【直播內容回顧3】博物館庫房環境調控案例分享》—— 森羅股份周華華老師
2022-09-26
6月26日，由博物館頭條主辦，中國文物交流中心學術支持，森羅股份活動支持的“文化遺產預防性保護之文物庫房建設與環境調控”線上論壇順利召開。
論壇通過中華文博共享平臺，中央廣播電視總臺央視頻，文博頭條視頻號，森羅股份視頻號，四個平臺同步直播，累計近1.5萬人次在線觀看直播。
此次直播論壇可掃碼可看直播回放。本期回顧分享周華華老師的主題演講內容。
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主講3：博物館庫房環境調控案例分享
結合博物館庫房文物長期儲藏的影響和要素和環境調控重點，著重分享“博物館庫房環境調控技術以及經典實施案例”。
01 博物館庫房環境調控的重點問題
文物在長期保存過程中，會遇到各種問題，比如有機文物在長期儲存過程中，會面臨著蟲蛀、氧化、酸化、干裂、脆斷等，一些干尸、動植物標本會出現腐敗、異味等現象；金屬文物在長期儲藏過程中，濕度波動會加速腐蝕速率，酸性有害氣體、氧化性氣體導致化學、電化學腐蝕倍增；無機文物相對來說比較穩定，但是陶俑、彩繪在長期過程中會出現褪色。博物館新建庫房。
綜合分析
影響博物館庫房文物長期儲藏的要素：
（1）溫濕度。溫濕度穩定性是非常關鍵的，溫濕度不穩定性的條件下，高濕吸水膨脹滋生霉菌，低濕失水收縮干裂，并且高溫加速化學反應。
（2）有害氣體。金屬文物對氯化物、硫化物比較敏感，會加速文物腐蝕，對于有機文物，氧化性氣體和酸性氣體會加速氧化水解和降解，導致強度下降、脆裂、褪色等。博物館新建庫房。
（3）有害微生物、蟲害。蟲害蛀食可以破壞有機文物的完整性，產生的排泄物以及蛀食產生的碎屑易導致霉菌滋生，霉菌增加文物酸度，破壞物理結構。
（4）氧氣。空氣中氧氣的占比是21%，而在長期的儲藏過程中，氧氣會對文物產生一定的影響。比如，脆弱的有機文物在濕度環境且氧氣充足條件下，有利于害蟲或霉菌滋生以及加速文物水解。博物館新建庫房。
（5）自然災害與突發災害。比如水災會導致地下庫房浸沒，帶來不可挽回的損失，此外，火災一旦發生，對文物而言是毀滅性的。
針對上述影響要素，博物館庫房環境調控重點：
（1）提高環境庫房環境密封性。密閉性差會導致圍護結構易受外界環境干擾，無法穩定維持，并且為有害氣體和粉塵提供通道，同時，密閉性差會造成庫房調控設備的頻繁啟停，增加能耗并加劇濕度波動。因此，密封性是保證圍護結構微環境長期穩定的前提與關鍵點。常壓低氧氣調殺蟲系統
（2）溫濕度的穩定性。傳統控濕方式可建立30%-65%RH濕度范圍，但無法調控至10%-30%RH濕度，難以滿足金屬、干尸、膠片等藏品展藏需求，但是針對于金屬文物，儲存濕度要求低于30%RH。另外，設備頻繁啟停、斷電，也是導致溫濕度波動的重要原因。
（3）氣體潔凈度。傳統的過濾設備過濾效率差，導致庫房內的粉塵顆粒物、有害氣體超標；新風量不足也會導致庫房內有害氣體聚集，此外，庫房未配置新風凈化系統或系統故障，造成庫房內源性有害氣體聚集、超標，影響文物長期保護與儲藏。常壓低氧氣調殺蟲系統
（4）蟲霉防治。蟲蛀霉變是文物普遍面臨的問題，文物的保護過程中更重視“治”忽略“防”，目前，文物保護理念以從“文物搶救”轉變為“文物預防性保護”。
（5）數據在線監測。目前，博物館庫房設有環境監測，但普遍存在部分監測數據無法進行同步的實時調控。
02 高密封環境下氣調保護技術介紹（CATHSE技術）
