【直播内容回顾3】博物馆库房环境调控案例分享》—— 森罗股份周华华老师
2022-09-26
6月26日，由博物馆头条主办，中国文物交流中心学术支持，森罗股份活动支持的“文化遗产预防性保护之文物库房建设与环境调控”线上论坛顺利召开。
论坛通过中华文博共享平台，中央广播电视总台央视频，文博头条视频号，森罗股份视频号，四个平台同步直播，累计近1.5万人次在线观看直播。
此次直播论坛可扫码可看直播回放。本期回顾分享周华华老师的主题演讲内容。
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主讲3：博物馆库房环境调控案例分享
结合博物馆库房文物长期储藏的影响和要素和环境调控重点，着重分享“博物馆库房环境调控技术以及经典实施案例”。
01 博物馆库房环境调控的重点问题
文物在长期保存过程中，会遇到各种问题，比如有机文物在长期储存过程中，会面临着虫蛀、氧化、酸化、干裂、脆断等，一些干尸、动植物标本会出现腐败、异味等现象；金属文物在长期储藏过程中，湿度波动会加速腐蚀速率，酸性有害气体、氧化性气体导致化学、电化学腐蚀倍增；无机文物相对来说比较稳定，但是陶俑、彩绘在长期过程中会出现褪色。博物馆新建库房。
综合分析
影响博物馆库房文物长期储藏的要素：
（1）温湿度。温湿度稳定性是非常关键的，温湿度不稳定性的条件下，高湿吸水膨胀滋生霉菌，低湿失水收缩干裂，并且高温加速化学反应。
（2）有害气体。金属文物对氯化物、硫化物比较敏感，会加速文物腐蚀，对于有机文物，氧化性气体和酸性气体会加速氧化水解和降解，导致强度下降、脆裂、褪色等。博物馆新建库房。
（3）有害微生物、虫害。虫害蛀食可以破坏有机文物的完整性，产生的排泄物以及蛀食产生的碎屑易导致霉菌滋生，霉菌增加文物酸度，破坏物理结构。
（4）氧气。空气中氧气的占比是21%，而在长期的储藏过程中，氧气会对文物产生一定的影响。比如，脆弱的有机文物在湿度环境且氧气充足条件下，有利于害虫或霉菌滋生以及加速文物水解。博物馆新建库房。
（5）自然灾害与突发灾害。比如水灾会导致地下库房浸没，带来不可挽回的损失，此外，火灾一旦发生，对文物而言是毁灭性的。
针对上述影响要素，博物馆库房环境调控重点：
（1）提高环境库房环境密封性。密闭性差会导致围护结构易受外界环境干扰，无法稳定维持，并且为有害气体和粉尘提供通道，同时，密闭性差会造成库房调控设备的频繁启停，增加能耗并加剧湿度波动。因此，密封性是保证围护结构微环境长期稳定的前提与关键点。常压低氧气调杀虫系统
（2）温湿度的稳定性。传统控湿方式可建立30%-65%RH湿度范围，但无法调控至10%-30%RH湿度，难以满足金属、干尸、胶片等藏品展藏需求，但是针对于金属文物，储存湿度要求低于30%RH。另外，设备频繁启停、断电，也是导致温湿度波动的重要原因。
（3）气体洁净度。传统的过滤设备过滤效率差，导致库房内的粉尘颗粒物、有害气体超标；新风量不足也会导致库房内有害气体聚集，此外，库房未配置新风净化系统或系统故障，造成库房内源性有害气体聚集、超标，影响文物长期保护与储藏。常压低氧气调杀虫系统
（4）虫霉防治。虫蛀霉变是文物普遍面临的问题，文物的保护过程中更重视“治”忽略“防”，目前，文物保护理念以从“文物抢救”转变为“文物预防性保护”。
（5）数据在线监测。目前，博物馆库房设有环境监测，但普遍存在部分监测数据无法进行同步的实时调控。
02 高密封环境下气调保护技术介绍（CATHSE技术）
