王小应

摘 要：天水属温带半湿润半干旱气候，虽然很少出现极端气候情况，但昼夜温差很大，自然状态下的温湿度变化较大，严重危害文物的寿命。天水市博物馆借助科学的文物监测、调控手段，确保馆藏文物和展出文物保存环境质量检测与调控系统正常运转，为建立较完善的、科学的文物保存微环境奠定了基础，提升了馆藏文物的预防性保护的综合能力。

关键词：温度;湿度;恒温恒湿;洁净

天水市博物馆成立于1979年，现为国家一级博物馆，现有馆藏文物3万余件，涉及陶瓷、青铜器、书画、玉器、竹木牙雕、印章等各类文物。其中新石器时期的彩陶、秦汉时期的青铜器和反映丝绸之路文化的佛教文物、耀州窑瓷器较有特色，馆藏一级甲等文物隋贴金彩绘屏风式石棺床更是因为其蕴含的粟特文化而广受瞩目。这些馆藏国家宝贵文化遗产的保护工作重点，正从以抢救性被动保护修理﹑修复为主，向以防止老化损害、预防性主动环境调控为主的日常维护转变。随着博物馆免费开放政策的实施，馆和馆之间的交流展在各馆之间日益频繁，藏品保护的理念也在不断发展进步，逐步与国际接轨。

在馆藏文物保护方面我们一直紧跟时代步伐，经常关注、学习文物法以及与文物保护、利用相关法律法规、各种条例，以国家对文物工作的要求和大政方针指导我们日常的工作方向、方式、方法。2016年4月12日，全国文物工作会议在京召开，传达了习近平总书记重要指示。习近平总书记对文物工作做出重要指示，他强调，文物承载灿烂文明，传承历史文化，维系民族精神，是老祖宗留给我们的宝贵遗产，是加强社会主义精神文明建设的深厚滋养。保护文物功在当代、利在千秋。我将在本文中阐述文物保护项目中最主要的两方面，其一是简述温湿度监控和调控下的文物日常保管中的经验，其二是温湿度调控和监控的仪器的日常管理与维护，希望同行批评指正。

1 天水市博物馆研究实施文物保存环境质量监测与调控的意义和目的

1.1 文物是一所博物馆立足的根本

博物馆的工作重点离不了文物，围绕文物征集、保护、开发和利用的具体工作，主动担当弘扬文化的历史责任，增强传承、发展中华文化的自觉性，通过大量对文物背后故事的开发利用，让更多的人认可中华民族的传统文化。坚定我们对中华民族传统文化的信仰，增强老百姓的自豪感，文物保护工作任重而道远。对于博物馆而言，文物保护就是一门研究利用自然科学技术对文化遗产物质遗存及其历史环境进行保护，以减缓人为或自然损坏过程的学科。文物保护工作的核心就是博物馆环境的调控、检测和评估。天水市博物馆自2016年11月安装使用恒温恒湿系统以来，就是给馆藏文物身上穿了保护外衣。为能最大限度地延长馆藏文物寿命，保证此项工作的正常开展和正常运行是天水市博物馆每一位职工义不容辞的责任。

习近平总书记对传统文化的重视和文物保护工作的重要指示精神，使我们迎来了文物保护工作的春天，我们信心百倍。2014年3月，我馆与敦煌研究院合作编制了《天水市博物馆馆藏文物保护方案》，同年该方案获得了国家文物局（文物博函〔2014〕412号）和甘肃省文物局（甘文局博发〔2014〕号）的批复。

本项目的目标是对我馆的文物库房与展厅中文物保存环境质量监测与调控，为我馆建立比较完善的文物保存环境监测系统，运用多种调控手段对文物保存微环境实施有效的“稳定、洁净”调控，形成馆藏文物预防性风险管理机制，提升我馆馆藏文物的预防性保护的综合能力。

