古建筑木结构生物病害与保护

张显立

摘要：本文通过笔者亲身参与东莞可园古建筑保养维护工程的经历，根据可园古建筑日常巡查和修缮情况，结合可园古建筑木结构特点，对其发生的生物病害进行剖析探讨。笔者认为木材昆虫和木材微生物是危害可园古建筑木结构的主要生物因子，可园古建筑木构件在生物因子作用下主要成分被分解为简单化合物，木质强度降低甚至丧失，导致古建筑木结构受到破坏。同时笔者从实践出发，采取物理和化学手段对其进行消杀与预防，效果比较理想，总结整理出一套古建筑木结构生物病害预防保护措施。

关键词：东莞可园；木结构；生物病害；保养维护；预防保护

我国的古建筑多为木结构或内部大量使用木材的建筑体系，这类建筑被统称为木结构古建筑。可园亦属典型的园林式木结构古建筑，也曾经受到生物病害的威胁。近几年，可园人通过不懈努力，最終控制住了生物病害的发展。笔者结合工作实践总结了几种有效预防木结构生物危害、保护木结构安全的方法。

东莞可园始建于清道光三十年（1850年），为莞城区博厦村张敬修（1823—1864年）历时十余年建成。张敬修官至江西按察使署理布政使，是一员武将，又是一位文人，琴棋书画样样精通，善于雕刻和画兰。张敬修广交文人雅士，使东莞可园成为广府文化雅聚之地，又接纳居巢、居廉客居可园，孕育了撞粉、撞水法花鸟画，为岭南画派开辟了先河，成为岭南画派的重要策源地。可园精致玲珑，在2204.5平方米的土地上，亭台楼阁，山水桥榭、厅堂轩院，一应俱全，是连房广厦式古建筑群。全园立面为东部、南部低，西部、北部高，利于引导夏季爽风入园，并且能够阻挡冬季寒冷的西北风，主屋坐北朝南，光照充足，夏天暑气迫人，冬日沐浴暖阳。可园古建筑多采用砖木结构，青砖砌筑墙体，木结构采用抬梁式和穿斗式相结合的形式，设计精巧，特点突出。古典园林建筑艺术极富岭南特色，是广东园林的珍品，是岭南园林式博物馆的代表，对于研究岭南园林及建筑有着极其重要的价值。

一、可园木结构生物病害的特征

古建筑木结构生物病害就是指古建筑木结构受到微生物或昆虫等生物因子侵害，导致木构件发生腐朽或虫蛀，威胁木结构古建筑安全的现象。可园木结构生物病害以白蚁和腐朽菌危害为主。

（一）木材昆虫的特点及生活特征

1.白蚁

白蚁是世界性的重要害虫，常见的家白蚁对古建筑的危害要大于其他种类的白蚁。气候原因，我国白蚁的数量和种类都是南多北少。白蚁分为蚁王、蚁后、工蚁、兵蚁，它们分工明确，有组织有秩序地生活，属于繁殖蚁的蚁王和蚁后数量较少，负责繁殖；属于非繁殖蚁的工蚁和兵蚁数量较多，兵蚁负责保卫蚁巢，工蚁直接破坏物品为蚁群搜集食物。白蚁对建筑的危害非常严重，它们的眼睛已退化，怕光，不敢暴露在地表上活动，喜欢群居在潮湿黑暗的环境中。可园古建筑由于在二十世纪五六十年代曾被作为敬老院、民居等，有部分阴暗隐蔽、通风不畅、区域狭小的地方，白蚁在这些地方以及潮湿的青砖墙缝隙中爬行，以可园已经腐朽的杉木木构件为营养。被白蚁作为营养物资的枯木常被真菌感染，真菌能改变木材的成分和性质，真菌感染的木材对白蚁也有引诱作用，所以腐朽的木构件出现既有白蚁侵蚀的特征，也有真菌破坏的痕迹。如问花小院天花板上插进外西墙上的几根桁条，就被菌类和白蚁侵蚀，并且在青砖缝隙中发现过大量白蚁活动。由于及时进行了防治，现在可园古建筑经过系统养护环境得到很大改善。