结合博物馆库房文物长期储藏的影响和要素和环境调控重点，新一代高密封环境下气体保护技术（Controlled Atmosphere technology of High Sealed environment），简称“CATHSE技术”，由森罗股份结合多年经验总结归纳提出。
“CATHSE”是新一代的创新型文物预防性保护技术它以围护结构密封、气体洁净、温湿度调控、氧含量调控、智能监测控制与信息化等技术为基础，综合使用，通过对环境内气体精准调控，创出“气密、恒湿（恒温）、洁净、低氧、稳定、节能”的储存环境，实现文物长期预防性保护。
技术优势
下面我们对五项技术分别进行展开式介绍！
（1）围护结构密封技术
围护结构针对馆藏环境主要是以库房储藏柜、展柜为主，对杀虫而言，主要是以杀虫室和杀虫柜为主。围护结构的高气密性可以阻隔大气中灰尘、温湿度、有害生物、氧气和污染气体等对微环境内藏品影响，维持微环境稳定。衡量密封性能，通常用“换气率”来表示。
从图上可以看到，换气率就是在一天的时间内，内外气体交换的体积占密封空间的体积的百分比。提高换气率的目的在于：
降低外界温湿度干扰，维持储藏空间环境稳定；
降低配套设备运行频率及工作时间，减少波动，节约能耗；
或配套恒湿净化模块，无需供电，即可长时间稳定维持；
隔离有害气体及虫卵霉菌孢子等侵入，保持洁净。常压低氧气调杀虫系统。
森罗股份专注于CATHSE密封工艺与密封材料研究，迭代开发的高气密展示/储藏库房、高气密展柜、高气密储藏柜、常压低氧杀虫室和杀虫柜等系列产品，密封性最高的可达100天换气一次。
（2）气体洁净技术
采用多级复合带压过滤或膜分离技术，滤除0.01μm以上的固体污染物和有害气体，长久保持空间内的气体洁净。此外，采用分子过滤或多相催化技术，可以去除对文物有害的SO2、NO2、甲醛、TVOC等污染气体，同时，“自洁净”技术，避免藏品释放的一些有害物质对文物造成的二次损伤。
（3）温湿度调控技术
采用主被动湿度调控技术，相对湿度可在10%~95%范围调控，实现了湿度精准、宽泛调节，这不仅满足有机藏品稳定恒湿储藏，解决了金属、干尸等低湿储藏，适合胶片、光盘、磁带等藏品的低温恒湿、恒温恒湿等保护储藏；还针对性解决了满足出土或出水饱水文物脱水干燥，皮革藏品恒湿回潮、实验室考古发掘等对高湿环境要求。
尤其是被动模式下，节能型高气密恒湿洁净展储环境，无需恒湿设备，可维持稳定1000天以上，使用更加简单便捷，无需频繁加水倒水。
（4）氧含量调控技术
采用分子级氮氧分离技术，制取95%~99.99%纯度的氮气，满足预防性保护、考古即时保护、虫霉防治等需求。针对低氧气调杀虫法，关键是要达到较低氧含量并长期稳定维持。博物馆新建库房。
（5）智能监测控制与信息化技术
“智能监测控制与信息化技术”可对多空间环境进行监测，自动控制气调设备按照设计指标实现调控。系统集成数据采集、存储、传输、分析与故障诊断等，并借助于互联网、云平台技术，随时随地通过手机、计算机查看运行状态，满足博物馆藏品“智慧保护、智慧管理、智慧服务”。利用智能检测控制技术对气调空间内的参数自动检测与调控，并利用大数据、物联网、云平台等信息化技术，实现信息化与可追溯化管理。博物馆新建库房。
03 藏品库房重点案例
依据“CATHSE”技术原理的设计理念，高气密库房形式及功能具有多样性。
其中，“气密恒湿洁净/低氧文物库房”荣获了第五届全国十佳文博技术产品及服务优秀奖。周老师结合博物馆库房环境调控分享以下五个典型案例：
案例1：低温低氧恒湿双功能库房——故宫博物院
这款杀虫系统可实现低氧气调杀虫与低温冷冻杀虫双重功能，采用新型工艺、结构设计等，解决升降温引起的库房压力变化对库房及其密封性的影响，同时，配置智能监测与信息化系统，实现库房内环境参数的精确调控和远程查询，针对有机文物实现杀虫方案安全、高效、环保等需求。常压低氧气调杀虫系统。
