автореферат диссертации по культурологии, специальность ВАК РФ 24.00.03
диссертация на тему: Сохранение памятников из камня на открытом воздухе

Полный текст автореферата диссертации по теме "Сохранение памятников из камня на открытом воздухе"

/Б ОД - 8 ДЕК 1598

На правах рукописи

СИЗОВ БОРИС ТИМОФЕЕВИЧ

СОХРАНЕНИЕ ПАМЯТНИКОВ ИЗ КАМНЯ НА ОТКРЫТОМ ВОЗДУХЕ

( скульптура, архитектурный декор )

Специальность 24.00.03. Музееведение, консервация и реставрация историко-культурных объектов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата культурологии

Москва 1998

Работа выполнена

в Государственном научно-исследовательском институте реставрации

Научный руководитель:

доктор искусствоведения, заслуженный деятель искусств Ю.И. Гренберг

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук, заслуженный деятель искусств, проф. Е.М. Пашкин

доктор исторических наук, академик РАЕН, проф. Б.Я. Ставиский

Ведущая организация:

Центральные научно-реставрационные производственные мастерские Министерства культуры Российской Федерации

Защита состоится «6 » ЯМ&А РА 199-У г. в часов на заседании диссертационного совета К.064.49.01. Российского государственного гуманитарного университета по адресу: Москва, Миусская пл., 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГГУ

Автореферат разослан « »_1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат искусствоведения М.Д. Назарли

ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Музееведение и научные взгляды на сохранение памятников культуры, сформировавшиеся как часть гуманитарной науки, уже невозможно представить вне дисциплин точных наук изучения памятников архитектуры, археологии и скульптуры как материальных объектов. Естественнонаучные методы позволяют получить сведения о составе и свойствах материалов и технологии изготовления изучаемых объектов, истории их существования и переделках, расширяют наши знания о техническом уровне эпохи, помогают в проведении атрибуции. Вместе с тем, даже такое комплексное исследование не может полностью ответить на многие актуальные сегодня вопросы, в частности на выбор способов консервации и сохранения памятников на открытом воздухе.

В основу настоящего диссертационного исследования положен иной подход к рассматриваемой проблеме - выяснение взаимосвязей в системе «памятник - окружающая среда», позволяющих детально рассмотреть процессы старения ( разрушения ), выявить основные факторы, влияющие на эти процессы и выработать меры по снижению отрицательного воздействия этих факторов. Без такого рассмотрения невозможно определить допустимую степень реставрационного вмешательства в памятник, разработать оптимальные реставрационные технологии и, главное, обеспечить условия его сохранности, что особенно важно для памятников из камня (скульптура, архитектурный декор), находящихся на открытом воздухе.

Применение такого подхода к решению проблем, связанных с сохранением и консервацией камня в памятниках культуры, автор считает одной из основных задач диссертации. Что касается круга рассмотренных вопросов, теоретические и экспериментальные методы их решения, определяют междисциплинарный характер диссертационного исследования, выполненного на стыке гуманитарных, естественных и технических наук.

Постоянно изменяющаяся среда бытования памятников требует поиска новых средств защиты камня. В то же время, развивающаяся прикладная химия предоставляет все новые реставрационные материалы, эффективность и безопасность которых необходимо оценивать самым тщательным образом.

Можно с уверенностью сказать, что проблема сохранения памятников из камня на открытом воздухе будет актуальна всегда.

По мере накопления знаний и расширения технических возможностей могут меняться методы и масштабы приложения наших усилий: от работы с отдельной скульптурой или зданием до снижения загрязненности атмосферы в целых городах и регионах.

Объектом рассмотрения диссертационного исследования выбраны памятники культуры из камня в их взаимодействии с окружающей средой.

Цель работы - проанализировать и обобщить полученные автором за два с половиной десятилетия теоретические и практические результаты включающие:

- принципы натурного обследования памятников из камня и диагностики факторов разрушения;

способы оптимизации микроклимата памятников архитектуры, обеспечивающие сохранность декора;

- методы оценки эффективности материалов укрепления и консервации камня.

Выбор объекта исследования определил в качестве метода исследования - системное рассмотрение, системный подход к решению поставленных задач. При анализе результатов натурного обследования, выявлении разрушающих факторов и выборе методов сохранения, памятник рассматривается как часть системы, в которой происходят процессы обусловленные природными и антропогенными факторами.

При рассмотрении вопросов оценки эффективности реставрационных материалов мы также воспользуемся системным подходом, правда в несколько ином виде. При выборе формы и размеров образцов камня, методов их обработки и лабораторных испытаний мы будем исходить из того, что образец является элементарной ячейкой большого скульптурного блока или стены здания и в нем происходят те же процессы, что и в памятнике в целом.

Хронологические, типологические, региональные и климатические рамки, в которых автор рассматривает памятники из каменных материалов, достаточно широки, что обусловлено как постановкой самой проблемы, так и примененным методом исследования.

Научная новизна и теоретическая значимость выполненной работы состоит:

- во введении в научный обиход понятия нормальной влажности каменных материалов, предложенного в качестве критерия при диагностике факторов увлажнения и сформулированного на основе моделирования и анализа физических закономерностей взаимодействия влажного воздуха и капиллярно-пористой структуры камня;

\ в разработке критериев оценки теило-влажностного состЬяния конструкций древних зданий, обеспечивающего сохранность архитектурного декора;

- в постановке и решении задачи выбора оптимальных параметров микроклимата в соответствие с предложенными критериями и с учетом климатических данных;

- в разработке принципов лабораторной оценки эффективности применения реставрационных материалов, основанных на изучении процессов, происходящих в системе камень - реставрационный материал, под влиянием внешних воздействий.

Практическую значимость работы составляют: метод оценки влажностного состояния памятников из камня для диагностики источников увлажнения, методика ограниченного проветривания не отапливаемых памятников архитектуры, способ расчета параметров микроклимата памятников с учетом климатических данных, техническая реализация ряда методов оценки эффективности реставрационных обработок.

Апробация результатов диссертационного исследования проведена при обсуждении на ученом совете Государственного научно-исследовательского института реставрации и на кафедре учебно-научного центра реставрации и экспертизы Российского государственного гуманитарного университета. С 1974 по 1989 гг. содержание работы отражено в многочисленных научных докладах на российских и международных ( АБСтрия, Венгрия, Греция, Германия, Италия, Франция, Чехия, Швеция ) конференциях и семинарах; более чем в 30 публикациях, 9 из которых на английском языке, общим объемом около 15 п.л. По результатам работы получено авторское свидетельство (№2882438 от 28.02.1979. Композиция для структурного укрепления камня и способ ее приготовления. Аверкина М.И., Музовская С.Н., Тимофеева И.Б., Санаева Л.К., Ямова М.С., Томилина H.A., Сизов Б.Т., Постникова Т.В. ).

