《出水木质文物木材结构与性能检测技术规范》编制说明

《出水木质文物木材结构与性能检测技术规范》编制说明

一、工作简况

1、任务来源

中国国际科技促进会标准化工作委员会《关于开展<出水木质文物木材结构与性能检

测技术规范>团体标准立项通知》（【2023】中科促标字第476号），项目计划编号

CI2023166。

2、项目的制订背景

出水木质文物以古代木船为主，也包括木质生产和生活器具、近现代金属船舰的木质

构件等，是我国文物资源的重要组成部分，是我国历史文化遗产的重要载体，承载了灿烂

的中华文化，具有深远的世界影响和丰富的研究内涵。然而，出水木质文物经过长期埋藏

后木材已成为与现代健康材截然不同的“新木材”，具有保存状况差、病害类型多、降解

不均匀、物理性能大幅下降等复杂特点，现有木材科学理论与评估技术手段无法有效支撑

对其保存状况的科学准确评估。因此，开展出水木质文物木材结构与性能检测技术研究，

制订可行的检测技术规范，不仅可以为出水木质文物保存状况评估和有效保护提供有力的

技术保障，而且将是服务于国家“一带一路”战略，发掘传承中华文明，实现我国文化自

信的研究前提，也是在当今复杂的国际形势中，以史为证、提高中国话语权的重要依据。

现已发布的木质文物保护相关的国家标准和行业标准包括：出土竹木器漆类文物含水

率测定失重法（WW/T0086-2018）、馆藏出土竹木漆器类文物病害分类与图示（WW/T

0003-2007）、馆藏出土竹木漆器类文物保护修复方案编写规范（WW/T0008-2007）、馆

藏出土竹木漆器类文物保护修复档案记录规范（WW/T0011-2008）、可移动文物病害评估

技术规程竹木漆器类文物（WW/T0060-2014）等，但均无法满足出水木质文物木材结构

与性能等检测相关的科研、评估、保护等工作。此外，国内外在出水木质文物木材结构与

性能检测分析研究方面有一些文献发表，同时欧盟于2016年发布了EN16873Guidelines

fortheManagementofWaterloggedWoodonArchaeologicalTerrestrialSites（陆

地遗址出水考古木材管理指南），为保护具有考古或历史意义的陆地遗址出水考古木材从

发掘到实验室保护之间的包装、移动和运输提供了原则性指导。整体而言，目前国内外尚

未制订出水木质文物木材结构与性能检测技术规范相关的标准。

为此，本标准的制订侧重于出水木质文物木材结构与性能检测过程中的基本规定、检

测流程、检测方案、检测方法和报告出具等技术要求，从而为出水木质文物木材结构与性

2

能等检测相关的科研、评估、保护等工作提供技术规范支撑。本标准将适用于在出水木质

文物保护相关领域从事科学研究、文物保护、文物展览、教学培训等工作的技术人员，有

助于加强出水木质文物木材结构与性能检测技术标准化、规范化和高效化，同时为其他材

质类型文物相关标准的制定提供参考。

3、起草单位

本标准的起草单位有中国林业科学研究院木材工业研究所、国家文物局考古研究中心、

中国文化遗产研究院、北京科技大学、宁波市文化遗产管理研究院（国家水下文化遗产保

护宁波基地）。

本标准主要起草人：郭娟、席光兰、殷亚方、张治国、田兴玲、汪嘉君、韩刘杨、

金涛、高鑫、韩向娜、马灵玉、焦立超、马彪、张永刚、李仁、陈家宝、吴梦若、魏裕沛、

刘田田。

除说明全部起草单位外，还应列明参与人员姓名、单位、分工。

姓名工作单位分工

郭娟中国林业科学研究院木材工业研究所负责标准起草工作

席光兰国家文物局考古研究中心负责标准起草工作

殷亚方中国林业科学研究院木材工业研究所指导标准起草工作

张治国国家文物局考古研究中心指导标准起草工作

田兴玲中国文化遗产研究院参与标准起草工作

汪嘉君国家文物局考古研究中心标准起草核心骨干

重点参与完成出水木质文物考古木

韩刘扬北京科技大学

材性能检测方面标准起草工作

宁波市文化遗产管理研究院

金涛参与标准起草、讨论工作

（国家水下文化遗产保护宁波基地）

重点参与完成出水木质文物考古木

高鑫中国林业科学研究院木材工业研究所

材孔隙结构检测方面标准起草工作

韩向娜北京科技大学参与标准起草、讨论工作

马灵玉中国林业科学研究院木材工业研究所参与标准起草、讨论工作

焦立超中国林业科学研究院木材工业研究所参与标准起草、讨论工作

宁波市文化遗产管理研究院

马彪参与标准起草、讨论工作

（国家水下文化遗产保护宁波基地）

重点参与出水木质文物考古木材解

张永刚中国林业科学研究院木材工业研究所

剖结构检测方面标准起草工作

李仁中国林业科学研究院木材工业研究所标准前期准备工作

陈家宝中国林业科学研究院木材工业研究所标准前期准备工作

吴梦若北京科技大学标准前期准备工作

3

魏裕沛中国林业科学研究院木材工业研究所参与标准起草、讨论工作

刘田田北京科技大学参与标准起草、讨论工作

4、编制过程说明

4.1起草阶段

4.1.1成立标准制定工作组

标准制定工作组成员在开展国家重点研发计划项目“海洋出水木质文物关键保护技术

研发”（2020YFC1521800）期间，围绕海洋出水木质文物木材结构与性能研究开展了大量

基础研究工作。2022年6月15日成立《出水木质文物木材结构与性能检测技术规范》标准

起草工作组，起草小组成员主要包括中国林业科学研究院木材工业研究所、国家文物局考

古研究中心、中国文化遗产研究院、北京科技大学、宁波市文化遗产管理研究院（国家水

下文化遗产保护宁波基地）等标准建议发起单位的专家组成。

4.1.2确定工作计划

接受标准制定任务后，工作组立即着手制定标准工作计划。

4.1.3查询国内外相关标准和文献资料

2022年6月-2023月5月，起草小组查询国内外相关标准和文献资料，综合国内外相关

资料，坚持科学性与可操作性结合，按照文物样品分析结果以及文物的检测要求、安全可

靠等原则起草并确立标准大纲。

2023年6月1日本标准成功立项，项目计划编号CI2023166。同月，结合已有的数据与

研究成果，标准编制组编写完成标准草案和编制说明。

4.2征求意见阶段

