为什么荷兰教堂墙上的著名绘画在恶化？为了回答这个问题，Eindhoven技术大学的研究人员使用了物理测量和模拟来评估水分升高如何影响教堂的艺术品。今天，我们将看到他们的研究如何帮助更好地了解这个文化遗产中发生的损害。
一个恶化的文化遗产网站：圣凯瑟琳教堂
当您进入一栋古老的建筑物（例如古老的教堂或城堡）时，您可能会觉得自己好像被历史所包围。您周围的建筑物通过殴打风暴和雨水幸存下来，在战争和冲突中站着，与周围的世界相同。尽管这些文化遗产的最初设计有助于其长期存在，但通常需要额外的保护来避免恶化。例如，让我们看一下荷兰列米尔斯（Lemiers）的一个教堂，荷兰称为圣凯瑟琳教堂（Saint Catherine's Chapel），该教堂在1967年被注册为荷兰州立纪念碑。
圣凯瑟琳教堂。Sigibert的图像 - 自己的作品。获得许可CC BY-SA 3.0， 通过Wikimedia Commons。
圣凯瑟琳教堂建于11个Th或12Th世纪，尽管较旧建筑物的遗迹存在于其基础之内，但可能来自8个Th世纪。整个教堂是荷兰第一类石教堂的唯一完整的例子。但是，这并不是教堂唯一声名狼藉的。它也是艺术家汉斯·特鲁伊恩（Hans Truijen）著名绘画的所在地，该绘画显示在内墙上。
如今，这些绘画的速度越来越大，尤其是在靠近地板的区域，整个部分消失了。但是是什么导致这种恶化？我们可以查看教堂周围的自然环境，以回答这个问题。
在圣凯瑟琳教堂内绘画恶化。Henk Schellen等人的图像。并从他们的188金宝搏优惠comsol会议2015年格勒诺布尔演讲。
高地下水位和附近有洪水倾向的小溪造成了结构问题。这些结合因素导致教堂下方的地下隐窝洪水，导致水在教堂墙上流动。随着水分的上升，其携带的盐被夹在墙壁内。然后，当盐干燥时，它形成的晶体具有溶质状态下盐量的80倍。这扩大了墙壁上的灰泥和过度劳累的油漆，损害了珍贵的艺术品。
为了防止这种情况，来自埃因霍温大学大学的研究团队使用了物理实验和Comsol多物理学的模拟能力，以更好地理解由于水分水平上升而造成的对文化遗产的损害。188金宝搏优惠他们还研究了该问题的解决方案，包括干燥策略和排水。
分析损害文化遗产的原因
在连续两年的时间里，研究人员收集了圣凯瑟琳教堂的广泛数据。这些测量值包括室内和室外空气温度以及相对湿度，外墙上的热通量，CO2浓度，太阳辐射，墙壁附近的微气候条件以及在不同墙点处的水分含量以及室内表面温度和相对湿度。
一种这样的测量值是水分含量，要求研究人员两次测量教堂的隐窝，一次被淹没到入口舱口，一次干燥时。从这些测量值中，他们发现高水分水平位于绘画损失最严重的地区：靠近地板和地下室上方的墙壁。此外，他们的测量表明，高地下水水平导致教堂的水分升高。
测量显示教堂墙中的平均水分含量。蓝线显示地下水位。Henk Schellen等人的图像。并从他们的188金宝搏优惠comsol会议2015年格勒诺布尔纸。
这样一来，研究小组验证了教堂的潮湿问题，但没有室内和室外气候条件与教堂绘画的恶化有关。他们的下一个目标是使用收集的测量结果为其模拟提供数据并验证其模型。
在comsol多物理学中建模圣凯瑟琳教堂188金宝搏优惠
首先，研究团队建造了教堂模型的多式湿热建筑或Hambase（热，空气和水分）。该模型将教堂分为三个区域：教堂（中殿和合唱团），阁楼和地下室。该模型使他们能够计算室内温度和相对湿度，这些温度和相对湿度是由于建筑特性以及室外气候，气候控制系统和建筑物使用的变化而发生的。
为了最大程度地减少模拟错误，团队还使用了反向建模技术。在这里，他们为教堂的三个区域中的每个区域中的每个区域都创建了一个热模型。比较表明，教堂和阁楼模拟结果与测量结果相似，与测量结果相比，阁楼显示夏季的温度更高。
比较教堂和阁楼的测量和模拟结果。Henk Schellen等人的图像。并从他们的188金宝搏优惠comsol会议2015年格勒诺布尔纸。
另一方面，地穴显示出任何区域的最大偏差。尽管隐窝的绝对湿度与测量数据进行了良好的比较，但相对湿度存在偏差。考虑到这一点，团队使用反向建模来仔细研究相对的湿度，并发现气温的轻微偏差会导致相对湿度的较大偏差。这种影响以及不准确的测量设备和缺乏其他水分来源可能导致模拟和测量结果之间的偏差。
左：比较地穴的测量结果和模拟结果。右：相对湿度的逆建模。Henk Schellen等人的图像。并从他们的188金宝搏优惠comsol会议2015年格勒诺布尔纸和介绍。
尽管到目前为止的结果很有用，但室内气候条件模型并不能使研究人员能够验证为什么教堂墙受到损坏。因此，他们决定使用用户定义的水分传输方程来对教堂墙中的水分传输进行建模。他们在这里的目标是创建一个准确描述多孔介质的润湿和干燥的模型 - 在这种情况下是教堂墙。
顶部：示意说明水吸收的示意图。底部：一年后墙上的水分含量。Henk Schellen等人的图像。并从他们的188金宝搏优惠Comsol会议2015年格勒诺布尔提交。
尽管教堂的确切材料特性尚不清楚，但模拟结果成功地说明了吸水在壁上的影响。通过查看盐分的运输和水的蒸发，研究人员能够确认水的上升是圣凯瑟琳教堂造成墙壁绘画恶化的主要原因。
防止对珍贵艺术品的进一步损害
了解圣凯瑟琳教堂恶化的原因是寻找保护这一文化遗产地点的方法的第一步。现在，我们可以研究在损坏无法修复之前防止水分升高的方法。尽管解决方案可能是昂贵和严格的，但研究团队确实找到了一种潜在的保护教堂艺术的方法：通过向粉底注入水含水的化学液，可以防止水分升高墙壁。通过这种方法，可以将绘画保存在子孙后代。希望这项研究的结果可以用来保护未来的其他文化遗产。
了解有关使用仿真分析建筑物的更多信息
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