根据白蚁活动的规律，我们发现4月下旬至7月上旬是白蚁活动最活跃的时间，最近几年可园古建筑几个地点发现白蚁活体都是在这个时间段，5月至6月在可园常见到飞蚁肆意飞舞，这个季节潮湿、闷热，为白蚁的繁殖提供了合适的温床，在这种气象条件下集中飞出来的白蚁是繁殖蚁，寻机扩张繁殖。白蚁还有“欺软怕硬”的特点，喜欢吃软一点的木材，软的吃完才选择吃硬的木材，比如可园的杉木木构件和杉木家具就多次发现被白蚁蛀蚀，而可园的坤甸木、酸枝木古家具目前还没有发现被白蚁等虫害破坏过的现象。

2.蠹虫（蛀虫）

蠹虫是咬器物的昆虫。主要有小蠹、长小蠹、粉蠹、长蠹、窃蠹。蠹虫中以粉蠹危害最大，含水量8%左右的木料是粉蠹最理想的啃咬对象，这类幼虫在危害木料时会排出大量粉末，在木料内钻孔及隧道内部经常造成海绵状的破坏，严重影响木料的结构。长蠹要在较干的木料中生存，窃蠹则相反，喜欢非常潮湿腐烂的木料。种类不同的蠹虫生活习性不同，但都会给木结构、木家具等造成危害。

2017年在例行对古建筑草草草堂展厅日常巡查时发现，其西临马路的闲置小暗室木窗户下方有大量木粉末，用工具撬开窗框的小孔检查，在孔内发现了粉蠹，于是用敌百虫进行消杀，效果不错。由于外面是马路，为了安全此窗户长期处于关闭状态，蠹虫喜欢阴暗安静的环境，狭小、漆黑、封闭的小暗室给它们提供了滋生的环境。

3.木蜂

木蜂并不以木料为食，为独居生活，常在干燥的木材上蛀孔营巢产卵繁殖。巢室为一列，用钻穴的木屑等杂物混成隔板将穴隔成多个空间贮存食物及养育后代，对木料也有一定的破坏。可园由于对虫害这方面防治措施得当，仅在可园门票房的木门门框上发现过一次中华木蜂，消杀后再也没有见过。

（二）木材微生物特点及生存特征

微生物对古建筑木结构的危害主要表现为木材被真菌侵害，真菌分霉菌、变色菌和腐朽菌，前两种对木材影响较小，腐朽菌危害较大。腐朽菌的生长和繁殖需要足够的条件，主要有营养、温度、湿度、空气和酸碱度等。腐朽菌包括褐腐菌、白腐菌、软腐菌。

1.褐腐菌

主要是分解木材中的纤维素和半纤维素，使木材呈龟裂状，木材呈褐色、质脆、深棕色，破裂成砖形，腐朽材容易粉碎解体。

2018年末，维修人员对可园古建筑双清室屋顶进行修缮，修缮原因是屋顶局部出现渗水情况，下雨天更甚，屋顶瓦件下滑移位，造成雨水渗入，木构件潮湿。加之双清室天花阁楼没有设计安全检查口，密闭空间加速了木构件腐朽霉烂，拆下来的檩椽已经严重糟朽，有的一碰就解体粉碎还掉粉末，受损原由是潮湿封闭的环境给褐腐菌和白蚁创造了生存条件。我们对腐烂的木构件进行了同材质、同规格的更换，并对新旧木构件全部进行防腐防虫刷漆保养，还给双清室天花阁楼增加了安全检查口。