为进一步完善标准技术内容，标准编制组多次讨论，对标准大纲及技术内容进行研讨，

修改后形成征求意见稿，6月由中国国际科促会标准化工作委员会在全国团体标准信息平

台，面向社会进行公开征求意见。同时由编制组组织向相关机构、单位进行定向征求意见。

4.3审查阶段

4.4报批阶段

二、标准编制原则、主要内容及其确定依据，修订标准时，还包括修订前后

技术内容的对比

1、标准的编写原则

本标准的编制，依据《中华人民共和国文物保护法实施条例》等法律法规的要求和标

4

准化管理的有关规定和编写要求，结合我国出水木质文物木材结构与性能研究的现状和特

点，本着实用、简便、科学、规范的原则，对出水木质文物木材结构与性能检测过程中的

基本规定、检测流程、检测方案、检测方法和报告出具等技术要求进行规范。

本标准编制遵循的主要原则为：

（1）严格按照GB/T1.1－2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草

规则》与国家有关标准化法律、法规要求编制，提高标准的规范性，使制定的标准满足系

列化、规范化、通用化的要求。

（2）在研究的基础上，根据试验结果，广泛征求林业系统、考古与文物保护研究界

的意见和建议。

（3）综合国内外相关资料，坚持科学性、可操作性、安全性的原则，重点解决出水

木质文物木材结构与性能检测分析方面的问题，满足国内市场发展需求。

综上所述，本标准是在先进性、适用性、可操作性、实用性、规范性的基础上进行编

制。

2、提出本标准的依据

本标准规定了出水木质文物木材结构与性能检测的技术要求，主要包括：术语与定义、

基本规定、出水木质文物木材结构与性能的检测流程、检测方案、检测方法和检测报告等。

（1）术语与定义：参照相关国家标准和行业标准，对本标准中涉及的术语与定义进

行界定和解释。

（2）基本规定：给出了本文件基于的四条基本规定。

（3）出水木质文物木材结构与性能的检测流程：首先调研，制定检测方案；其次，

收集基本信息，评估取样风险；第三，当出水木质文物的取样风险高或无取样需求即可满

足木材结构与性能检测要求时，采用无损检测方法开展出水木质文物木材结构与性能检测，

否则采用有损检测方法开展出水木质文物木材结构与性能检测；第四，出具检测报告；第

五，存档。

（4）出水木质文物木材结构与性能的检测方案：一般规定、出水木质文物木材结构

的检测方案、出水木质文物木材性能的检测方案。

（5）出水木质文物木材结构与性能的检测方法：基本信息收集、取样风险评估、无

损检测方法、有损检测方法。

其中，无损检测方法包含如下：

采用超景深显微镜无损开展出水木质文物木材解剖结构检测：将出水木质文物木材样

5

品置于超景深显微镜的工作台上，对准目标区域，调整放大倍数至观测面特征清晰后，采

集照片。

采用近红外分析法无损开展出水木质文物木材化学结构检测：参照GB/T37969-2019

近红外光谱定性分析通则；LY/T2053-2012木材的近红外光谱定性分析方法；LY/T2151-

2013木材综纤维素和酸不溶木质素含量测定近红外光谱法；NB/T10764-2021木质纤维素

类生物质原料灰分的测定近红外法。

采用三维扫描技术无损开展出水木质文物木材的外观特征：参照WW/T0082-2017古

建筑壁画数字化测绘技术规程。

采用工业计算机层析成像（CT）无损检测出水木质文物木材的内部形貌特征：参照

GB/T29034-2012无损检测工业计算机层析成像（CT）指南；GB/T29070-2012无损检

测工业计算机层析成像（CT）检测通用要求；GB/T29067-2012无损检测工业计算机层

析成像（CT）图像测量方法。

采用观测法无损检测出水木质文物木材的颜色：参照GB/T21172-2022感官分析产

品颜色感官评价导则。

采用硬度计法无损检测出水木质文物木材的硬度：参照GB/T38119-2019邵氏硬度计

的检验。

其中，有损检测方法包含如下：

采用光学显微镜分析方法检测出水木质文物木材解剖结构：将出水木质文物木材样品

制成厚度为10～20μm的切片，利用光学显微镜，在透射模式下检测切片中木材解剖结构

特征。

采用扫描电子显微镜分析方法检测出水木质文物木材解剖结构：将出水木质文物木材

样品表面拋平，利用扫描电子显微镜，检测木材解剖结构特征。

定量分析出水木质文物木材成分含量：参照GB/T2677.10-1995造纸原料综纤维素含

量的测定；GB/T2677.8-1994造纸原料酸不溶木素含量的测定；GB/T35816-2018生物质

原料分析方法抽提物含量的测定；GB/T742-2018造纸原料、纸浆、纸和纸板灼烧残余

物（灰分）的测定（575℃和900℃）。

采用傅里叶红外光谱分析方法检测出水木质文物木材化学结构：参照GB/T6040-2019

红外光谱分析方法通则；GB/T32199-2015红外光谱定性分析技术通则；GB/T32198-2015

红外光谱定量分析技术通则；GB/T35821-2018生物质/塑料复合材料生物质含量测定方法；

LY/T2554-2015木塑复合材料中生物质含量测定傅立叶变换红外光谱法。

6

采用热裂解-气相色谱质谱联用分析方法检测出水木质文物木材化学结构：选取肉眼

无外源物污染的出水木质文物木材部位，真空冷冻干燥，热裂解-气相色谱质谱联用分析

方法检测参考条件为采用恒温裂解方式，热裂解温度为450oC～600oC，裂解时间20μs。

色谱柱选用5%苯基-甲基聚硅氧烷石英毛细管柱（30m×0.25mm×0.25mm）或性能相当

的色谱柱；进样口温度参考条件为280oC，载体参考条件为氦气。柱温条件见表E.1。质谱

参考条件为离子源是电子轰击离子源（EI），离子源温度为230oC，采集方式为全扫描离

子采集模式，采集范围45m/z～800m/z。

采用扫描电镜-能谱分析方法检测出水木质文物木材化学结构：GB/T35099-2018微束

分析扫描电镜-能谱法大气细粒子单颗粒形貌与元素分析；ISO/TS10798-2011纳米技术.