結合博物館庫房文物長期儲藏的影響和要素和環境調控重點，新一代高密封環境下氣體保護技術（Controlled Atmosphere technology of High Sealed environment），簡稱“CATHSE技術”，由森羅股份結合多年經驗總結歸納提出。
“CATHSE”是新一代的創新型文物預防性保護技術它以圍護結構密封、氣體潔凈、溫濕度調控、氧含量調控、智能監測控制與信息化等技術為基礎，綜合使用，通過對環境內氣體精準調控，創出“氣密、恒濕（恒溫）、潔凈、低氧、穩定、節能”的儲存環境，實現文物長期預防性保護。
技術優勢
下面我們對五項技術分別進行展開式介紹！
（1）圍護結構密封技術
圍護結構針對館藏環境主要是以庫房儲藏柜、展柜為主，對殺蟲而言，主要是以殺蟲室和殺蟲柜為主。圍護結構的高氣密性可以阻隔大氣中灰塵、溫濕度、有害生物、氧氣和污染氣體等對微環境內藏品影響，維持微環境穩定。衡量密封性能，通常用“換氣率”來表示。
從圖上可以看到，換氣率就是在一天的時間內，內外氣體交換的體積占密封空間的體積的百分比。提高換氣率的目的在于：
降低外界溫濕度干擾，維持儲藏空間環境穩定；
降低配套設備運行頻率及工作時間，減少波動，節約能耗；
或配套恒濕凈化模塊，無需供電，即可長時間穩定維持；
隔離有害氣體及蟲卵霉菌孢子等侵入，保持潔凈。常壓低氧氣調殺蟲系統。
森羅股份專注于CATHSE密封工藝與密封材料研究，迭代開發的高氣密展示/儲藏庫房、高氣密展柜、高氣密儲藏柜、常壓低氧殺蟲室和殺蟲柜等系列產品，密封性最高的可達100天換氣一次。
（2）氣體潔凈技術
采用多級復合帶壓過濾或膜分離技術，濾除0.01μm以上的固體污染物和有害氣體，長久保持空間內的氣體潔凈。此外，采用分子過濾或多相催化技術，可以去除對文物有害的SO2、NO2、甲醛、TVOC等污染氣體，同時，“自潔凈”技術，避免藏品釋放的一些有害物質對文物造成的二次損傷。
（3）溫濕度調控技術
采用主被動濕度調控技術，相對濕度可在10%~95%范圍調控，實現了濕度精準、寬泛調節，這不僅滿足有機藏品穩定恒濕儲藏，解決了金屬、干尸等低濕儲藏，適合膠片、光盤、磁帶等藏品的低溫恒濕、恒溫恒濕等保護儲藏；還針對性解決了滿足出土或出水飽水文物脫水干燥，皮革藏品恒濕回潮、實驗室考古發掘等對高濕環境要求。
尤其是被動模式下，節能型高氣密恒濕潔凈展儲環境，無需恒濕設備，可維持穩定1000天以上，使用更加簡單便捷，無需頻繁加水倒水。
（4）氧含量調控技術
采用分子級氮氧分離技術，制取95%~99.99%純度的氮氣，滿足預防性保護、考古即時保護、蟲霉防治等需求。針對低氧氣調殺蟲法，關鍵是要達到較低氧含量并長期穩定維持。博物館新建庫房。
（5）智能監測控制與信息化技術
“智能監測控制與信息化技術”可對多空間環境進行監測，自動控制氣調設備按照設計指標實現調控。系統集成數據采集、存儲、傳輸、分析與故障診斷等，并借助于互聯網、云平臺技術，隨時隨地通過手機、計算機查看運行狀態，滿足博物館藏品“智慧保護、智慧管理、智慧服務”。利用智能檢測控制技術對氣調空間內的參數自動檢測與調控，并利用大數據、物聯網、云平臺等信息化技術，實現信息化與可追溯化管理。博物館新建庫房。
03 藏品庫房重點案例
依據“CATHSE”技術原理的設計理念，高氣密庫房形式及功能具有多樣性。
其中，“氣密恒濕潔凈/低氧文物庫房”榮獲了第五屆全國十佳文博技術產品及服務優秀獎。周老師結合博物館庫房環境調控分享以下五個典型案例：
案例1：低溫低氧恒濕雙功能庫房——故宮博物院
這款殺蟲系統可實現低氧氣調殺蟲與低溫冷凍殺蟲雙重功能，采用新型工藝、結構設計等，解決升降溫引起的庫房壓力變化對庫房及其密封性的影響，同時，配置智能監測與信息化系統，實現庫房內環境參數的精確調控和遠程查詢，針對有機文物實現殺蟲方案安全、高效、環保等需求。常壓低氧氣調殺蟲系統。