案例2：气密恒湿洁净低氧展示库房——上海图书馆东馆
低氧恒湿洁净展示库房以“库中库”的形式搭建，库房容积540m³，该库房可避免环境污染、温湿度波动、虫霉等有害生物、氧及其他有害气体等对字画、纸质藏品等造成损害，实现珍贵藏品“恒湿、洁净、稳定、低氧”的长期预防性保护与展示储藏，达到防酸化、防氧化、延缓老化、防虫防霉等目的。此外，建设“气密杀虫室”及配套设备，最低氧含量可调节至0.1%并长期维持，满足小批量文物杀虫需要，实现杀虫抑菌的目的。博物馆新建库房。
案例3：气密恒温恒湿洁净储藏库房——三苏祠博物馆
为改善文物库房保存环境，实现馆藏文物的预防性保护，对库房进行气密改造并通过环境智能监测调控系统，配套库房环境控湿装置，实现对库房环境的实时监测与动态调控。经“文保装备检测联合实验室上博文保科技中心”检测，库房换气率为0.021/d，保留库内立柱不影响库房密封，温度可在16-24℃范围内调节，精度±2.0℃，相对湿度30%-60%调控，湿度日较差≤4.0%。博物馆新建库房。
案例4：气密恒温恒湿半展示库房——山东省文物考古研究院
“库中库”的形式，建立半展示恒湿洁净库房，配套恒温恒湿、气体净化和远程监控等单元，实现库房温湿度、气体洁净度的独立调节、远程监测；此外，为提高空间利用率，满足不同材质的文物进行分类储藏需求，配置了多台节能型恒湿气密储藏柜，无需供电实现藏品1000天“恒湿、洁净”，各储藏柜之间相互独立，可单独进行参数设定和控制，满足不同质地文物的分类储藏。博物馆新建库房。
案例5：低湿低氧半展示库房——巴音郭楞蒙古自治州博物馆
干尸在长期存储过程中容易腐败氧化，易受到污染物、湿度等影响，因此，需要营造“气密、恒湿（恒温）、洁净、低氧、稳定”的储藏环境，低湿低氧半展示库房可以实现干尸低湿低氧储藏与展示，预防干尸蛋白质氧化、生虫等，同时，系统具有自洁净功能，定期清除干尸自身释放的异味。博物馆新建库房。
04 藏品库房未来建设几点思考
针对博物馆文物库房未来建设，结合库房建设经验以及风险评估，提出藏品库房安全防火防水的思考。
保存环境不佳对藏品的损伤是缓慢的，通过现代化调控手段可预防、可修复；但火灾、水灾对藏品的危害是毁灭性的，让人猝不及防。如何做好藏品库房“防火、防水”，是未来库房建设的必须思考的问题。惨痛代价警示我们，“让火着不起来”、“让水进不了库房”才是最好的防控方法。博物馆新建库房。
采用主动富氮防火灭火，依据《注氮控氧防火系统技术规程》（CECS 189：2005）规定：“当防护区氧浓度达到低氧浓度（16%)时，在防护区内可不再设置灭火系统”，让火烧不起来；此外，采用“以主动富氮防火”取代传统的“以消为主”的被动式防火灭火。
采用高气密性防水，依据JGJ 25-2010《档案馆建筑设计规范》的要求，藏品库房应防潮、防水，地下防水等级应为一级，即“不允许有渗水”。森罗股份设计研发的高气密防水库房，具有密封性好、强度高；经测试，可抵御1.5m以上水的浸泡，48h无渗水，达到了一级防水要求，应对突发性洪涝灾害，为藏品抢救赢得时间。博物馆新建库房。
经过二十余年的积淀，森罗股份已发展成为国内领先的恶劣环境下高压气体装备供应商，细分领域低氧气体环境调控整体解决方案的先行者。在文物遗产保护领域拥有自主核心技术和系统集成优势，将助力文物库房建设与环境调控工作科学、高效、有序开展。
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