Материалы исследования используются в преподавательской лекционной практике:

- при чтении ( 1989 - 1998 гг. ) в Московском Государственном Художественно - Промышленном Университете им. Строганова лекционного курса «Сохранение и музеефикация памятников монументальной живописи»;

- при разработке учебных планов для специализации «Сохранение и консервация памятников декоративно-прикладного искусства из камня» на факультете Музеологии Российского Государственного Гуманитарного Университета;

Теоретические и практические результаты диссертационного \ исследования/ были апробированы и осуществлены на практике ■ автором диссертации, имеющим, квалификацию реставратора высшей категории:

- при натурном обследовании и разработке рекомендаций по защите и консервации белокаменного портала Рождественского собора ( XIII в. ) в г. Суздале, фасадов Успенского собора ( XV в. ) и Колокольни Ивана Великого ( XVI в. ) Московского Кремля, храмоздательной белокаменной доски церкви Мартиниана ( XVI в. ) Ферапонтова монастыря (Вологодская обл. ), мраморных скульптур некрополя Донского монастыря и Новодевичьего кладбища в Москве, белокаменных консолей Крестовой галереи ( XIII в. ) Домского собора в г. Риге, каменных «баб» ( XI - XIII вв. ) из экспозиции Днепропетровского исторического музея, петроглифов на памятнике археологии «Шишкинские писаницы» в восточной Сибири и ряде других памятников из камня;

- для нормализации температурно-влажностного режима путем применения метода ограниченного проветривания в соборе Рождества Богородицы ( XVI в. ) Ферапонтова монастыря и зданий комплекса мавзолея Ахмед Ясави ( XIV - XV вв.) в Казахстане;

- при выборе параметров микроклимата для Рождественского собора ( XVI в.) Пафнутий-Боровского монастыря ( Калужская обл. ), Спасо-Преображенского собора ( XVI в. ) Мирожского монастыря во Пскове , церкви Илии Пророка в Черкизове ( XVII в.) в Москве, Рождественского собора ( XIII в. ) в Суздале, собора Саввино-Сторожевского монастыря в Звенигороде, церкви Николы на Козлене

( XVII в.) в Вологде, мавзолея Гур - Эмир ( XIV в.) в Самарканде ( Узбекистан ) и других памятников архитектуры;

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения. К работе прилагается список использованной литературы, а также, в качестве приложения, даны математические выкладки, связанные с выводом формул, и таблицы, содержащие результаты расчетов и лабораторных испытаний.

Введение включает сведения о степени разработанности темы. В нем анализируются традиционные представления о режимах содержания древних зданий, в значительной степени собранные автором в конце 60-х -начале 70-х годов в ходе бесед с хранителями музеев, церковных и монастырских зданий. На примере существующих немногочисленных письменных и литературных источников автор прослеживает историческое и научное развитие принципов и методов обеспечения сохранности

памя\ников из камня Так первое, известное нам из письменных источников «наставление» монаха-иконописца Никодима Сийского об эксплуатации здания в зимний и весенне-летний периоды появилось уже в XVII веке. В более конкретной форме подобные правила были опубликованы одним из основоположников архитектурной реставрации в России П.П. Покрышкиным в 1915 г., а физическую суть этого метода сформулировал в 1970 году известный теплофизик К.Ф. Фокин. Эти устные и письменные сведения, дополненные автором диссертации при натурном обследовании (поиске остатков печей, внутристенных и подпольных каналов отопления и других систем обогрева и вентиляции ) многочисленных памятников XIII - XVIII вв. позволили выявить некоторые закономерности.

Большинство каменных культовых построек (соборов и церквей), возведенных до XVIII в., были не отапливаемыми. Среди них можно выделить два режима содержания. Большие по размерам, отдельно стоящие здания, как правило, закрывались на зиму ( "от Покрова до Пасхи", то есть с 14 октября по апрель - начало мая по новому стилю ). В этот период служба обычно велась в расположенной рядом небольшой, отапливаемой церкви. Соборы и церкви, имеющие теплые пристройки (трапезные палаты, притворы и т. д. ), функционировали и в зимнее время, ограниченно обогреваясь с помощью теплого воздуха, поступающего через дверные проемы из этих помещений.

Весьма примечательно одно изменение происшедшее в русской архитектуре, тесно связанное с режимом содержания зданий и климатическими особенностями: начиная с XIV в. в культовых постройках появляется такая часть здания, как подклет, представляющая для нас несомненный интерес.

В первоначальном типе крестово-купольного храма, заимствованного Русью в Византии, подклета не было. Впервые подклет появляется в царских теремных церквях - Благовещенском соборе Московского Кремля. В дальнейшем, начиная с XV в., подклет уже встречается в отдельно стоящих культовых постройках, не связанных с другими зданиями. Возникновение подклета, наряду с архитектурными ( например стремлением увеличить высоту храма ) и конструктивными ( удобством соединения с жилыми помещениями ) требованиями, можно объяснить желанием улучшить комфортность ( тепло-влажностные условия ) внутри здания и обеспечить его сохранение. Именно наличием подклета мы объясняем в первую очередь уникальную сохранность фресок Дионисия в ферапонтовском соборе.

Позднее подклет трансформируется в низкий зимний храм, отопление которого в холодный период создает тепло-влажностные условия, способствующие сохранению верхней церкви и ее убранства.

Примерами такого решения служат Владимирская церковь в селе Куркино и Троицкая церковь, что в Марчугах, XVII в Фаустово ( Московская обл. ), церковь Покрова в Филях XVII в. в Москве и ряд других построек XVII -XVIII вв.

Начиная с XVIII в. и, особенно в XIX в., еще более возрастает внимание к созданию комфортных условий внутри зданий. Этому благоприятствует развитие новых архитектурных стилей - ампира и классицизма. Одновременно во многих древних храмах устраиваются системы отопления. Однако их обогрев, особенно высоких центрических сооружений и сооружений со сложным объемно-пространственным решением ( крестово-купольный тип ), имеющих разную толщину стен по высоте, зачастую приводил к ухудшению состояния сохранности внутренних росписей и декора. Поэтому позже предпринимались попытки исправить положение строительными приемами. Так во владимирском Успенском соборе с уникальными росписями Андрея Рублева барабаны были «отсечены» от основного объема с помощью стеклянных фрамуг. Однако это не только не улучшило тепло-влажностный режим здания, но и исказило его архитектурный облик.

Приведенные примеры показывают, что проблема нормализации температурно-влажностного режима зданий существовала давно. Для жилых и гражданских зданий она решалась исходя из одной цели -обеспечить в помещении комфортные для людей условия. В этих случаях древние зодчие не были ограничены в выборе строительных приемов и средств. Место печи в той или иной части здания, расположение и размеры окон и дверей, общая планировка здания строго не регламентировались и диктовались преимущественно соображениями удобства.

Иначе обстояло дело в культовых сооружениях. Возведенные в соответствии с церковными требованиями в канонических архитектурно-конструктивных формах, созданных, как это, например, было с крестово-купольным типом храма, для теплого климата Византии, с определенной планировкой внутреннего пространства, эти здания не допускали существенных переделок, что создавало определенные трудности для их последующей эксплуатации и содержания.

Современные представления в области обеспечения сохранности памятников из камня от воздействия природных и антропогенных факторов можно свести к трем взаимодополняющим направлениям.

Инженерно-конструктивные способы защиты. Эти способы наиболее традиционны, так как и в древности и сейчас они защищают материалы памятника от одних и тех же факторов: осадков, грунтовых вод, верховодки. При натурном изучении памятников мы находим примеры широко распространенных и по сей день приемов. Это прокладка бересты

с качестве гидроизоляции, обмазка фундаментов и подземных частей стен глиной ( устройство глиняных «замков» ) и дренаж для защиты от увлажнения грунтовыми водами. Вблизи Ферапонтова монастыря автором диссертации обнаружены дренажные системы в виде глубоких рвов, заполненных валунами средней величины, сохранившиеся до наших дней в рабочем состоянии. Существовали и другие оригинальные технические решения. В качестве таковых можно упомянуть, например, устройство фундамента из крупных валунов, уложенных «па сухо», то есть без раствора, при возведении Успенского собора ( XV в. ) Кирнлло-Белозерского монастыря, расположенного на низком берегу Сиверского озера. Подобная система кладки препятствовала подсосу грунтовых вод. Со времени применения в памятниках архитектуры воздушных металлических связей появился способ защиты от коррозии металла, заведенного в стену, и одновременного предотвращения конденсационного увлажнения участков примыкающей каменной кладки, обусловленного высокой теплопроводностью металла. Такая комплексная защита достигалась путем оборачивания концов связей, находящихся в контакте с камнем, необезжиренной овечьей шерстью, которая служила теплоизоляцией и, одновременно, обладала гидрофобными свойствами.