2.白腐菌

能降解几乎所有的木材成分，尤其是木质素。木质素的快速降解导致腐朽材呈白色，木材在白腐过程中大部分纤维仍保持完整，且纤维结晶度变化不大，腐朽材会露出纤维状结构，腐朽材不容易粉碎解体，且富有弹性。2015年上半年，在例行白蚁防治检查时，从可园古建筑绿绮楼一楼走廊天花板缝隙发现有木质粉末掉下，于是对绿绮楼二楼走廊地板砖下的桁条进行仔细勘察，发现这批桁条内部严重腐烂，露出纤维状结构，朽木呈白色。经过批准后，我们对腐烂的桁条进行了同材质、同规格的更换，并对地板砖下所有新旧木构件进行了防腐防虫刷漆处理。

3.软腐菌

木材长期处于湿度大的环境中，因为受到软腐菌的侵害，木质变轻发软，所以称为软腐。软腐主要侵害木材表层，降解木质素的能力不如白腐菌，但由于它对环境的适应性较强，能在缺氧的条件下生长，喜欢在潮湿、温暖的条件下生长、繁殖，耐高温、高湿，酸碱，对防腐剂的耐药性比较强，破坏会更大。2006年，在修缮可园古建筑可堂屋时，笔者专门查看了拆换下来的檩、椽等朽木，发现这批朽木因木材细胞被软腐菌分解，引起木材糟烂、木质变轻，造成可堂部分木构件受破坏。可堂共三开间，为可园主体建筑，明间为敞廳较宽，左右次间为房间较窄。对比明显的是可堂明间的檩条等木构件是好的，而左右次间由于铺设有全封闭的天花板，通风不好，屋顶渗水造成木构件含水量太大蒸发太慢，才导致左右次间全部木构件受软腐菌和白蚁的侵蚀。维修时将明间原有的好檩条集中使用在左右次间屋顶上，明间统一换成同材质同规格的新木材，将左右次间全封闭的天花板改为半封闭可通风的天花板，对可堂所有新旧木构件进行防腐防虫刷漆处理，现在的可堂不存在任何虫腐隐患。

二、可园木结构生物病害发生的原因

潮湿的环境、狭小封闭的建筑空间、渗水漏雨以及绿化卫生管理情况，对木结构生物病害的发生产生了严重的影响。

（一）环境潮湿

岭南多雨，梅雨季节时间较长，东莞与南海距离较近，受海洋湿气流的影响，大部分时间雨量充沛，年平均降水量为1802.5毫米，是全国平均降水量的四五倍，暴雨、台风常给可园古建筑带来危害，可园位于老莞城区域，古建筑宅基低洼，北靠东江，又在二十多亩的可湖水塘边上，园区长年潮湿。古建筑区地下排水系统比较老旧，天井的雨水甚至要从古建筑房间地下的掩蔽水沟排出，遇到暴雨天古建筑存在排水不太畅通的困扰，历史原因和地形限制，内涝情况较为严重，进一步增加了园区潮湿度。可园最高古建筑邀山阁高17.5米，阴影比较大，湿度也就较大。可园古建筑材料多为青砖、红砂岩、黏土阶砖修建，这类建筑材料下雨时含水率高、散水较慢，导致古建筑湿度较大。

（二）通风不畅

可园之西段园墙青砖砌筑，实墙较高因西临国道没有开窗，且古建筑距园墙最窄处仅为0.6米，这部分古建筑通风不太理想。可园部分古建筑顶层天花楼阁比较封闭，通气的百叶窗较小，对屋顶木结构有一定的影响。可园部分古建筑楼层的木桁条都铺设在地板砖下，比较隐蔽，存在通风透气不畅的问题。

（三）存在渗水、漏雨现象

由于杂草落叶影响，可园有的古建筑局部还存在屋顶渗水、漏雨的情况，由于渗水、漏雨的现象较隐蔽不易发现或发现较晚，古建筑得不到及时养护，致使木构件含水量升高，给真菌和白蚁的滋生提供了环境，使古建筑受到破坏。