使用扫描电镜与X射线能谱分析的单臂碳纳米管的特征描述。

采用X射线衍射分析检测出水木质文物木材化学结构：参照JY/T0587-2020多晶体X射

线衍射方法通则；JB/T9400-2010X射线衍射仪技术条件；SY/T5163-2018沉积岩中黏

土矿物和常见非黏土矿物X射线衍射分析方法。

采用低温核磁共振分析方法检测出水木质文物木材孔隙结构：选取出水木质文物木材

样品，制取直径8mm，木材纵向长度5～15mm的圆棒状试件，测定试样质量后，放入核磁

共振样品管中，用密封膜对样品管进行密封。低温核磁共振分析采用核磁共振分析测试仪，

仪器磁场强度为0.5T，磁体温度设定为32℃，变化范围±0.01℃。测试腔温控范围-

45℃～+30℃，核磁共振系统采用3M-FC770氟化液作为制冷循环液。

检测出水木质文物木材基本密度：参照GB/T1927.5-2021无疵小试样木材物理力学性

质试验方法第5部分：密度测定。

采用烘箱干燥法检测出水木质文物木材最大含水率：参照WW/T0086-2018出土竹木器

漆类文物含水率测定失重法。

采用冷冻干燥法检测出水木质文物木材孔隙结构：参照ASTME1342-1997用冷冻,冷

冻干燥,低温养护法对细菌,真菌,原生生物,病毒,遗传要素,以及动物和植物组织的保管；

BSENISO16720-2008土质.连续分析用冷冻-干燥法预处理样品。

检测出水木质文物木材的干缩率/尺寸稳定性：参照GB/T1927.3-2021无疵小试样木

材物理力学性质试验方法第3部分：生长轮宽度和晚材率测定；GB/T1927.6-2021无疵小

试样木材物理力学性质试验方法第6部分：干缩性测定。

采用动态水蒸气吸附分析仪检测出水木质文物木材吸湿性能：使用冷冻干燥在温度-

50～-30oC、真空度13～40帕的条件下干燥处理出水木质文物木材样品，研磨至40目～60

7

目粉末，准确称量20mg样品进行动态水蒸气吸附测试，测试体检设定在0～98%相对湿度

区间的吸湿-解吸曲线，质量精度0.1μg，温控范围25℃，各湿度的平衡条件设定为

dm/dt低于0.002%。

采用静态热机械分析仪检测出水木质文物木材的线膨胀系数：样品边长约5.00mm～

10.00mm，测试前保持试样处于气干状态。设置静态热机械分析仪的升温程序并开始试验，

在干燥氮气环境中、匀速升高的程序控制温度下，测量木质文物试样形变与温度间的关系，

记录形变随温度变化的曲线，进而计算所测出水木质文物在该温度区间内的平均线膨胀系

数。

采用静态热机械分析法检测出水木质文物木材的抗弯性能：三点弯曲夹具间的跨距L，

试样的宽b和厚度d；测试木质文物试样尺寸：8mm×2mm×0.3mm的薄木片（精确到

0.001mm），试样均匀，无大的孔洞和裂隙，测试前保持试样处于气干状态。数据处理方

法：将夹具跨距L、试样宽度b、厚度d、实时位移D、实时载荷P代入公式=3PL/(2bd^2)，

得出试样的应力，试样应变为=6Dd/L^2，画出应力应变曲线，试样断裂的瞬时应力即

为试样的抗弯强度σ。

使用配置小尺寸样品力学性能测试附件的万能力学试验机检测出水木质文物木材的抗

弯性能：测试木质文物试样尺寸：35mm×7mm×3mm，试样均匀，无大的孔洞和裂隙，

测试前保持试样处于气干状态。数据处理方法同静态热机械分析法。

（6）出水木质文物木材结构与性能的检测报告：主要包括出水木质文物基本信息表、

检测信息及结果、以及与正文有关的数据和图片等内容。

（7）出水木质文物木材检测样品的存档。

3、制定本标准的基础

申报单位中国林业科学研究院木材工业研究所是国家林业和草原局直属科研机构，长

期从事木材（含考古出土、出水木材）相关科学与技术研究。作为我国木材科研的国家队

和全国木材科学技术研究中心，拥有行业唯一的新序列国家工程研究中心、馆藏量亚洲第

一的国家林草局木材标本资源库（含我国首个考古木材标本专题库）、入选我国首家

“CITES全球野生动植物鉴定实验室”以及国家质量检验检测中心、国家木竹产业技术创

新战略联盟等。近年来，先后参与“小白礁I号”、“南海I号”等饱水木质文物保护项目，

作为十三五国家重点研发计划课题“海洋出水木质文物保存状况评估体系研究”承担单位，

系统开展了适用于饱水考古木材保存状况评估的方法体系研究工作，创建了考古木材多层

级信息表征技术，挖掘了考古木材的解剖、化学、晶体与孔隙结构信息，筛选考古木材结

8

构特征关键指标，构建无损/微损结构保存状况评估模型，相关工作已发表SCI论文14篇，

中文核心1篇，授权国家发明专利3项，实用新型专利1项，应用于“南海Ⅰ号”、曾侯乙

墓、浙江宁波余姚井头山遗址等5处全国年度十大考古发现，以及“小白礁Ⅰ号”、“致

远舰”、“长江口Ⅱ号”等5项我国海洋文化遗产保护工作。

参与单位国家文物局考古研究中心是国内唯一从事水下文化遗产保护的国家文物局直

属正局级事业单位，负责统筹全国水下文化遗产保护业务工作，实施水下文化遗产调查、

发掘、研究和保护等工作，在出水文物保护、沿海海域水下遗产保护等方面具有强大的科

研力量和能力。近几年陆续开展了“南海I号”现场保护关键技术、“南澳I号”凝结物保

护、“小白礁I号”清代沉船二期保护修复、致远舰经远舰出水文物保护等多项木质文物

保护工作，积累了丰富的经验。中心在青岛建设有北海基地，内设出水文物保护实验室与

沉船修复室，配有文物保护相关仪器设备。

参与单位中国文化遗产研究院我国文物保护领域的综合性国家级科研机构，具备文物

保护研究需要的科学实验室。特别是2013年专门成立了出水文物保护实验室成立，组建了

出水文物保护研究和实施团队，对所承接的“华光礁I号”、“南澳I号”、“小白礁I号”

及致远舰等沉船木质文物的保存状况开展了深入的分析和研究。

参与单位北京科技大学是教育部直属全国重点大学，是“双一流”建设高校、国家

“211工程”和“985工程优势学科创新平台”建设高校。北科大科技史与文化遗产研究院

下设文化遗产保护研究所、冶金与材料史研究所、科技与文化研究所、工业遗产研究所，

还拥有材料考古与保护教育部重点实验室、金属与矿冶文化遗产国家文物局重点科研基地、

北京市文物局重点科研基地、传统金属工艺全国普通高校中华优秀传统文化传承基地。韩

向娜、韩刘杨团队开发了一系列适用于出水木质文物物理力学性能测试的新方法，研发了

模拟饱水考古木材高效制备方法，也在出水木质文物加固材料研发和加固效果评估方面进

行了大量研究，已发表相关论文20余篇，获得专利8项，专著1部。以上方法应用于“南海

I号”、“小白礁Ⅰ号”、宁波慈溪潮塘江元代沉等多处艘沉船的物理力学性能评估。

参与单位宁波市文化遗产管理研究院（国家水下文化遗产保护宁波基地）承担着浙江

沿海及内陆水域考古调查、探测、发掘和保护、研究任务，并广泛参与国内多项重大水下

文化遗产保护项目，是国内较早从事水下考古和出水文物保护工作的文博机构之一，先后

建成国内第一个水下考古工作站、第一个国家水下文化遗产保护基地和第一个县级水下文

化遗产保护工作站，专业人才力量稳居全国前列。已发掘古沉船6条，实施完成和义路南

宋古沉船保护修复，正在实施或合作开展和义路唐代龙舟、“小白礁Ⅰ号”清代古船、慈

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溪潮塘江元代沉船的保护修复工作，在古船保护方面具有丰富的经验和较高的水平。出版