Тепло физические методы сохранения направлены на стабилизацию термодинамического состояния камня, которое зависит от скорости изменения параметров окружающей среды, под которыми мы, прежде всего, понимаем температуру и относительную влажность воздуха, которые можно регулировать ( поддерживать ), позволяя снизить интенсивность процессов старения в камне и обеспечить его сохранность. В музейных условиях это требование выполнить просто. Достаточно в помещении или витрине, где находятся экспонат, поддерживать постоянные температуру и влажность. Гораздо сложнее обстоит дело с памятниками, находящимися на открытом воздухе, параметры которого непрерывно меняются. В этом случае нужно или изолировать памятник от внешних воздействий, или менять температуру и относительную влажность воздуха внутри здания таким образом, чтобы «компенсировать» воздействие внешнего климата. Поэтому теплофизические способы применимы для объектов музейного хранения и декора ( включая монументальную живопись ) в интерьере памятников архитектуры.

Говоря о химических методах консервации камня, подчеркнем, что предметом рассмотрения диссертации являются структурное укрепление и защитная обработка ( гидрофобизация ). Эти способы в отличие от инженерно-строительных и теплофизических реализуются путем вмешательства в подлинный материал памятника, частичной или полной модификацией его свойств.

\ В этой связи автором критически рассмотрен бытующий среди

реставраторов тезис об «обратимости», применяемых материалов. Смысл этого понятия состоит в том, что в ходе реставрации следует использовать материалы, которые можно удалить, вернув памятник в состояние до реставрации.

При реставрации скульптуры это побудило специалистов к подбору обратимых клеев и доделочиых масс, менее прочных, по сравнению с материалом произведения, которые могут быть удалены при повторной реставрации. Предполагается, что в этом случае мы имеем дело со «здоровым» материалом ( камнем ) подлинника Если же «состарился» сам материал и требуется его структурное укрепление, путем пропитки химическими составами, то уже нельзя столь однозначно трактовать требование обратимости Когда реставратор стоит перед дилеммой: или пропитать камень укрепляющим составом, или он рассыпется, то, очевидно, будет принято первое решение, независимо от того, «обратим» или нет, имеющийся в распоряжении реставратора материал

Другой аспект этой проблемы заключается в том, что если раньше принято было считать, что консервация должна быть сделана «на века», то сегодня вся последовательность работ по реставрации и сохранению памятников стала рассматриваться как определенный этап работ, который необходимо периодически повторять. В 1964 г. эю положение уже было сформулировано в Статье 3 Венецианской Хартии - «Консервация памятников предполагает, прежде всего, постоянство ухода за ними».

Поэтому одной из главных проблем в ходе диссертационного исследования было, учитывая современное многообразие химических продуктов, стремление к достоверной оценке эффективности и безопасности применения того или иного реставрационного материала.

Каменные материалы, применявшиеся при создании памятников культуры весьма многочисленны и разнообразны. В качестве основных из них следует назвать естественные ( известняки, доломиты, мрамора, песчаники, изверженные породы ) и искусственные материалы - кирпич ( плинфа ), керамика, растворы для выполнения лепного декора и скульптуры, а так же различные штукатурки. Все эти материалы, существенно различаться по химическому составу и свойствам. Однако для нас особенно валено то, что большинство из них относится к классу капиллярно-пористых тел, что, в конечном итоге, обуславливает сходные виды и механизмы разрушения: морозное, солевое, химическое и биологическое, температурно- усадочно- деформативное.

Традиционная классификация позволяет наглядно представить процессы, происходящие при изменении структуры камня. В то же время она не достаточно полно выявляет конкретную роль агрессивных факторов.

В схгличие от «традиционных» видов разрушения все изменения, происходящие в материале, автор рассматривает, разделив их на два типа, связанные, с особенностями воздействия внешней среды:

- первый тип - «квазистатическое» воздействие, обусловленное циклическим давлением на стенки капилляров, приводит к «расшатыванию» структуры, то есть к образованию и росту микротрещин, а в конечном итоге к деструкции материала. Этот процесс не связан с переносом вещества ( за исключением переноса водяных паров ) внутри материала;

- второй тип - «динамическое» воздействие, обусловленное растворением, переносом и осаждением солей и минералов камня.

Рассмотренные во Введении исторические сведения и обзор научных публикаций наглядно демонстрируют сложность проблемы сохранения памятников из камня и позволяют наметить основные этапы и последовательность ее решения: диагностика факторов разрушения => оптимизация микроклимата памятников архитектуры, обеспечивающего сохранность декора => разработка методов оценки эффективности материалов для укрепления и консервации камня.

ГЛАВА 1. НАТУРНОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ПАМЯТНИКОВ ИЗ КАМНЯ (ДИАГНОСТИКА ФАКТОРОВ РАЗРУШЕНИЯ)

Изучение реального состояния памятника является первым шагом при выборе мер по его сохранению. Диагностика патологии памятника, выявление источников увлажнения и других факторов разрушения совершенно необходимы для правильного выбора методов консервации. Без проведения подробного предварительного исследования реставрационное вмешательство часто лишь ухудшает состояние памятника. Это наглядно демонстрирует предпринятая в середине 1960-х гг. попытка нормализации влажности кладки и декора в интерьере мавзолея Гур-Эмир в Самарканде. В качестве источника увлажнения кладки и внутренней поверхности стен априори были признаны осадки проникающие через кровлю. В результате кровля была покрыта паронепроницаемым слоем фуриловой смолы, что через короткое время привело к ускорению разрушения декора в интерьере мавзолея. Последующие натурные исследования этого памятника, начатые в 1970 г. и завершенные автором диссертации в 1974 г., показали, что основным источником увлажнения декора были не осадки, а конденсат на внутренней поверхности стен, которые остаются холодными до середины лета. Трудно было предположить, что это обстоятельство никак не было учтено древними зодчими. И, действительно, в ходе исследования памятника в

кладке был обнаружен внутристенный кольцевой вентиляционный KanVn, имеющий выходы наружу, обеспечивающий прогрев стены в весенний период теплым уличным воздухом и удаление избыточной влаги из кладки. При проведении в 50-х годах нашего века инженерных работ по укреплению памятника этот канал был необдуманно заложен и превращен в антисейсмический пояс, то есть перестал выполнять свои первоначальные функции.

На основе проведенных исследований были разработаны рекомендации по нормализации влажностного состояния материалов памятника, включающие восстановление первоначальных функций внутристенного канала, удаление паронепроницаемого покрытия с кровли и ограниченный подогрев интерьера в зимне-весенний период для устранения конденсационного увлажнения каменных материалов.

Порядок и некоторые этапы натурного изучения памятников рассмотрены в диссертации на примере западного портала Рождественского собора XIII в. в г. Суздале

Схема такого обследования выглядит следующим образом:

- фотофиксация;

- составление картограммы материалов;

- составление картограммы разрушений;

- определение засоленности;

- минералого-петрографическое исследование материалов;

- оценка сезонного распределения влаги ( диагностика факторов увлажнения);

- оценка разрушения известняка ультразвуковым методом in situ.

Выполнение первых пяти пунктов схемы не вызывает сложностей.

При составлении картограмм разрушений использована

классификация, аналогичная предложенной французскими и итальянскими исследователями. Для определения качественного и количественного состава водорастворимых солей в известняке применена методика, разработанная в Государственном научно-исследовательском институте реставрации Е.В. Аринушкиной и Ф. Б. Аракелян. Минералого-петрографическое исследование осуществлено с помощью микроскопа МБС - 9 и поляризационного микроскопа МИН - 8 на прозрачных шлифах. Электронно-микроскопические исследования выполнены в ИГЕМ РАН на микроскопе JEM - 100С ( Япония ), оборудованным сканирующим ( растровым ) блоком AS ID - 4D и энергодисперсионным анализатором состава Kevex - 5100.

Наиболее важным представляется выполнение двух последних пунктов схемы натурного обследования: оценка сезонного распределения влаги и степени разрушения.