（四）植被卫生条件制约

可园古建筑邀山阁园墙内外五六棵大榕树和龙眼树树冠较大，笼罩的面积也较大，阴影和落叶造成古建筑墙根、路面、隐蔽角落等多处容易滋生野树、杂草、青苔，整个古建筑区水分蒸发较慢，容易给生物病害创造适合的生存条件，特别是园墙外的两棵大榕树，树冠较大且基本触及古建筑，这样会导致古建筑长期阴湿，虫菌也容易从树干蔓延到古建筑木结构。可园古建筑一些杂物房、旮旯处有游客扔的矿泉水瓶，清洁工没有及时清洁，含糖的饮料瓶最受白蚁青睐，这些都是导致菌类和白蚁滋生的隐患。

三、可园木结构生物病害防治措施

（一）做好日常保养维护

1.可园木结构的保养维护

（1）加强可园古建筑通风透气管理

重点检查古建筑木结构，确保通风透气，可园的传统管理方式是每天早上打开古建筑所有窗户让房间保持空气畅通，下班前关好各个窗户再走。遇雨天及时关闭门窗，针对天花板比较封闭的古建筑木结构要注意定期检查，经常打开天花板安全通风口进行通风透气。对古建筑巡查情况做好档案记录并存档管理。

（2）认真控制好可园古建筑木构件含水率。若检查发现古建筑屋顶渗水、漏雨，要及时修缮，确保古建筑木构件不被淋湿，对于过于潮湿的古建筑木构件必要时用风扇吹干，最好用烘干机烘干木构件的水分。必要时对过于潮湿的古建筑房间设置抽湿机进行抽湿处理，这样才能保证木构件的使用寿命更长久。木构件的含水率超过20%时就会发生微生物降解的现象，如果渗水、漏雨等原因导致木构件含水量增大，当含水率超过木材的纤维饱和点（28%～30%）时，就会造成木构件严重腐朽。

（3）定期做好可园古建筑木构件无损检测

无损检测是不破坏被检测对象的性能，应用物理和化学原理对物体进行有效检测，评价它们的连续性、完整性和安全性。传统的目测、尺量和敲击、检查木材表面硬度、钻取木心来检测内部腐朽度等检测手段是可园日常对木构件初步检测的常用方法。木材作为木结构建筑最主要的组成部分，是可园古建筑维护员日常巡查的重中之重，按照主次分级检测，对不同类型的木构件利用不同的无损检测手段进行不同程度的探测，为日常保养维护打下坚实的基础。

（4）做好木构件的维修

发现木构件有缺损时，能修复的及时修复，破损严重影响结构的要及时更换木构件，选用天然耐久性好、抗微生物和虫蛀能力强的木材，最好选采伐超过十几年的老木材。可园古建筑的修缮是根据原来木构件的材质和规格，绝大部分采用比较老的杉木，无论是原木构件，还是替换的新木构件，都必须经过防腐防虫处理和刷漆保养。

