敦煌莫高窟典型洞窟空气交换速率的对比分析

选择敦煌莫高窟10个典型洞窟用六氟化硫(SF6)气体进行洞窟内外空气交换速率的实验测定,结果表明:洞窟内外空气交换速率除受洞窟内外温度差、窟外风场(风向,风速)的影响外,还与洞窟所在层位、洞窟形制、主室大小、有无甬道及大小、有无游客参观密不可分。在有游客参观时,洞窟主室大小、甬道大小与交换速率具有指数相关性。在没有游客参观时,第一层(底层)、第二层洞窟主室体积、甬道体积与交换速率之间存在指数关系,而第三层洞窟体积和甬道体积与空气交换率呈正比例关系。游客参观对洞窟空气交换速率和洞窟空气质量影响较大,不同层位的洞窟影响并不一致。

开放参观对莫高窟洞窟微环境的影响

洞窟微环境相对湿度是影响壁画保存的关键因素,为了解开放参观对莫高窟洞窟相对湿度的影响,本研究选择莫高窟南区四个相似洞窟进行长达10年(2004~2013年)的定期监测,对比分析了开放洞窟和关闭洞窟其相对湿度的变化情况。结果表明:开放洞窟相对湿度在开放时段波动频率与游客参观频次正相关,发生降雨时开放洞窟相对湿度迅速上升,关闭洞窟可有效阻隔窟外相对湿度波动的影响。开放洞窟在参观量大的旅游旺季,其相对湿度月极大值、日较差月均值以及日极大值超过60%的频次均明显高于关闭洞窟。将开放洞窟关闭,关闭洞窟开放后,其相对湿度呈相反规律变化。开放参观会导致洞窟相对湿度水平显著升高,日波动幅度明显增大,从而增加壁画劣化风险。这些结论可为洞窟的预防性管理和风险评估提供科学依据。