1.1 Оценка сезонного распределения влаги ( Понятие нормальной влажности каменных материалов ).

Между двумя видами воздействия ( разрушения ), рассмотренными во Введении, существует граница, имеющая четкий физический смысл, определяемый влагосодержанием материала.

В сорбционной области влажности материала ( при воздушно-сухом состоянии) действуют квазистатические процессы, в сверх сорбционной -преимущественно процессы динамического характера.

Наряду с подтверждением известного факта о первостепенном значении влаги в процессах старения, проведенное рассмотрение позволяет определить весьма важное понятие допустимой, или нормальной влажности материала.

Неоднократно предпринимались попытки выразить нормальную влажность известняка, кирпича и других капиллярно-пористых каменных материалов количественно (например, в объемных или весовых процентах) без сопоставления с другими структурными характеристиками. Однако такой подход заранее обречен на неудачу. Так для камня с открытой пористостью 5,0% содержание влаги равное 2,0% будет большим, так как заполнена почти половина пор, тогда как для камня с пористостью 30,0% такое содержание окажется незначительным.

Понятие границы сорбционной и сверх сорбционной влажности является весьма важным для выявления факторов разрушения и выбора способов сохранения материала памятника. При сверх сорбционной влажности материалов, в первую очередь, необходимо применять инженерно-конструктивные способы защиты в сочетании с химическими. При нормальной ( сорбционной ) влажности, сохранность материалов памятника обеспечивается теплофизическими методами: выбором и регулированием параметров микроклимата. Поэтому оценка реального равновесного влагосодержания капиллярно-пористых каменных материалов является важнейшим инструментом при диагностике патологии памятников.

Как уже было указано, изучение распределения влаги в каменных элементах памятника проводится в разные сезоны года, то есть при различных температурах окружающего воздуха. Результаты натурных исследований сопоставляются с сорбционной влажностью соответствующего каменного материала, полученной при лабораторных испытаниях. В то же время известно, что количество адсорбированной влаги зависит не только от относительной влажности окружающего

воздуха но и от температуры капиллярно-пористого материала. Иными

\

словами, например, влажность, известняка, равная 1,5 вес.% может быть нормальной для весны или осени, но высокой для теплого летнего периода.

Проведенные автором экспериментальные исследования сорбционных свойств древних штукатурок с росписью из церкви Святого Георгия XII в. в Старой Ладоге, красного кирпича из церкви Покрова в Филях XVII в. в Москве и известняка Рождественского собора в Суздале убедительно подтвердили теоретические выводы о том, что чем ниже температура, тем больше, при прочих равных условиях, может сорбировать влаги капиллярно-пористый материал.

Однако экспериментальное определение кривых сорбции при низких температурах является технически сложной и длительной процедурой. Поэтому автором был разработан метод графического построения изотерм сорбции каменных материалов при различных температурах на основании экспериментального определения сорбционных свойств при одной температуре, основанный на теории «потенциала влажности», проф. В.Н. Богословского.

Предложенный метод был апробирован автором при изучении белокаменного портала Рождественского собора XIII в. в г. Суздале для диагностики источников его увлажнения и выбора консервационных мер.

Обследование портала было проведено в наиболее показательные периоды года ( осень 1995 и весна 1996 гг. ) Средние значения температуры и относительной влажности воздуха в это время составляли 5°С и 65 - 70% соответственно.

Анализ результатов с учетом предложенного критерия нормальной влажности позволил установить весьма важный диагноз - выше 0,5 м., что значительно меньше обычной высоты подъема капиллярной влаги, -влагосодержание портала известняка не превышает нормального. Это исключает грунтовые воды или верховодку, как возможные источники увлажнения. Конденсационное увлажнение декора фасадов мало вероятно в осенний период. Наиболее вероятным источником остается влага, попадающая на цокольную часть портала в виде дождевых брызг от отмостки.

1.2. Ультразвуковой метод оценки степени разрушения камня

В последние годы ультразвуковые методы все чаще применяют при изучении in situ памятников из камня разных пород.

Поскольку у нас в стране серийно не выпускается оборудование для таких исследований, автором диссертации было разработано техническое задание, по которому в Московской Горной Академии изготовлен прибор АТОН-1, аналогичный прибору USG 20, выпускаемому фирмой Krompholz Geotron Elektronik (ФРГ).

Ультразвуковой \ метод с помощью прибора АТОН - 1 был использован для диагностики характера выветривания известняка портала Рождественского собора XIII в. в г. Суздале.

Отсутствие статистики ультразвукового изучения белокаменных памятников ( метод был применен автором диссертации впервые ) не дает пока возможности количественно оценивать изменение прочностных свойств известняка Тем не менее, специально разработанная методика позволяет зафиксировать начальную стадию выветривания и глубину деструктированного слоя камня.

Результаты исследовании, выполненные более чем для ста точек на портале собора не выявили зависимости скорости члыразвука от величины базы измерений, что позволило сделан» вывод об отсутствии поверхностной эрозии камня.

Таким образом, результаты натурного сезонного изучения ччагосодержания известняка, дополненные лабораторным исследованием его сорбнионных свойств и оцененные с использованием предложенного критерия нормальной влажности, позволили выявить основной источник увлажнения портала - осадки. Этот вывод совместно с данными ультразвуковых исследований степени выветривания известняка портала позволили предложить в качестве защитной меры - поверхностную гмдрофобнзацшо цокольной части портала без структурною укрепления камня, то есть достаточно безопасный для памятника способ В случае реального капиллярного подсоса гидрофобизация поверхности камня была бы не возможна и, даже, вредна.

Метод измерения скорости ультразвука с использованием прибора АТОН - 1 был использован автором для оценки эффективности реставрационных вмешательств и мониторинга состояния мраморных памятников на некрополе Донского монастыря в Москве.

Надгробие князю Н.Г. Щербатову ( середина XIX в. ) исследовано в 1992 ( через один сезон после проведения консервационных работ ) и в 1994 годах. Полученные через два года величины скорости ультразвука совпадают в пределах ошибки измерений, которая составляет для этого метода 10%. Это позволяет сделать вывод о том, что свойства мрамора, укрепленного с применением предложенной технологии, не меняются на начальном этапе, то есть в течение двух лет. Последующие ультразвуковые измерения с интервалом в пять - шесть лет позволят количественно оценивать изменение прочностных свойств материала памятника, обусловленные структурными изменениями.

Таким образом, автором предложен метод оценки эффективности реставрационных вмешательств in situ. Показано как ультразвуковой

\ метод, может быть использован для проведения мониторинга состояния памятников на основе изучения прочностных ( когезионных ) свойств каменных материалов не разрушающим ультразвуковым методом, и описан первый этап его проведения.

ГЛАВА 2. ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ СОХРАНЕНИЯ ПАМЯТНИКОВ

Как было отмечено, большинство древних культовых зданий не отапливалось. Единственным доступным средством улучшения их микроклимата и обеспечения сохранности было регулируемое проветривание. Наиболее сложным периодом года с точки зрения проветривания является весна, когда массивные, остывшие за зиму каменные конструкции и декор интерьера памятника могут легко увлажняться конденсатом из теплого воздуха, проникающего с улицы.

В древней Руси ( а в Новгороде до начала нынешнего века ) применялся оригинальный и, достаточно точный по физической сути, способ определения возможности проветривания не отапливаемых церквей. В наиболее холодной части здания стояла массивная стеклянная бутыль с водой, которую периодически выносили на улицу. Если при этом стекло запотевало, это означало, что наружный воздух, попадая внутрь и взаимодействуя с элементами интерьера, имеющими ту же температуру . что и бутыль, будет вызывать выпадение конденсата. То есть производить проветривание в такие периоды нельзя.

Однако, описанный древний способ проветривания, основанный на взаимодействии влажного воздуха с охлажденной стеклянной поверхностью не принимает во внимание особенностей конденсации водяных паров в капиллярно-пористых материалах.