沉船考古发掘报告1部，在国外知名及国内核心期刊发表沉船考古和科技保护方面的论文

10余篇。

标准依托的主要技术已应用于“南海I号”南宋沉船、小白礁I号沉船、长江口Ⅱ号沉

船、宁波慈溪潮塘江元代沉船、“碗礁Ⅰ号”沉船等出水木质文物木材结构与性能检测、

保存状况等领域。项目成果的推广应用大幅提高了木质文物木材信息的完整、准确与全面

提取的效率与效果，同时也大幅提升了木质文物的保存保护研究能力，助力发掘和传承中

华文明，并为实现我国文化自信的提供了重要科技保障，产生了显著的社会效益。

4实验内容

本标准内容包括范围、规范性引用文件、术语和定义、出水木质文物木材结构与性能

检测过程中的基本规定、检测流程、检测方案、检测方法和报告出具等技术要求。

5实际应用效果

无。

三、试验验证的分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济效益、社会效

益和生态效益

1主要试验或验证的分析

无损检测方法包含如下：

采用超景深显微镜无损开展出水木质文物木材解剖结构检测：将出水木质文物木材样

品置于超景深显微镜的工作台上，对准目标区域，调整放大倍数至观测面特征清晰后，采

集照片。

采用近红外分析法无损开展出水木质文物木材化学结构检测：参照GB/T37969-2019

近红外光谱定性分析通则；LY/T2053-2012木材的近红外光谱定性分析方法；LY/T2151-

2013木材综纤维素和酸不溶木质素含量测定近红外光谱法；NB/T10764-2021木质纤维素

类生物质原料灰分的测定近红外法。

采用三维扫描技术无损开展出水木质文物木材的外观特征：参照WW/T0082-2017古

建筑壁画数字化测绘技术规程。

采用工业计算机层析成像（CT）无损检测出水木质文物木材的内部形貌特征：参照

GB/T29034-2012无损检测工业计算机层析成像（CT）指南；GB/T29070-2012无损检

测工业计算机层析成像（CT）检测通用要求；GB/T29067-2012无损检测工业计算机层

1

0

析成像（CT）图像测量方法。

采用观测法无损检测出水木质文物木材的颜色：参照GB/T21172-2022感官分析产

品颜色感官评价导则。

采用硬度计法无损检测出水木质文物木材的硬度：参照GB/T38119-2019邵氏硬度计

的检验。

其中，有损检测方法包含如下：

采用光学显微镜分析方法检测出水木质文物木材解剖结构：将出水木质文物木材样品

制成厚度为10～20μm的切片，利用光学显微镜，在透射模式下检测切片中木材解剖结构

特征。

采用扫描电子显微镜分析方法检测出水木质文物木材解剖结构：将出水木质文物木材

样品表面拋平，利用扫描电子显微镜，检测木材解剖结构特征。

定量分析出水木质文物木材成分含量：参照GB/T2677.10-1995造纸原料综纤维素含

量的测定；GB/T2677.8-1994造纸原料酸不溶木素含量的测定；GB/T35816-2018生物质

原料分析方法抽提物含量的测定；GB/T742-2018造纸原料、纸浆、纸和纸板灼烧残余

物（灰分）的测定（575℃和900℃）。

采用傅里叶红外光谱分析方法检测出水木质文物木材化学结构：参照GB/T6040-2019

红外光谱分析方法通则；GB/T32199-2015红外光谱定性分析技术通则；GB/T32198-2015

红外光谱定量分析技术通则；GB/T35821-2018生物质/塑料复合材料生物质含量测定方法；

LY/T2554-2015木塑复合材料中生物质含量测定傅立叶变换红外光谱法。

采用热裂解-气相色谱质谱联用分析方法检测出水木质文物木材化学结构：选取肉眼

无外源物污染的出水木质文物木材部位，真空冷冻干燥，热裂解-气相色谱质谱联用分析

方法检测参考条件为采用恒温裂解方式，热裂解温度为450oC～600oC，裂解时间20μs。

色谱柱选用5%苯基-甲基聚硅氧烷石英毛细管柱（30m×0.25mm×0.25mm）或性能相当

的色谱柱；进样口温度参考条件为280oC，载体参考条件为氦气。柱温条件见表E.1。质谱

参考条件为离子源是电子轰击离子源（EI），离子源温度为230oC，采集方式为全扫描离

子采集模式，采集范围45m/z～800m/z。

采用扫描电镜-能谱分析方法检测出水木质文物木材化学结构：GB/T35099-2018微束

分析扫描电镜-能谱法大气细粒子单颗粒形貌与元素分析；ISO/TS10798-2011纳米技术.

使用扫描电镜与X射线能谱分析的单臂碳纳米管的特征描述。

采用X射线衍射分析检测出水木质文物木材化学结构：参照JY/T0587-2020多晶体X射

1

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线衍射方法通则；JB/T9400-2010X射线衍射仪技术条件；SY/T5163-2018沉积岩中黏

