况,说明柱子的缺陷主要存在于近地面区域;三维应力波无损检测技术还可较好地进行现场古建筑木构件平均残余弹性模量评价,传感器之间的距离对柱子的平均残余弹性模量的测定影响相对较小。

【目的】研究木材生物病害严重区域木结构古建筑木构件用材树种选材原则及与生物病害的关系，深入认识我国古建筑用材的树种配置模式和生物病害规律，为古建筑修缮保护和古代建筑史研究提供科学依据。【方法】以12座木结构古建筑修缮时因病害更换下来的30份旧木构件为研究对象，检测其生物病害种类、位置和程度，在木构件上切取样品，根据样品腐朽程度选用碳蜡包埋或普通制片方法，采用滑走切片机制备15～20μm厚显微切片，光学显微镜观察微观构造和生物病害特征，参照IAWA针叶树和阔叶树木材识别特征一览表，依据国家标准进行木材树种识别和生物病害等级判定。【结果】12座木结构古建筑木构件用材树种涉及12科14属，针阔叶树材占比分别为43.3%和56.7%,其中杉木属、桦木属、杨木属和硬木松是常用树种。浙江省古建筑木构件用材最为丰富，河南、贵州省古建筑木构件用材以阔叶树为主，湖南省古建筑木构件用材以针叶树为主。10种木构件中，承重且体积较大的木构件用材树种主要是杉木、落叶松、银杏、硬木松、桦木、锥木、楠木、栎木、榆木、杨木、番龙眼和厚皮香；非承重且体积较小或装饰用木构件用材树种主要是杉木、桦木、杨木、椴木、榆木和臭椿。14种树种的物理力学强度中等，气干密度和抗弯强度最大的是栎木，最小的是杉木；木材强耐腐及耐腐的树种有9种；易开裂的有4种。木构件受腐朽真菌、木蜂、蠹虫和白蚁等不同程度危害；易受木蜂侵害的树种为杉木、桦木和硬木松，易受蠹虫侵害的树种为硬木松、桦木和杨木，易受白蚁蛀蚀的树种为杉木、榆木、栎木和锥木；所有树种均易受腐朽菌侵害，其中杉木、桦木和杨木占比较大。【结论】木材生物病害严重区域古建筑木构件用材特点存在明显差异，不同木构件用材和同类木构件用材均存在差异。选材原则：1)从建筑安全性能考虑，木材物理力学性能是用材选择的首要因素；2)从材料采伐运输的经济便捷性考虑，宜选用当地常见乡土树种；3)因“就地取材”为其重要选材原则，导致不同地区用材差异较大；4)一定程度上受木构件使用用途影响；5)一定程度上受古建筑地位和功能影响。木材生物病害与木构件用材选择密切相关：1)尽管树种天然耐腐性存在差别，但真菌腐朽仍是12座木结构古建筑木构件用材材性劣化的首要生物病害因素，说明腐朽与古建筑所处气候环境关系更密切；2)木构件虫蛀病害以木蜂和蠹虫危害为首，木蜂筑巢树种的选择与木蜂种类、构件种类和建筑地域有关。

大木作是中国古代建筑史中的重要内容，由于其知识点多、内容抽象且覆盖面广，仅靠传统的理论讲解并辅以图片说明，难以让学生真正理解并掌握。该文以重点文物保护单位“华林寺大殿”为例，利用虚拟现实内容创作引擎软件Idea VR构建华林寺大殿大木作虚拟模型，通过传统认知（即传统的“理论讲解+图片说明”）和虚拟认知（即虚拟环境下的大木构件拆装）实验，对虚拟环境下的华林寺大殿大木构件的认知开展实验研究。研究结果表明，虚拟认知方式对中国古建筑大木构件的感知及其理解的准确性明显高于传统认知方式，虚拟环境下的大木构件拆装教学不仅能激发学生的学习热忱、提高学生的学习兴趣，还能让学生直观地理解并掌握古建筑大木构件的名称及其相关内容。