Исследования сорбционных свойств древних материалов, выполненные автором, показали, что их влагосодержание начинает резко возрастать при относительной влажности окружающего воздуха равной 85-90%. При такой влажности начинается капиллярная конденсация. Для предотвращения (снижения интенсивности) этого процесса было предложено проветривать памятник в такие периоды, когда точка росы наружного воздуха (1тр. „.„) на 1,5-2,0 °С ниже температуры стены (^щ), иными словами, когда величина относительной влажности наружного воздуха при соприкосновении его с холодной внутренней поверхностью стены будет возрастать не до 100, а только до 80-85%.

Тогда условия проветривания не отапливаемых памятников архитектуры можно сформулировать следующим образом.

\ Для прогрева памятника и не допущения выпадеш)|я конденсата

необходимо выполнение следующих соотношений параметров наружного и внутреннего воздуха:

> 1„

1 = Г +1 <5°г 1степы 1т р II н. 1 ^

С 1983 г. по настоящее время метод ограниченного проветривания применяется для нормализации микроклимата ферапонтовского собора. При этом сотрудниками Музея фресок Дионисия инструментально зафиксировано улучшение температурно-влажностного режима памятника.

Метод ограниченного подогрева предложенный в конце 60-х годов Н.П. Зворыкиным и развитый автором диссертации в 70-х годах, базируется на двух положениях: температура внутреннего воздуха должна изменяться в течение года, обеспечивая заданную относительную влажность, а ее величина выбирается с учетом климатических особенностей места расположения памятника. Это была первая попытка рассмотреть условия сохранения памятника в системе с окружающей средой.

Ограниченный подогрев является своеобразным компромиссом между «прямолинейными», постоянными во времени музейными параметрами и, меняющимся, но слабо поддающимся регулированию, микроклиматом, который обеспечивает изящный метод «ограниченного проветривания».

Этот способ нормализации микроклимата применим в зданиях, оснащенных только системой отопления без увлажнения или кондиционирования воздуха.

При ограниченном подогреве наружный воздух с исходными значениями температуры ( ) и относительной влажности ( ср,, ), определяемыми климатическими особенностями, подогревается и подаётся внутрь здания. При этом относительная влажность воздуха после подогрева должна составлять 50-60% в зависимости от времени года.

По рекомендациям автора метод ограниченного подогрева был использован при нормализации температурно-влажностного режима в ряде памятников архитектуры с внутренним декором и настенными росписями - в соборе Мирожского монастыря ( XVI в.) во Пскове, в соборе Рождества Богородицы Пафнутий-Боровского монастыря ( XVI в. ) в Калужской области, в церкви Николы на Козлене ( XVII в.) в Вологде, в мавзолее Гур-Эмир ( XIV в.) в Самарканде ( Узбекистан ) и др.

Значения температуры (I) и относительной влажности воздуха ( ф ), предлагаемые разными авторами в качестве оптимальных для сохранения

декора и конструкций памятников архитектуры, лежат в довольно широких пределах: I ог 5 до 18-20°С; (р от 35 до 65-70 %.

Следует отметить, что при выборе этих параметров большинство исследователей исходит из статических свойств сохраняемого материала, не принимая во внимание процессы, происходящие в нем при взаимодействии с окружающей средой, параметры которой меняются в определенной закономерности. Однако такой подход к выбору условий сохранения камня в музее и в памятниках архитектуры привел к появлению практически одинаковых, постоянных во времени «оптимальных параметров».

Анализ результатов исследований сорбционной влажности древних материалов и их объемных деформаций позволил автору сделать принципиально важный вывод: можно менять температуру и относительную влажность воздуха таким образом, чтобы их сочетание обеспечивало неизменное равновесное влагосодермание материала, находящегося с ними в контакте.

Данные о необходимых сочетаниях температуры и относительной влажности могут быть получены путем определения сорбционной влажности материалов при различных температурах. Однако этот способ, как мы уже отмечали является весьма трудоемким. Нами был применен способ с использованием понятия относительного потенциала влажности. Полученный по этой методике один из рядов возможных сочетаний значений температуры и относительной влажности воздуха в интерьере памятника, обеспечивающих постоянство влагосодержания материала представлен в таблице 1.

Таблица 1. Парные значения температуры и относительной влажности воздуха, обеспечивающие постоянство равновесного влагосодержания капиллярно-пористых материалов.

температура (°С) 5,0 7,5 15,0 18,0 20,0

относительная влажность (%) 35 40 55 60 65

Таким образом, автором предложен метод выбора параметров микроклимата, с учетом климатических особенностей места расположения памятника, отвечающий сформулированным требованиям оптимачыюсти(безопасности ).

ГЛАВА 3. ХИМИЧЕСКИЕ МЕТбДЫ ЗАЩИТЫ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕСТАВРАЦИОННЫХ ОБРАБОТОК

По мере разработки и выпуска новых химических продуктов для укрепления и защиты камня возрастала потребность оценки эффективности и безопасности их применения. Вместе с тем стало очевидно, что наиболее распространенный и понятный способ оценки новых материалов путем «натурных испытаний» не может считаться удовлетворительным из-за неопределенности срока их проведения и неоднозначности интерпретации результатов, связанной с многофакторным воздействием окружающей среды.

Что касается прогнозирования долговечности обработанного камня путем испытания на «искусственное старение» в климатических камерах, и этот, весьма модный до настоящего времени метод, не дал ожидаемого результата. Поэтому исследователи-реставраторы разных стран обратились к хорошо разработанным и стандартизированным лабораторным методам испытания строительных материалов, что привело, однако, к возникновению огромного количества методов испытаний, затруднявших научное взаимопонимание исследователей разных стран, а иногда и живущих в одной стране.

Первая серьезная попытка унификации методов оценки эффективности реставрационных обработок камня была предпринята международной группой RILEM - 25 Р.Е.М. ( Международный союз лабораторий по испытанию строительных материалов и конструкций ) более 20 лет назад. Специалисты из 12 европейских стран (СССР был ' представлен С. Япертасом из Литвы и автором диссертации ) тщательно проанализировали существующие в каждой стране стандарты и методы испытаний. Отбор тестов для последующих рекомендаций происходил по двум признакам: значимость ( информативность ) для оценки реставрационных обработок и наличие в государственных стандартах. Работа этой группы завершилась выпуском документа ( «UNESCO -RILEM V . International Symposium. Détérioration and Protection of stone monuments. Expérimental methods» ), который можно рассматривать как международные рекомендации по методам испытаний камня. В последние годы рекомендации RILEM были дополнены преимущественно методами оценки эффективности защитных покрытий.

Поэтому в данной работе автором были решены следующие задачи, связанные с лабораторной оценкой эффективности реставрационных материалов'.

- сопоставление международных рекомендации и российских

стандартов на испытание каменных материалов;

\

- критическая оценка и, в отдельных случаях, уточнение теоретической основы их проведения;

- разработка и создание необходимого оборудование для проведения испытаний не предусмотренных ГОСТами.

- проведение оценки эффективности некоторых реставрационных материалов на образцах известняка Георгиевского карьера (Владимирская обл. ), близкого по свойствам белому камню портала Рождественского собора в Суздале для выбора мер по его консервации.

Для оценки эффективности реставрационных обработок автором был предложен комплекс тестов, который должен включать определение:

- открытой пористости ( ШЬЕМ 1.1.» ГОСТ 2409-80 );

- реальной и кажущейся плотности ( ШЬЕМ 1.2., ГОСТ 2409-80 );

- водопоглощения при полном погружении ( ШЬЕМ 1.1.,11.1., ГОСТ 240980 );

- коэффициента водопоглощения при капиллярном подсосе ( ШЬЕМ 11.6 );

- скорости впитывания капли ( ШЬЕМ 11.8а);

- паропроницаемости ( ШЬЕМ И.2., ГОСТ 25 898-83, ОСТ 10089- 39. М.Н.36);

- сорбции водяных паров (стандартов ШЬЕМ и ГОСТ нет);

-глубина и характер распределения укрепляющего состава ультразвуковым методом ( стандартов ШЬЕМ и ГОСТ нет).