土矿物和常见非黏土矿物X射线衍射分析方法。

采用低温核磁共振分析方法检测出水木质文物木材孔隙结构：选取出水木质文物木材

样品，制取直径8mm，木材纵向长度5～15mm的圆棒状试件，测定试样质量后，放入核磁

共振样品管中，用密封膜对样品管进行密封。低温核磁共振分析采用核磁共振分析测试仪，

仪器磁场强度为0.5T，磁体温度设定为32℃，变化范围±0.01℃。测试腔温控范围-

45℃～+30℃，核磁共振系统采用3M-FC770氟化液作为制冷循环液。

检测出水木质文物木材基本密度：参照GB/T1927.5-2021无疵小试样木材物理力学性

质试验方法第5部分：密度测定。

采用烘箱干燥法检测出水木质文物木材最大含水率：参照WW/T0086-2018出土竹木器

漆类文物含水率测定失重法。

采用冷冻干燥法检测出水木质文物木材孔隙结构：参照ASTME1342-1997用冷冻,冷

冻干燥,低温养护法对细菌,真菌,原生生物,病毒,遗传要素,以及动物和植物组织的保管；

BSENISO16720-2008土质.连续分析用冷冻-干燥法预处理样品。

检测出水木质文物木材的干缩率/尺寸稳定性：参照GB/T1927.3-2021无疵小试样木

材物理力学性质试验方法第3部分：生长轮宽度和晚材率测定；GB/T1927.6-2021无疵小

试样木材物理力学性质试验方法第6部分：干缩性测定。

采用动态水蒸气吸附分析仪检测出水木质文物木材吸湿性能：使用冷冻干燥在温度-

50～-30oC、真空度13～40帕的条件下干燥处理出水木质文物木材样品，研磨至40目～60

目粉末，准确称量20mg样品进行动态水蒸气吸附测试，测试体检设定在0～98%相对湿度

区间的吸湿-解吸曲线，质量精度0.1μg，温控范围25℃，各湿度的平衡条件设定为

dm/dt低于0.002%。

采用静态热机械分析仪检测出水木质文物木材的线膨胀系数：样品边长约5.00mm～

10.00mm，测试前保持试样处于气干状态。设置静态热机械分析仪的升温程序并开始试验，

在干燥氮气环境中、匀速升高的程序控制温度下，测量木质文物试样形变与温度间的关系，

记录形变随温度变化的曲线，进而计算所测出水木质文物在该温度区间内的平均线膨胀系

数。

采用静态热机械分析法检测出水木质文物木材的抗弯性能：三点弯曲夹具间的跨距L，

试样的宽b和厚度d；测试木质文物试样尺寸：8mm×2mm×0.3mm的薄木片（精确到

0.001mm），试样均匀，无大的孔洞和裂隙，测试前保持试样处于气干状态。数据处理方

1

2

法：将夹具跨距L、试样宽度b、厚度d、实时位移D、实时载荷P代入公式=3PL/(2bd^2)，

得出试样的应力，试样应变为=6Dd/L^2，画出应力应变曲线，试样断裂的瞬时应力即

为试样的抗弯强度σ。

使用配置小尺寸样品力学性能测试附件的万能力学试验机检测出水木质文物木材的抗

弯性能：测试木质文物试样尺寸：35mm×7mm×3mm，试样均匀，无大的孔洞和裂隙，

测试前保持试样处于气干状态。数据处理方法同静态热机械分析法。

2预期的经济效果

本标准将适用于在出水木质文物保护相关领域从事科学研究、文物保护、文物展览、

教学培训等工作的技术人员，有助于加强出水木质文物木材结构与性能检测技术标准化、

规范化和高效化，同时为其他材质类型文物相关标准的制定提供参考。

3真实性验证

无。

四、与国际、国外同类标准技术内容的对比情况，或者与测试的国外样品、

样机的有关数据对比情况

无。

五、以国际标准为基础的起草情况，以及是否合规引用或者采用国际国外标

准，并说明未采用国际标准的原因

无。

六、与有关法律、行政法规及相关标准的关系

1、按照GB/T1.1－2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草

规则》要求进行编写。

2、参照相关法律、法规和规定，在编制过程中着重考虑了科学性、适用性和可操作

性。

遵守和符合相关法律法规和强制性标准要求。本标准规范性引用文件包括：

LY/T1788木材性质术语

七、重大分歧意见的处理经过和依据

无。

1

3

八、涉及专利的有关说明

无。

九、实施标准的要求，以及组织措施、技术措施、过渡期和实施日期的建议

等措施建议

将依托中国国际科技促进会等学会、协会、标委会，通过会议、讲座、培训等方式在

全国相关文物保护单位开展该标准的宣贯活动，并在出水木质文物保护相关工程项目中推

广应用该标准技术。

十、其他应当说明的事项

无。

1

4

团体标准

《出水木质文物木材结构与性能检测技术规范》

编制说明书

2023年6月

《出水木质文物木材结构与性能检测技术规范》编制说明

一、工作简况

1、任务来源

中国国际科技促进会标准化工作委员会《关于开展<出水木质文物木材结构与性能检

测技术规范>团体标准立项通知》（【2023】中科促标字第476号），项目计划编号

CI2023166。

2、项目的制订背景

出水木质文物以古代木船为主，也包括木质生产和生活器具、近现代金属船舰的木质

构件等，是我国文物资源的重要组成部分，是我国历史文化遗产的重要载体，承载了灿烂