2.遇到台风暴雨，落实好保护可园古建筑的应急方案

平时多检查和疏通古建筑的排水系统，确保洪涝能够被及时排出。古建筑地面如果潮湿，必要时给古建筑地面洒上干石灰粉，干石灰粉具有吸水去湿、灭青苔杀菌的作用。

3.优化环境

做好可园园林绿化配置，保持园区环境优美，卫生整洁。要从细节处着手做好古建筑区园林绿化的修剪，虫害消杀、环境卫生工作不留死角。

（二）做好木材昆虫的预防与灭治

1.白蚁的防治

（1）挖巢法：找准蚁巢，彻底消杀清理干净，再放药预防。

（2）主动诱杀法：制作诱杀木桩或箱，放药诱杀白蚁。

（3）药杀法：把药粉喷洒在蚁路或白蚁常出没的地方消杀白蚁，并让白蚁携带药粉回巢传染给其他白蚁，间接消杀。

（4）熏杀法：对管道、树孔等窄小不易施药的地方可采用有毒气体或浓烟熏死白蚁。

（5）开水烫法：将开水倒入蚁穴、有白蚁的土壤或耐热的建筑材料上，达到无污染烫死白蚁的效果。

（6）灌根法：对发现有白蚁活动迹象的树木灌药预防和灭治，先把树根部泥土刨松，再用灭白蚁药剂按比例兑水灌根。

（7）破坏法：破坏白蚁的生存条件，保持整洁的环境，让白蚁无处安家。

这7种白蚁防治方法我们在可园都经常使用，特别是后面3种，是我们自己创新总结出来的，比较实用。还有应季的土办法，如夏季在灯下放置水桶，大量白飞蚁会主动掉进水桶而被淹毙。

可园在白蚁防治这方面做得特别到位，古建筑护理员除日常巡查外，每周二闭馆日，定期和白蚁防治专业人员共同对古建筑做全面的检查和投药预防，采用人工检查和视像白蚁探测仪检测，两种方法相结合来对古建筑构件进行检测。扫查，用视像白蚁探测仪对木构件进行扫查；看查，看木构件有无白蚁蛀蚀痕迹，如蚁路、分飞孔、通气孔、排便物等；听查，用工具敲击白蚁可能危害的木构件是否有空洞的声音；撬查，撬开可疑木材表面，核實有无白蚁活动等。变被动为主动，诱蚁消杀，并以预防为主、防消结合的方式防治白蚁等病虫害。可园消杀白蚁的药物是液体类和粉末类，交换使用效果最佳，在药物种类和用量上非常谨慎，严格遵守国家标准和要求，以前曾用过灭蚁清和氟虫腈配制的混合药粉消杀和预防白蚁，效果都不错。2009年7月，因氟虫腈对水生生物和蜜蜂风险很高而被国家禁止使用，现在我们一直轮换使用广昆白蚁药粉和药剂，并由具有白蚁防治资质的公司及专业人员来操作完成。经过可园人的努力，近几年来可园的白蚁得到有效控制。

2.蠹虫的预防与灭治

蠹虫的防治措施除用药物外，更换木料必须采用窑干燥的木材、熏蒸的木材，杀死虫卵后才可使用，一般采用硼菊酯、吡虫啉等防虫剂处理后的木材。使用敌百虫、敌敌畏、有氧乐果灭治蠹虫也很有成效。

3.木蜂的预防与灭治

可园在消杀木蜂的用药上用过浓度在800～1000倍40%的有氧乐果，将配好的药剂用针管注射进被木蜂等害虫侵蚀的木洞里，连续注射2次，效果比较理想。

（三）做好微生物病害的预防与灭治

1.破坏真菌生存的条件

潮湿环境适宜真菌在其中生存繁衍，最有效的办法就是使木结构常年处于通风干燥状态，并对木结构表面进行油漆涂饰处理，油漆涂层能使木材隔绝空气，又隔绝了水分，这样处理就彻底破坏了真菌生存的条件。可园除注重通风外，坚持对古建筑木结构有计划、有规律地定期油漆保养，每年还对古建筑木门窗、美人靠、木楼梯都采用传统的黑油漆保养，封檐板、天花板等彩绘木构件采取先涂刷防腐防虫剂再涂刷桐油进行养护，可园的花架、木护栏等都在油漆的基础上再使用桐油养护，这样的保养维护对可园的古建筑木构件起到了防腐防虫作用，既起到连结各结合点的融合作用，还为木材增加色彩，提升建筑的美观性。

2.化学防腐

将化学防腐防虫剂注入木构件内，把木构件变成有毒的物质，使真菌和昆虫无法在木构件中生存，防腐防虫害处理的方法有涂刷法、绷带法、喷淋法、常压浸泡处理法、注射法、吊瓶滴注法。