Названный комплекс испытаний с использованием оборудования сконструированного и изготовленного под руководством автора диссертации был применен для оценки эффективности консервационных обработок Георгиевского известняка.

В результате выполнения настоящей работы в условия для проведения испытаний было внесено важное требование о необходимости предварительной выдержки образцов в течение 2-4 недель в зависимости от их размеров в климатической камере при / =20"С и (р =70

- 75%, принятое участниками международного проекта «ЕВРОМРАМОР» в Риме в 1997 г. Выполнение этого условия позволит, наряду с достоверной оценкой эффективности реставрационных материалов, объективно сравнивать результаты полученные в разных исследовательских лабораториях.

Важным практическим результатом проведенного исследования является выбор гидрофобизирующих составов для защиты белокаменного портала Рождественского собора в г. Суздале:

Кроме того, описанные методики оценки эффективности реставрационных материалов были использованы автором совместно с сотрудниками отдела монументальной скульптуры Государственного

научно-исследовательского института реставрации при разработке рекомендаций по защите и консервации Успенского собора и колокольни Ивана Великого Московского Кремля, Дмитриевского собора во Владимире, скульптуры Донского и Новодевичьего некрополей в Москве, белокаменных надгробных плит из собраний музея им. А. Рублева и музея фресок Дионисия и ряда других памятников.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Настоящая работа, явившаяся результатом двадцатипятилетней деятельности автора в области изучения и сохранения памятников из камня, впервые демонстрирует применение методически нового системного подхода при изучении «музейного предмета», как материального объекта, посредством установления и рассмотрения взаимосвязей (процессов), возникающих в нем в результате воздействия факторов окружающей среды.

Новый подход потребовал широкого использования теоретических и экспериментальных методов точных и естественных наук: применение термодинамического понятия «потенциала влажности», решение системы уравнений тепломассопереноса, применение качественного химического анализа, электронно-микроскопических исследований древних каменных материалов и ряда других.

Таким образом, системный подход позволил по-новому взглянуть на сохранение и консервацию памятников из камня на открытом воздухе, как на сложную комплексную проблему и, одновременно, разделил ее и конкретизировал в виде отдельных, связанных между собой задач, каждую из которых необходимо решать с использованием методов точных и естественных наук.

Это позволяет сказать, что представленная диссертация демонстрирует новый методический подход к такой важной проблемы, как сохранение памятников из камня на открытом воздухе. Вводит в научный обиход основные понятия, необходимые для ее решения. Предлагает принципы и конкретные методики по выбору способов и материалов для защиты камня. Приводит примеры их практического применения при изучении и сохранении конкретных памятников.

Основные работы, опубликованные по теме диссертации:

1. Сизов Б. Т. Наблюдения за температурно-влажностным режимом собора Рождества Богородицы Ферапонтова монастыря. // Реставрация, исследование и хранение музейных художественных ценностей. Реферативный сборник. Вып.2, М., Информкультура, 1982. - 0,3 п.л.

2. Сизов Б. Т. Хранитель Ферапонтова. // Ферапонтовский сборник., М., 1988, вып. 2. - 1,0 п.л.

3. СизовБ.Т., Постникова Т.В. Выбор методов оценки эффективности структурного укрепления каменных строительных материалов. // Консервация и реставрация музейных художественных ценностей. -Экспресс информация. М., 1984, вып.2. - 0,2 п.л.

4. СизоеБ.Т., Постникова Т.В. Проблемы структурного укрепления камня в памятниках архитектуры и оценка эффективности различных способов укрепления, // Реставрация, исследование и хранение музейных художественных ценностей. Обзорная информация, М., 1982, вып. 1. -3,0 п.л.

5. Сизов Б., Галвиныи Ю., Семенов С. Изучение источников увлажнения белокаменных консолей крестовой галереи Домского собора г. Риги / Сб. «Проблемы сохранения камня в крестовой галерее Рижского Домского ансамбля». Рига, 1990. - 0,4 п.л.

6. Сизов Б. Т. Тимофеева И.Б., Музовская О.А Укрепление камня полимерными материалами, // Элементоорганические соединения и их применение. Обзорная информация. М., 1982. - 2,5 п.л.

7. Богословский В.Н., Сизов Б.Т. Принципы выбора параметров температурно-влажностного режима древних зданий, обеспечивающих их сохранность. // Сб. «Научные исследования в области охраны памятников». Варшава, 1988. - 0,5 п.л.

8. Спицын А.Н., Сизов Б.Т., BexoeaJI.M. Исследование минералого-структурных преобразований материалов древних зданий. //

Сб. «Научные исследования в области охраны памятников». Варшава, 1988. - 0,3 п.л.

9. Зворыкин Н.П., Лихачева Д.М., Сизов Б.Т. Температурно-влажностный режим памятника архитектуры - мавзолея Гур-Эмир в Самарканде. // Реставрация, исследование и хранение музейных художественных ценностей. Реферативный сборник. М., 1976. вып.1. - 0,2 пл.

10. Михайлов A., Simon S., Сизов Б. Характеристика окружающей среды района испытаний по проекту EU - 496 «Eurocare - Euromarble» в Москве// Экспресс - информация.. М., 1995, вып. 4 - 5. - 0,5 пл.

11. Sizov В. Evaluation of moisture content measurements in stone. 8Л International Congress on Détérioration and Conservation of Stone. Berlin, 1996, Vol. 1.-0,5 пл.

12. Sizov В, Arttonova E. Conservation of limestone facades of the Nativity of Virgin Cathedral XIII c. in Suzdal. Proceedings of the 6th Workshop. Eurocare - Euromarble. Suzdal, 1995. - 0,3 п.л.

13. Antonova E, Sizov B, S. Simon The restoration of the marble Tomb to Prince Sherbatov at the Donskoy Monastery in Moscow. Proceedings of the 3. Workshop EUROKARE - EUROMARBLE, Bayerisches Landesamt fur Denkmalpflege - Zentrallabor, München 1993. - 0,3 п.л.

14. Mikhailov А.,. Simon S.,. Sizov B. Enviromental Parameters of the Test Site in Moscow included in the "EUROKARE - EUROMARBLE EU 496" Project. - EUROMARBLE, Bayerisches Landesamt fur Denkmalpflege -Zentrallabor, Proceedings of the 3. Workshop EUROKARE München 1993. -0,5 п.л.

15. Antonova E., Mikhailov A., Sisov В., Simon S. The tombs to Prince G. Scherbatov and to I. Dunin at the Donskoy Monastare in Moscow - Ultrasonic, investigations Proceedings of the 5. Workshop EUROKARE -EUROMARBLE, Bayerisches Landesamt fur Denkmalpflege - Zentrallabor, München 1995. - 0,4 п.л.

International Symposium. Deterioration and Protection of stone monuments. Experimental methods. UNESCO - RILEM V, Paris 1980. - коллектив 25 авторов из 12 стран - 6,0 п.л.

Текст диссертации на тему "Сохранение памятников из камня на открытом воздухе"

¿У/*?-с¿4/*-/

Государственный научно-исследовательский институт реставрации

На правах рукописи

СИЗОВ Борис Тимофеевич

СОХРАНЕНИЕ ПАМЯТНИКОВ ИЗ КАМНЯ НА ОТКРЫТОМ ВОЗДУХЕ

( СКУЛЬПТУРА, АРХИТЕКТУРНЫЙ ДЕКОР )

Специальность 24.00.03. - Музееведение, консервация и реставрация историко-культурных объектов

Диссертация на соискание ученой степени кандидата культурологии

Научный руководитель д. иск. Гренберг Ю.И.

