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科技助力古建筑保护,构建智能监测新体系

公司动态

1月14日,央视中文国际频道‌(CCTV-4)《新质引擎》节目播出《科技智多星》,聚焦中冶建研院所属中冶检测认证有限公司峨眉山古建筑群监测预警工程项目,详细展示了监测预警系统的运行机制和实际效果,让观众深刻感受到了科技在文化遗产保护中的重要作用。

项目介绍

古建筑作为承载千年文明的活化石,其结构安全与风貌传承关乎文化根脉的延续。然而,岁月侵蚀、环境变迁、人为影响等诸多因素,让这些不可再生的文化瑰宝面临着结构老化、损伤隐患等多重挑战。在此背景下,中冶建研院秉持“科技赋能 文化传承”的理念,凭借其在建筑科研与工程技术领域的深厚积淀,以精准检测、科学评估、智能预警的全链条技术服务,为古建筑筑牢安全屏障,构建了覆盖“检测-评估-监测-预警-研究-标准”为一体的古建筑保护技术体系,彰显了“科技智多星”的专业担当与社会责任。百余项工程项目,如同繁星般遍布全国,织就了一张守护中华文明基因库的科技安全网。

峨眉山古建筑群位于佛教圣山峨眉山内,与这座“秀甲天下”名山的自然环境与景观融为密不可分的整体。古建筑群涵盖国保单位的报国寺、伏虎寺等五处重点寺院,在中国漫长的社会和文化发展历程中,具有广泛而深远的影响。

中冶建研院开展的峨眉山古建筑群监测预警工程项目,是对习近平总书记文化和自然遗产保护传承利用重要指示的生动实践,为世界遗产的预防性保护提供了科技赋能方案。技术团队经多次现场实地勘察、局部图像比对和数据采集发现,峨眉山文物建筑群虽保存基本完好,且近年来针对木构件糟朽、局部构件歪闪、部分构件劈裂、墙砖酥碱、脊饰脱落等问题开展了必要修缮工作,但受自然侵蚀、环境变化等多重因素影响,仍面临诸多不容忽视的破坏隐患。当前峨眉山文化遗产保护工作存在监测体系不完善、信息化薄弱等问题,难以实现文物病害早期预警与科学处置。为提升峨眉山古建筑群的科学管理水平,中冶建研院以科技赋能,构建智能化监测预警体系,提升峨眉山古建筑群管理水平,守护文化遗产安全。

从单体到全域:守护文明足迹的广阔实践

在皇家宫苑与圣地,进行精密把脉。从故宫博物院宁寿宫花园掇山叠石的稳定性监测,到避暑山庄文津阁假山的安全评估;从天安门地区文物建筑的常年监测巡检,到武当山建筑群、罗布林卡世界遗产地的动态监测预警系统建设。团队运用微变形监测、三维激光扫描、红外热成像等技术,在最小干预下,为这些标志性遗产建立“健康档案”,实现从周期性检修到常态化“体检”的转变。

在城市脉络中,平衡发展与保护。随着城市轨道交通的延伸,文物安全面临新课题。中冶建研院完成了北京地铁8号线、19号线、南京地铁6号线、南昌地铁3、4号线等沿线大量文物建筑的安全性评估与影响分析。通过施工振动与沉降的精细化模拟预测、实时第三方监测,确保了南京城墙仪凤门、绳金塔、十字街传统民居等文物在“地铁时代”的安然无恙,为城市现代化建设与历史文脉传承提供了科学的协同方案。

在革命星火与历史现场,加固红色记忆。对南昌新四军军部旧址、李大钊故居、寻乌调查旧址、延安革命旧址等一系列红色文物建筑的结构安全性鉴定与加固设计,不仅是对建筑本体的保护,更是运用科技手段守护中国共产党人的精神家园,让革命历史现场得以真实、稳固地传承。

在多样遗产类型中,破解专项难题。项目涵盖长城敌台、西藏寺院高边坡、四川摩崖造像保护设施、荆州城墙马面、古德寺近代穹顶、洪家楼天主教堂等极具挑战性的结构类型。团队针对砖石、土夯、木构、石窟等不同材质与形制,研发专用检测方法,为多项古建筑标准的制定提供保护准则。

技术体系的深度进化:从“诊断”到“智防”

基于大量项目实践经验,中冶建研院的古建筑保护体系已从初期的问题诊断,演进为融合感知、分析、预测、管控的智能化预防性保护平台。该平台以物联网、大数据、人工智能等前沿技术为支撑,构建了多源数据融合的监测网络。

立体感知网络:构建文物“数字孪生体”。在西藏托林寺佛塔、石门山摩崖造像等项目中,团队综合运用无人机倾斜摄影、地面三维激光扫描、红外热成像等技术,高精度还原文物本体及周边环境的现状信息,建立可测量、可分析的数字孪生模型。这不仅是记录,更为后续的位移监测、病害对比、修缮设计提供了唯一真实的数据基底。

多元传感融合:聆听建筑的“生命体征”。在养心殿研究性修缮预防性保护监测、故宫假山监测等项目中,部署了包括光纤光栅、微振传感器、温湿度传感器、裂缝计、倾角仪在内的物联网监测设备。这些设备如同植入文物内部的“神经元”,实时感知结构应变、振动、环境温湿度、病害发展等“生命体征”,数据无线传输至云平台,实现不间断监护。

智能分析预警:从“治已病”到“治未病”。面对南昌绳金塔在多重扰动下的响应分析、武安州辽塔长期稳定性监测等复杂问题,团队开发了基于大数据与结构力学模型的智能分析系统。系统能自动识别数据异常模式,区分环境温度变化引起的正常变形与结构损伤导致的异常变形,实现风险早期预警。这标志着保护策略从“损坏后修复”向“风险前干预”的根本性转变。

产学研用协同:夯实行业标准基石。深厚的实践催生科技创新与标准建设。中冶建研院牵头或深度参与多项国家科技支撑计划、国家重点研发计划、中国工程院项目等重大项目,编制《古建筑砖石结构维修与加固技术规范》《古建筑结构安全监测技术规范》《近现代文物建筑结构安全监测技术规范》《古建筑砖石结构现场勘查技术规范》《古建筑木结构现场勘查技术规范》等一系列国家、行业、地方与团体标准。与天津大学、中国文化遗产研究院、峨眉山世界文化和自然遗产研究院、山西省古建筑与彩塑壁画保护研究院等单位的合作,促进了科研成果向行业通用技术的转化,提升了文化遗产保护行业的整体科技水平。

文化遗产保护功在当代、利在千秋。中冶建研院未来将继续深耕古建筑保护领域,持续推进技术创新,不断完善检测监测技术体系,以更先进的科技手段、更专业的技术服务,为更多珍贵古建筑保驾护航,让千年文脉在科技的守护下得以永续传承,为推动文化强国建设贡献央企力量。

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来源丨 中冶建研院

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