的中华文化，具有深远的世界影响和丰富的研究内涵。然而，出水木质文物经过长期埋藏

后木材已成为与现代健康材截然不同的“新木材”，具有保存状况差、病害类型多、降解

不均匀、物理性能大幅下降等复杂特点，现有木材科学理论与评估技术手段无法有效支撑

对其保存状况的科学准确评估。因此，开展出水木质文物木材结构与性能检测技术研究，

制订可行的检测技术规范，不仅可以为出水木质文物保存状况评估和有效保护提供有力的

技术保障，而且将是服务于国家“一带一路”战略，发掘传承中华文明，实现我国文化自

信的研究前提，也是在当今复杂的国际形势中，以史为证、提高中国话语权的重要依据。

现已发布的木质文物保护相关的国家标准和行业标准包括：出土竹木器漆类文物含水

率测定失重法（WW/T0086-2018）、馆藏出土竹木漆器类文物病害分类与图示（WW/T

0003-2007）、馆藏出土竹木漆器类文物保护修复方案编写规范（WW/T0008-2007）、馆

藏出土竹木漆器类文物保护修复档案记录规范（WW/T0011-2008）、可移动文物病害评估

技术规程竹木漆器类文物（WW/T0060-2014）等，但均无法满足出水木质文物木材结构

与性能等检测相关的科研、评估、保护等工作。此外，国内外在出水木质文物木材结构与

性能检测分析研究方面有一些文献发表，同时欧盟于2016年发布了EN16873Guidelines

fortheManagementofWaterloggedWoodonArchaeologicalTerrestrialSites（陆

地遗址出水考古木材管理指南），为保护具有考古或历史意义的陆地遗址出水考古木材从

发掘到实验室保护之间的包装、移动和运输提供了原则性指导。整体而言，目前国内外尚

未制订出水木质文物木材结构与性能检测技术规范相关的标准。

为此，本标准的制订侧重于出水木质文物木材结构与性能检测过程中的基本规定、检

测流程、检测方案、检测方法和报告出具等技术要求，从而为出水木质文物木材结构与性

2

能等检测相关的科研、评估、保护等工作提供技术规范支撑。本标准将适用于在出水木质

文物保护相关领域从事科学研究、文物保护、文物展览、教学培训等工作的技术人员，有

助于加强出水木质文物木材结构与性能检测技术标准化、规范化和高效化，同时为其他材

质类型文物相关标准的制定提供参考。

3、起草单位

本标准的起草单位有中国林业科学研究院木材工业研究所、国家文物局考古研究中心、

中国文化遗产研究院、北京科技大学、宁波市文化遗产管理研究院（国家水下文化遗产保

护宁波基地）。

本标准主要起草人：郭娟、席光兰、殷亚方、张治国、田兴玲、汪嘉君、韩刘杨、

金涛、高鑫、韩向娜、马灵玉、焦立超、马彪、张永刚、李仁、陈家宝、吴梦若、魏裕沛、

刘田田。

除说明全部起草单位外，还应列明参与人员姓名、单位、分工。

姓名工作单位分工

郭娟中国林业科学研究院木材工业研究所负责标准起草工作

席光兰国家文物局考古研究中心负责标准起草工作

殷亚方中国林业科学研究院木材工业研究所指导标准起草工作

张治国国家文物局考古研究中心指导标准起草工作

田兴玲中国文化遗产研究院参与标准起草工作

汪嘉君国家文物局考古研究中心标准起草核心骨干

重点参与完成出水木质文物考古木

韩刘扬北京科技大学

材性能检测方面标准起草工作

宁波市文化遗产管理研究院

金涛参与标准起草、讨论工作

（国家水下文化遗产保护宁波基地）

重点参与完成出水木质文物考古木

高鑫中国林业科学研究院木材工业研究所

材孔隙结构检测方面标准起草工作

韩向娜北京科技大学参与标准起草、讨论工作

马灵玉中国林业科学研究院木材工业研究所参与标准起草、讨论工作

焦立超中国林业科学研究院木材工业研究所参与标准起草、讨论工作

宁波市文化遗产管理研究院

马彪参与标准起草、讨论工作

（国家水下文化遗产保护宁波基地）

重点参与出水木质文物考古木材解

张永刚中国林业科学研究院木材工业研究所

剖结构检测方面标准起草工作

李仁中国林业科学研究院木材工业研究所标准前期准备工作

陈家宝中国林业科学研究院木材工业研究所标准前期准备工作

吴梦若北京科技大学标准前期准备工作

3

魏裕沛中国林业科学研究院木材工业研究所参与标准起草、讨论工作

刘田田北京科技大学参与标准起草、讨论工作

4、编制过程说明

4.1起草阶段

4.1.1成立标准制定工作组

标准制定工作组成员在开展国家重点研发计划项目“海洋出水木质文物关键保护技术

研发”（2020YFC1521800）期间，围绕海洋出水木质文物木材结构与性能研究开展了大量

基础研究工作。2022年6月15日成立《出水木质文物木材结构与性能检测技术规范》标准

起草工作组，起草小组成员主要包括中国林业科学研究院木材工业研究所、国家文物局考

古研究中心、中国文化遗产研究院、北京科技大学、宁波市文化遗产管理研究院（国家水

下文化遗产保护宁波基地）等标准建议发起单位的专家组成。

4.1.2确定工作计划

接受标准制定任务后，工作组立即着手制定标准工作计划。

4.1.3查询国内外相关标准和文献资料