МОСКВА -1998

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ

(ИСТОРИЯ ВОПРОСА, СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ

ПРОБЛЕМЫ И ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ) 3

ГЛАВА 1. НАТУРНОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ПАМЯТНИКОВ ИЗ КАМНЯ

( ДИАГНОСТИКА ФАКТОРОВ РАЗРУШЕНИЯ ) 37 1.¡..Оценка сезонного распределения влаги

(Понятие нормальной влажности каменных материалов) 53

1.2. Ультразвуковой метод оценки степени разрушения камня 61

ГЛАВА 2. ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ СОХРАНЕНИЯ

ПАМЯТНИКОВ 73

2.1. Регулируемое проветривание 73

2.2. Ограниченный ( щадящий ) подогрев 77

2.3. Оптимальные параметры микроклимата 80

ГЛАВА 3. ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ И ОЦЕНКА

ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕСТАВРАЦИОННЫХ ОБРАБОТОК 86

3.1. Методы лабораторных испытаний 90

3.2. Рекомендации по консервации портала Рождественского собора в Суздале 110

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 113

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 118

ПРИЛОЖЕНИЯ

126

ВВЕДЕНИЕ

Научные взгляды на реставрацию и сохранение памятников культуры за последние полтора столетия претерпели существенные качественные изменения от полного запрета любых вмешательств в древнее произведение, который предлагал в середине XIX в. выдающийся английский писатель и критик Джон Рёскин [92], отрицавший не только практические результаты, но и саму идею реставрации, через принципы «романтического» воссоздания реализованные во второй половине XIX в. знаменитым французским реставратором Виолле-ле-Дюком [31], до скрупулезного архитектурно - археологического метода, получившего в начале XX в. века развитие в работах П.П. Покрышкина [35], Б.Н. Засыпкина [21] и других русских исследователей.

Отчетливая тенденция этих изменений - сохранение подлинности древних произведений - в полной мере остается основой работы современных реставраторов-исследователей.

Музееведение и научные взгляды на сохранение памятников культуры, сформировавшиеся как часть гуманитарной науки, уже невозможно представить вне дисциплин точных наук изучения памятников архитектуры, археологии и скульптуры как материальных объектов. Естественнонаучные методы позволяют получить сведения о составе и свойствах материалов и технологии изготовления изучаемых объектов, истории их существования и переделках, расширяют наши знания о техническом уровне эпохи, помогают в проведении атрибуции. Этот подход к изучению памятника культуры в настоящее время разработан достаточно полно [16,17,34,56,60]. Вместе с тем, даже такой комплексный подход к исследованию не может полностью ответить на многие актуальные сегодня вопросы, в частности на выбор способов консервации и сохранения памятников на открытом воздухе.

В основу настоящего диссертационного исследования положен иной подход к рассматриваемой проблеме - выяснение взаимосвязей в системе «памятник - окружающая среда», позволяющих детально рассмотреть процессы старения ( разрушения ), выявить основные факторы, влияющие на эти процессы и выработать меры по снижению отрицательного воздействия этих факторов. Без такого рассмотрения невозможно определить допустимую степень реставрационного вмешательства в памятник, разработать оптимальные реставрационные технологии и, главное, обеспечить условия его сохранности, что особенно важно для памятников из камня (скульптура, архитектурный декор), находящихся на открытом воздухе.

Подобный системный подход к сохранению историко-культурных объектов стал применяться сравнительно недавно и касается инженерно-конструктивных аспектов реставрации архитектурных сооружений [33]. Автор одной из основных задач диссертации считает применение такого подхода к решению проблем, связанных с сохранением и консервацией камня в памятниках культуры.

В основу работы положен 25-летний теоретический и практический опыт автора по изучению и сохранению памятников из камня на открытом воздухе, приобретенный, прежде всего, за время работы в ведущих реставрационных организациях страны: Центральных научно-реставрационных производственных мастерских ( бывший Всесоюзный производственный научно-реставрационный комбинат, затем В/О «Союзреставрация» ) и Государственном научно-исследовательском институте реставрации ( Всесоюзный научно-исследовательский институт реставрации ), а так же, полученный в последнее десятилетие, в результате участия в различных международных проектах. В круг рассмотрения включены, прежде всего, памятники архитектуры центральной России, парковая и мемориальная скульптура. Для иллюстрации или подтверждения отдельных положений диссертации, использованы

результаты, полученные автором при исследовании памятников, расположенных на территории бывшего Советского Союза и других стран.

Сведения о традиционных режимах содержания древних зданий, в значительной степени собраны автором в конце 60-х - начале 70-х годов в ходе бесед с хранителями музеев, церковных и монастырских зданий. Эти преданные делу люди сохраняли в памяти и тщательно выполняли наставления и «инструкции» по содержанию зданий, полученные от предшественников. Среди них Валентин Иванович Вьюшин - бессменный многолетний хранитель Ферапонтова монастыря [49] и художник Н.И. Чернышев, проживавший в Антониевом монастыре Великого Новгорода. Из письменных источников, прежде всего следует назвать «Иконописный подлинник» Никодима Сийского XVII в. [15]. Это «наставление» монаха-иконописца об эксплуатации здания в зимний и весенне-летний периоды настолько интересно, что уместно привести его полностью:

«Оглавление о церквах каменных и древяных и о иконах и о ризнице и книгохранительнице и о прочих церковных потребах кои затворены бывают в зимное время и когда их потребно от зимы просушивати.

Марта месяца числе церковныя окна в ясныя ведренныя дни и в хлад ветра тепла в 3-м часу дни отворяти и за два часа до вечера затворяти. Аще и мразно тогда но ветрами вешними всякия вещи сиречь церковныя потребы зело зело сушить и холод ис церкви изводить и во внутренних пределех сушить и удобно творить. Потребно и в потомныя сиятельныя дни в ведренное время и егда хлад ветра блага отворяти окна и церковныя двери ради церковной просушки и прочих выше помянутых статей. А егда дождь и тепло велие или пасмурное время з дождем продолжающим тогда церковь и окна затворяти и отпоти в церкви не будет и никоего повреждения ни же тления церковным вещем. А когда буде мокро на иконах явится сиречь отпоть от воздушный теплоты губою мяхкою грецкою или платом чистым мяхким белым излехка мокроту отирати смотрителне чтоб повреждения не учинить золотой инокопи и краскам тогда олифа проста и левкас. От намочки на иконах хранитися должно дождливых времен церковь затворяти тогда. В ведренныя жив сиятельныя дни и в потребныя ветры церковь и окна вселетно отворяти должно. Благотрудие похвально и мзда от бога готова.»

В более конкретной форме подобные правила были опубликованы одним из основоположников архитектурной реставрации в России П.П. Покрышкиным в 1915 г. [35], а физическая суть этого метода сформулирована известным теплофизиком К.Ф. Фокиным в 1970 году ( подробнее в Главе 2 настоящей диссертации ). В работах архитектора-реставратора И.Г. Сахаровой [44] описаны примеры устройства отопления и вентиляции в зданиях XVI - XVIII вв.

Эти устные и письменные сведения, дополненные автором диссертации при натурном обследовании (поиске остатков печей, внутристенных и подпольных каналов отопления и других систем обогрева и вентиляции ) Рождественского собора XIII в. в Суздале, Смоленского собора XVII в. Ново девичьего монастыря и церкви Илии Пророка в Черкизове XVII в. в Москве, Владимирской церкви XVII в. в селе Куркино ( Московская обл. ), церкви Ильи Пророка в Рощенье XVIII в. в Вологде и ряда других памятников позволяют выявить некоторые закономерности.

Большинство каменных культовых построек (соборов и церквей), возведенных до XVIII в., были не отапливаемыми. Среди них можно выделить два режима содержания.