可园这些年来对古建筑木构件的保养维修基本是采取涂刷法、绷带法及喷淋法。涂刷法，就是用刷子把防腐防虫剂涂刷到木构件表面，反复多刷能加深药剂透渗深度。绷带法，这种方法主要用来处理埋在地下的桩柱之类的木构件，先将腐朽部分清除，然后涂刷覆防腐防虫剂制成的膏浆，并用防水布包扎保护。喷淋法，用喷雾器将防腐防虫药液喷在木构件表面，等喷的药液在木构件上稍干些再喷下一次，总共喷淋次数不低于3次。

无论是原有的木构件还是新换的木构件都要将防腐防虫药液反复涂刷3层再进行传统的油漆保养，对于要埋在地下或插入墙内的木构件部位一定要采取绷带法处理。如可园在修缮古建筑可堂和双清室时，采用了涂刷法对新旧木构件都进行了防腐防虫处理，针对插进墙内的木构件部位采用绷带法处理，将要入墙的这部分木材涂刷防腐防虫药液3层后再用烧熔的沥青涂刷2层，然后用防水布进行包扎才可入土入墙。可园湖边的紫藤兰花架、柳堤花架的主体部位和根部入土部位分别采用涂刷法和绷带法防腐防虫。不过可园古建筑木构件修缮大部分要求采用传统的老杉木，杜绝用容易裂缝的新嫩木材。可园还较少地使用过喷淋法和浸泡法，木构件面积较小适合用涂刷法，如门窗的框、檩条、过梁等。面积较大的门扇板、天花板等适合用喷雾器去喷，这样会使药液或油漆喷洒得更均匀些。比如我们最近维修的可园古建筑大木门，大木门在油漆保养前发现有一扇大门扇下端6cm厚的截面中心有一直径2cm、深20cm的木质腐朽窟窿。首先判断它因接触地面潮湿而腐朽，与虫害无关，然后及时修缮木门扇防止腐朽菌蔓延。首先将腐朽木用木凿掏出来，用吹风机将里面灰尘吹干净，其次将防腐防虫剂铜铬砷按国家标椎剂量喷入窟窿内，再次用稍小于2cm的木楔（浸泡过木材防腐防虫剂12小时以上）插进窟窿，最后用木材补缝专用原子灰灌满缝，将原子灰主剂和原子灰固化剂按100∶2的比例调和成膏，封住窟窿及整个门板的缝隙，由于原子灰混合膏硬化后会收缩，故间距10小时再补灌1次，等硬化后再打磨并油漆2层完工。因门扇面积较大，对于门扇的防腐防虫及油漆均采用喷雾器喷洒。木材防腐防虫剂有铜铬砷、硼化合物、季铵铜、铜唑等水载型木材防腐剂；木材防虫剂有联苯菊酯、毒死蜱、呲虫啉等。一定要严格按照国家标准GB/T 27654—2011、GB/T 27651—2011不同条件下的药量要求使用。

四、结语

随着步入中国特色社会主义新时代，国家对文物保护更加重视，党和国家领导人关于文物古建筑保护作出了一系列的指示批示，我们将立足中国实际，立足东莞实际，立足可园实际，进一步加强历史文化资源保护工作，建立历史文化遗产管理保护机制，做好古建筑木结构保护工作，让文物古建筑保存得更完整、更长久。

参考文献

[1]王艳华，马星霞.古建筑木结构生物危害勘察与保护知识100问[Z].2019.

[2]成俊卿，蔡少松.木材识别与利用[M].北京：中国林业出版社，1982.

[3]马星霞，蒋明亮，李志强.木材生物降解与保护[M].北京：中国林业出版社，2011.

[4]李玉栋，曹金珍，田振昆.防腐木材应用指南[M].北京：中国建筑工业出版社，2006.

[5]段新芳，黄荣凤.古建筑木结构无损检测和保护技术研究进展[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.