2022年6月-2023月5月，起草小组查询国内外相关标准和文献资料，综合国内外相关

资料，坚持科学性与可操作性结合，按照文物样品分析结果以及文物的检测要求、安全可

靠等原则起草并确立标准大纲。

2023年6月1日本标准成功立项，项目计划编号CI2023166。同月，结合已有的数据与

研究成果，标准编制组编写完成标准草案和编制说明。

4.2征求意见阶段

为进一步完善标准技术内容，标准编制组多次讨论，对标准大纲及技术内容进行研讨，

修改后形成征求意见稿，6月由中国国际科促会标准化工作委员会在全国团体标准信息平

台，面向社会进行公开征求意见。同时由编制组组织向相关机构、单位进行定向征求意见。

4.3审查阶段

4.4报批阶段

二、标准编制原则、主要内容及其确定依据，修订标准时，还包括修订前后

技术内容的对比

1、标准的编写原则

本标准的编制，依据《中华人民共和国文物保护法实施条例》等法律法规的要求和标

4

准化管理的有关规定和编写要求，结合我国出水木质文物木材结构与性能研究的现状和特

点，本着实用、简便、科学、规范的原则，对出水木质文物木材结构与性能检测过程中的

基本规定、检测流程、检测方案、检测方法和报告出具等技术要求进行规范。

本标准编制遵循的主要原则为：

（1）严格按照GB/T1.1－2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草

规则》与国家有关标准化法律、法规要求编制，提高标准的规范性，使制定的标准满足系

列化、规范化、通用化的要求。

（2）在研究的基础上，根据试验结果，广泛征求林业系统、考古与文物保护研究界

的意见和建议。

（3）综合国内外相关资料，坚持科学性、可操作性、安全性的原则，重点解决出水

木质文物木材结构与性能检测分析方面的问题，满足国内市场发展需求。

综上所述，本标准是在先进性、适用性、可操作性、实用性、规范性的基础上进行编

制。

2、提出本标准的依据

本标准规定了出水木质文物木材结构与性能检测的技术要求，主要包括：术语与定义、

基本规定、出水木质文物木材结构与性能的检测流程、检测方案、检测方法和检测报告等。

（1）术语与定义：参照相关国家标准和行业标准，对本标准中涉及的术语与定义进

行界定和解释。

（2）基本规定：给出了本文件基于的四条基本规定。

（3）出水木质文物木材结构与性能的检测流程：首先调研，制定检测方案；其次，

收集基本信息，评估取样风险；第三，当出水木质文物的取样风险高或无取样需求即可满

足木材结构与性能检测要求时，采用无损检测方法开展出水木质文物木材结构与性能检测，

否则采用有损检测方法开展出水木质文物木材结构与性能检测；第四，出具检测报告；第

五，存档。

（4）出水木质文物木材结构与性能的检测方案：一般规定、出水木质文物木材结构

的检测方案、出水木质文物木材性能的检测方案。

（5）出水木质文物木材结构与性能的检测方法：基本信息收集、取样风险评估、无

损检测方法、有损检测方法。

其中，无损检测方法包含如下：

采用超景深显微镜无损开展出水木质文物木材解剖结构检测：将出水木质文物木材样

5

品置于超景深显微镜的工作台上，对准目标区域，调整放大倍数至观测面特征清晰后，采

集照片。

采用近红外分析法无损开展出水木质文物木材化学结构检测：参照GB/T37969-2019

近红外光谱定性分析通则；LY/T2053-2012木材的近红外光谱定性分析方法；LY/T2151-

2013木材综纤维素和酸不溶木质素含量测定近红外光谱法；NB/T10764-2021木质纤维素

类生物质原料灰分的测定近红外法。

采用三维扫描技术无损开展出水木质文物木材的外观特征：参照WW/T0082-2017古

建筑壁画数字化测绘技术规程。

采用工业计算机层析成像（CT）无损检测出水木质文物木材的内部形貌特征：参照

GB/T29034-2012无损检测工业计算机层析成像（CT）指南；GB/T29070-2012无损检

测工业计算机层析成像（CT）检测通用要求；GB/T29067-2012无损检测工业计算机层

析成像（CT）图像测量方法。

采用观测法无损检测出水木质文物木材的颜色：参照GB/T21172-2022感官分析产

品颜色感官评价导则。

采用硬度计法无损检测出水木质文物木材的硬度：参照GB/T38119-2019邵氏硬度计

的检验。

其中，有损检测方法包含如下：

采用光学显微镜分析方法检测出水木质文物木材解剖结构：将出水木质文物木材样品

制成厚度为10～20μm的切片，利用光学显微镜，在透射模式下检测切片中木材解剖结构

特征。

采用扫描电子显微镜分析方法检测出水木质文物木材解剖结构：将出水木质文物木材

样品表面拋平，利用扫描电子显微镜，检测木材解剖结构特征。

定量分析出水木质文物木材成分含量：参照GB/T2677.10-1995造纸原料综纤维素含

量的测定；GB/T2677.8-1994造纸原料酸不溶木素含量的测定；GB/T35816-2018生物质

原料分析方法抽提物含量的测定；GB/T742-2018造纸原料、纸浆、纸和纸板灼烧残余

物（灰分）的测定（575℃和900℃）。