案例2：氣密恒濕潔凈低氧展示庫房——上海圖書館東館
低氧恒濕潔凈展示庫房以“庫中庫”的形式搭建，庫房容積540m3，該庫房可避免環境污染、溫濕度波動、蟲霉等有害生物、氧及其他有害氣體等對字畫、紙質藏品等造成損害，實現珍貴藏品“恒濕、潔凈、穩定、低氧”的長期預防性保護與展示儲藏，達到防酸化、防氧化、延緩老化、防蟲防霉等目的。此外，建設“氣密殺蟲室”及配套設備，最低氧含量可調節至0.1%并長期維持，滿足小批量文物殺蟲需要，實現殺蟲抑菌的目的。博物館新建庫房。
案例3：氣密恒溫恒濕潔凈儲藏庫房——三蘇祠博物館
為改善文物庫房保存環境，實現館藏文物的預防性保護，對庫房進行氣密改造并通過環境智能監測調控系統，配套庫房環境控濕裝置，實現對庫房環境的實時監測與動態調控。經“文保裝備檢測聯合實驗室上博文?？萍贾行摹睓z測，庫房換氣率為0.021/d，保留庫內立柱不影響庫房密封，溫度可在16-24℃范圍內調節，精度±2.0℃，相對濕度30%-60%調控，濕度日較差≤4.0%。博物館新建庫房。
案例4：氣密恒溫恒濕半展示庫房——山東省文物考古研究院
“庫中庫”的形式，建立半展示恒濕潔凈庫房，配套恒溫恒濕、氣體凈化和遠程監控等單元，實現庫房溫濕度、氣體潔凈度的獨立調節、遠程監測；此外，為提高空間利用率，滿足不同材質的文物進行分類儲藏需求，配置了多臺節能型恒濕氣密儲藏柜，無需供電實現藏品1000天“恒濕、潔凈”，各儲藏柜之間相互獨立，可單獨進行參數設定和控制，滿足不同質地文物的分類儲藏。博物館新建庫房。
案例5：低濕低氧半展示庫房——巴音郭楞蒙古自治州博物館
干尸在長期存儲過程中容易腐敗氧化，易受到污染物、濕度等影響，因此，需要營造“氣密、恒濕（恒溫）、潔凈、低氧、穩定”的儲藏環境，低濕低氧半展示庫房可以實現干尸低濕低氧儲藏與展示，預防干尸蛋白質氧化、生蟲等，同時，系統具有自潔凈功能，定期清除干尸自身釋放的異味。博物館新建庫房。
04 藏品庫房未來建設幾點思考
針對博物館文物庫房未來建設，結合庫房建設經驗以及風險評估，提出藏品庫房安全防火防水的思考。
保存環境不佳對藏品的損傷是緩慢的，通過現代化調控手段可預防、可修復；但火災、水災對藏品的危害是毀滅性的，讓人猝不及防。如何做好藏品庫房“防火、防水”，是未來庫房建設的必須思考的問題。慘痛代價警示我們，“讓火著不起來”、“讓水進不了庫房”才是最好的防控方法。博物館新建庫房。
采用主動富氮防火滅火，依據《注氮控氧防火系統技術規程》（CECS 189：2005）規定：“當防護區氧濃度達到低氧濃度（16%)時，在防護區內可不再設置滅火系統”，讓火燒不起來；此外，采用“以主動富氮防火”取代傳統的“以消為主”的被動式防火滅火。
采用高氣密性防水，依據JGJ 25-2010《檔案館建筑設計規范》的要求，藏品庫房應防潮、防水，地下防水等級應為一級，即“不允許有滲水”。森羅股份設計研發的高氣密防水庫房，具有密封性好、強度高；經測試，可抵御1.5m以上水的浸泡，48h無滲水，達到了一級防水要求，應對突發性洪澇災害，為藏品搶救贏得時間。博物館新建庫房。
經過二十余年的積淀，森羅股份已發展成為國內領先的惡劣環境下高壓氣體裝備供應商，細分領域低氧氣體環境調控整體解決方案的先行者。在文物遺產保護領域擁有自主核心技術和系統集成優勢，將助力文物庫房建設與環境調控工作科學、高效、有序開展。
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