Большие по размерам, отдельно стоящие здания, как правило, закрывались на зиму ( "от Покрова до Пасхи", то есть с 14 октября по апрель -начало мая по новому стилю ). В этот период служба обычно велась в расположенной рядом небольшой, отапливаемой церкви. Так, например, два таких уникальных памятника домонгольской эпохи как собор Св. Георгия XII в. в Старой Ладоге и собор Бориса и Глеба XI в. в Кидекше никогда не были отапливаемыми. Поэтому и по сей день рядом с ними существуют небольшие церкви, в которых зимой происходит богослужение.

Соборы и церкви, имеющие теплые пристройки (трапезные палаты, притворы и т. д. )., функционировали и в зимнее время, ограниченно обогреваясь с помощью теплого воздуха, поступающего через дверные проемы

из этих помещений - церковь Михаила Архангела XVII в. с трапезной палатой Спасо-Андроникова монастыря в Москве, Рождественский собор Пафнутий-Боровского монастыря XVI в. в Калужской области и др. Однако, в ряде случаев, особенно на севере Руси, применение такого способа обогрева заставляло вносить изменения в конструкции интерьера здания. Так например, в церкви Введения ( начала XVI в. ) с трапезной и в Больничной церкви Евфимия ( XVII в. ) Кирилло-Белозерского монастыря ( Вологодская обл. ) были сооружены внутренние пониженные своды, а в одном из помещений самих Больничных палат пониженный деревянный потолок, которые обеспечивали сохранение тепла зимой в нижних зонах зданий. Интересным элементом интерьера высоких, преимущественно деревянных, а в отдельных случаях и каменных церковных зданий, появившимся в XVI в можно считать «деревянное небо», так же представляющее собой пониженный деревянный, как правило, расписной потолок. Его появление в первую очередь было обусловлено стремлением улучшить комфортность интерьера, как это можно видеть в соборе XVI в. Спасского монастыря на Угре (Калужская обл. ).

Со слов известного псковского архитектора-реставратора М.И. Семенова мы знаем еще об одном способе единовременного улучшения микроклимата церквей в холодный период. За час-два до начала службы в помещения вносили ведра с раскаленными древесными углями и расставляли на полу. Очевидно, такой подогрев одновременно способствовал снижению чрезмерной влажности, так как хорошо известна способность древесного угля сорбировать водяные пары воздуха. Можно предположить, что подобный способ локального обогрева существовал еще в домонгольский период. Об этом свидетельствуют обнаруженные в результате археологических исследований ряда памятников X -XIII вв. небольшие каменные ящики с остатками древесного угля, располагавшиеся в алтарной части храма [39] и предназначенные, скорее всего, для согревания священнослужителей.

Весьма примечательно одно изменение происшедшее в русской архитектуре, тесно связанное с режимом содержания зданий и климатическими особенностями: начиная с XIV в. в культовых постройках появляется такая часть здания, как подклет, представляющая для нас несомненный интерес.

В первоначальном типе крестово-купольного храма, заимствованного Русью в Византии, подклета не было. Впервые подклет появляется в царских теремных церквях - Благовещенском соборе Московского Кремля. В дальнейшем, начиная с XV в., подклет уже встречается в отдельно стоящих культовых постройках, не связанных с другими зданиями. В качестве наиболее ярких примеров архитектурных сооружений такого рода можно назвать собор Рождества Богородицы XV в. Ферапонтова монастыря, Церковь Вознесения в Коломенском XVI в., церковь Антипия, «что на колымажном дворе» XVI в. и Смоленский собор XVII в. Новодевичьего монастыря в Москве. Возникновение подклета, наряду с архитектурными ( например стремлением увеличить высоту храма ) и конструктивными ( удобством соединения с жилыми помещениями ) требованиями, можно объяснить желанием улучшить комфортность ( тепло-влажностные условия ) внутри здания и обеспечить его сохранение. Именно наличием подклета мы объясняем в первую очередь уникальную сохранность фресок Дионисия в ферапонтовском соборе.

Позднее подклет трансформируется в низкий зимний храм, отопление которого в холодный период создает тепло-влажностные условия, способствующие сохранению верхней церкви и ее убранства. Примерами такого решения служат Владимирская церковь в селе Куркино и Троицкая церковь, что в Марчугах, XVII в Фаустово ( Московская обл. ), церковь Покрова в Филях XVII в. в Москве и ряд других построек XVII - XVIII вв.

Начиная с XVIII в. и, особенно в XIX в., еще более возрастает внимание к созданию комфортных условий внутри зданий. Этому благоприятствует развитие новых архитектурных стилей - ампира и классицизма. Одновременно

во многих древних храмах устраиваются системы отопления. Однако их обогрев, особенно высоких центрических сооружений и сооружений со сложным объемно-пространственным решением ( крестово-купольный тип ), имеющих разную толщину стен по высоте, зачастую приводил к ухудшению состояния сохранности внутренних росписей и декора. Поэтому позже предпринимались попытки исправить положение строительными приемами. Так во владимирском Успенском соборе с уникальными росписями Андрея Рублева барабаны были «отсечены» от основного объема с помощью стеклянных фрамуг. Однако это не только не улучшило тепло-влажностный режим здания, но и исказило его архитектурный облик.

Приведенные примеры показывают, что проблема нормализации температурно-влажностного режима зданий существовала давно. Для жилых и гражданских зданий она решалась исходя из одной цели - обеспечить в помещении комфортные для людей условия [44]. В этих случаях древние зодчие не были ограничены в выборе строительных приемов и средств. Место печи в той или иной части здания, расположение и размеры окон и дверей, общая планировка здания строго не регламентировались и диктовались преимущественно соображениями удобства.

Иначе обстояло дело в культовых сооружениях. Возведенные в соответствии с церковными требованиями в канонических архитектурно-конструктивных формах, созданных, как это, например, было с крестово-купольным типом храма, для теплого климата Византии, с определенной планировкой внутреннего пространства, эти здания не допускали существенных переделок, что создавало определенные трудности для их последующей эксплуатации и содержания.

Современные представления в области обеспечения сохранности памятников из камня от воздействия природных и антропогенных факторов можно свести к трем взаимодополняющим направлениям.

Инженерно-конструктивные способы защиты. Эти способы наиболее традиционны, так как и в древности и сейчас они защищают материалы памятника от одних и тех же факторов: осадков, грунтовых вод, верховодки. При натурном изучении памятников мы находим примеры широко распространенных и по сей день приемов. Это прокладка бересты в качестве гидроизоляции, обмазка фундаментов и подземных частей стен глиной ( устройство глиняных «замков» ) и дренаж для защиты от увлажнения грунтовыми водами. Вблизи Ферапонтова монастыря автором диссертации обнаружены дренажные системы в виде глубоких рвов, заполненных валунами средней величины, вдоль крутого берега ручья, соединяющего Барадавское и Пасское озера, сохранившиеся до наших дней в рабочем состоянии. Можно предположить, что, в том или ином виде, они возникли уже в XVI в.. когда на этом месте была построена водяная мельница. Существовали и другие оригинальные технические решения. В качестве таковых можно упомянуть, например, устройство фундамента из крупных валунов, уложенных «на сухо», то есть без раствора, при возведении Успенского собора ( XV в. ) Кирилло-Белозерского монастыря, расположенного на низком берегу Сиверского озера. Подобная система кладки препятствовала подсосу грунтовых вод. Со времени применения в памятниках архитектуры воздушных металлических связей появился способ защиты от коррозии металла, заведенного в стену, и одновременного предотвращения конденсационного увлажнения участков примыкающей каменной кладки, обусловленного высокой теплопроводностью металла. Такая комплексная защита достигалась путем оборачивания концов связей, находящихся в контакте с камнем, необезжиренной овечьей шерстью, которая служила теплоизоляцией и, одновременно, обладая гидрофобными свойствами, защищала металл от влаги, находящейся в камне. Примеры такого

использования необезжиренной овечьей шерсти найдены при реставрации. Троицкой церкви XVIII в. в Свиблово.

Сущ