采用傅里叶红外光谱分析方法检测出水木质文物木材化学结构：参照GB/T6040-2019

红外光谱分析方法通则；GB/T32199-2015红外光谱定性分析技术通则；GB/T32198-2015

红外光谱定量分析技术通则；GB/T35821-2018生物质/塑料复合材料生物质含量测定方法；

LY/T2554-2015木塑复合材料中生物质含量测定傅立叶变换红外光谱法。

6

采用热裂解-气相色谱质谱联用分析方法检测出水木质文物木材化学结构：选取肉眼

无外源物污染的出水木质文物木材部位，真空冷冻干燥，热裂解-气相色谱质谱联用分析

方法检测参考条件为采用恒温裂解方式，热裂解温度为450oC～600oC，裂解时间20μs。

色谱柱选用5%苯基-甲基聚硅氧烷石英毛细管柱（30m×0.25mm×0.25mm）或性能相当

的色谱柱；进样口温度参考条件为280oC，载体参考条件为氦气。柱温条件见表E.1。质谱

参考条件为离子源是电子轰击离子源（EI），离子源温度为230oC，采集方式为全扫描离

子采集模式，采集范围45m/z～800m/z。

采用扫描电镜-能谱分析方法检测出水木质文物木材化学结构：GB/T35099-2018微束

分析扫描电镜-能谱法大气细粒子单颗粒形貌与元素分析；ISO/TS10798-2011纳米技术.

使用扫描电镜与X射线能谱分析的单臂碳纳米管的特征描述。

采用X射线衍射分析检测出水木质文物木材化学结构：参照JY/T0587-2020多晶体X射

线衍射方法通则；JB/T9400-2010X射线衍射仪技术条件；SY/T5163-2018沉积岩中黏

土矿物和常见非黏土矿物X射线衍射分析方法。

采用低温核磁共振分析方法检测出水木质文物木材孔隙结构：选取出水木质文物木材

样品，制取直径8mm，木材纵向长度5～15mm的圆棒状试件，测定试样质量后，放入核磁

共振样品管中，用密封膜对样品管进行密封。低温核磁共振分析采用核磁共振分析测试仪，

仪器磁场强度为0.5T，磁体温度设定为32℃，变化范围±0.01℃。测试腔温控范围-

45℃～+30℃，核磁共振系统采用3M-FC770氟化液作为制冷循环液。

检测出水木质文物木材基本密度：参照GB/T1927.5-2021无疵小试样木材物理力学性

质试验方法第5部分：密度测定。

采用烘箱干燥法检测出水木质文物木材最大含水率：参照WW/T0086-2018出土竹木器

漆类文物含水率测定失重法。

采用冷冻干燥法检测出水木质文物木材孔隙结构：参照ASTME1342-1997用冷冻,冷

冻干燥,低温养护法对细菌,真菌,原生生物,病毒,遗传要素,以及动物和植物组织的保管；

BSENISO16720-2008土质.连续分析用冷冻-干燥法预处理样品。

检测出水木质文物木材的干缩率/尺寸稳定性：参照GB/T1927.3-2021无疵小试样木

材物理力学性质试验方法第3部分：生长轮宽度和晚材率测定；GB/T1927.6-2021无疵小

试样木材物理力学性质试验方法第6部分：干缩性测定。

采用动态水蒸气吸附分析仪检测出水木质文物木材吸湿性能：使用冷冻干燥在温度-

50～-30oC、真空度13～40帕的条件下干燥处理出水木质文物木材样品，研磨至40目～60

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目粉末，准确称量20mg样品进行动态水蒸气吸附测试，测试体检设定在0～98%相对湿度

区间的吸湿-解吸曲线，质量精度0.1μg，温控范围25℃，各湿度的平衡条件设定为

dm/dt低于0.002%。

采用静态热机械分析仪检测出水木质文物木材的线膨胀系数：样品边长约5.00mm～

10.00mm，测试前保持试样处于气干状态。设置静态热机械分析仪的升温程序并开始试验，

在干燥氮气环境中、匀速升高的程序控制温度下，测量木质文物试样形变与温度间的关系，

记录形变随温度变化的曲线，进而计算所测出水木质文物在该温度区间内的平均线膨胀系

数。

采用静态热机械分析法检测出水木质文物木材的抗弯性能：三点弯曲夹具间的跨距L，

试样的宽b和厚度d；测试木质文物试样尺寸：8mm×2mm×0.3mm的薄木片（精确到

0.001mm），试样均匀，无大的孔洞和裂隙，测试前保持试样处于气干状态。数据处理方

法：将夹具跨距L、试样宽度b、厚度d、实时位移D、实时载荷P代入公式=3PL/(2bd^2)，

得出试样的应力，试样应变为=6Dd/L^2，画出应力应变曲线，试样断裂的瞬时应力即

为试样的抗弯强度σ。

使用配置小尺寸样品力学性能测试附件的万能力学试验机检测出水木质文物木材的抗

弯性能：测试木质文物试样尺寸：35mm×7mm×3mm，试样均匀，无大的孔洞和裂隙，

测试前保持试样处于气干状态。数据处理方法同静态热机械分析法。

（6）出水木质文物木材结构与性能的检测报告：主要包括出水木质文物基本信息表、

检测信息及结果、以及与正文有关的数据和图片等内容。

（7）出水木质文物木材检测样品的存档。

3、制定本标准的基础

申报单位中国林业科学研究院木材工业研究所是国家林业和草原局直属科研机构，长

期从事木材（含考