1.2 文物预防性保护项目的实施是文物保护的科学保护手段

天水市博物馆馆藏文物环境的检测系统和恒温恒湿系统的运行首先走在了时代的前列，并且对西北地区博物馆文物保护提供了一个可行性的意见和建议。为解决西北地区基础研究薄弱、保护难度大等问题，以现代科技主导馆藏文物的根本性保护。我们将借助相关领域已有的科研优势和根据不同材质文物保存环境温湿度的要求，进一步探索适合于西北地区博物馆馆藏文物的保护方式方法。一直以来，传统的文物保护仅仅是库管员按照库房柜子一一入柜，放整齐，按照账本登记的情况账物相符而已，没有按照质地、级别分类保管，更谈不上粉尘、光照度、紫外线、酸碱度、温湿度波动等对文物的危害的监测和调控。日常的温湿度，我们都是凭自己的大概感觉而论温度和湿度，现在我们通过温湿度记录仪记录的数据可以更清楚、更直观地了解天水地区温湿度变化情况，进一步弄明白因温湿度变化造成的文物损坏。

从监测的数据来看，自然状态下的温湿度变化较大，严重危害文物的寿命。例如，温度从20℃升高到25℃，纤维素反应速度成倍增加，93±5ppbSO2对品红、亮绿、姜黄素、淡紫色、玫瑰苯胺引起变色，O3浓度为0.397ppm时，所有颜料均产生褪色等。文物本身是一个复杂的综合体，不是单一物质构成，所以馆藏文物在环境中的变化、反应是一个复杂的过程，它正以我们肉眼看不见的速度而发生反应，一步步地衰老、褪色、酸化、脆化和糟朽。参照现有的科学实验数据来清醒我们对文物衰老、灭亡的认识。对以上这些研究数据，我们库管员都要有一个认知能力，并且灌输到库管员的日常管理中。建议各个博物馆定期培训库房管理员，首先保障认识要跟得上，要知道利用现代科学技术的检测结果来很好地控制和管理改善文物的生存环境。之前也写过很多库房管理方面的经验，不再赘述。

1.3 天水市博物馆馆藏文物环境的检测系统和恒温恒湿系统运行情况下的数据变化及意义

温湿度是博物馆环境中最重要的两项因素，也是文物保護中的重要保存环境因素，它们相互影响，和自然界的其他物质构成了文物变化的复杂过程。天水市博物馆馆藏文物环境的检测系统和恒温恒湿系统运行的情况下，数据基本接近文物保存的最佳环境值。

恒温恒湿系统的调控使温湿度在纸质文物适宜的范围内，很大程度上减少了文物的损害。但是文物的变化和它存放的复杂环境是分不开的，还有一些数值是现在的技术不能解决的。例如，空气中的粉尘颗粒、有害生物、霉菌等的浓度达到一个什么样的数值，会对文物造成什么样的危害，都需要更多、更专业的技术分析。所以，现有的恒温恒湿系统对环境有了宏观调控，文物的生存环境是复杂的，文物保管人员要摒弃传统的旧观念，认真学习和了解新型的文物保护理念“洁净”，创造相对“洁净”的文物保存环境，在不断的学习中建立适合天水市博物馆馆藏文物保存环境的监测和管理长效机制，把文物的保存环境的风险降到最低。文物保存环境中，恒温恒湿系统、光照度都直接影响文物的存世时间，湿度过低会使纸张变形，比如展出的明清书画，因为北方的经济受限，很多书画的轴都用沙杆，在温湿度急剧变化下，造成纸张纤维的脆化，沙杆轴比较重，这时很容易造成断裂，沙杆轴断裂进一步污染画面。还有紫外线、光线等在日常照明中产生的热量和光照时间多多少少会对文物寿命、色彩产生影响，都需要科学的研究数据。光和温湿度与污染气体的协同作用、光照度和曝光时间对文物本身损伤数据的定量关系等问题，还需要下一代博物馆人进一步研究确定。那么，我们要立足本职，对现有恒温恒湿系统运行的保障显得尤为重要。

2 项目实施、运行过程中的问题、意见及建议

2.1 项目实施的具体内容

本项目中标方于2016年4月19日正式进驻施工现场，2016年11月完成项目合同内容。这个子项目的主要内容为：文物库房、文物展厅中温湿度、室内光照度、紫外线、二氧化碳、有机挥发物总量VOC等内容的监测，文物库房、临展厅和书画展厅温湿度控制系统和天水市博物馆微型气象站建设，并在此基础上建成天水市博物馆馆藏文物预防性保护监测站。共安装布设室内型大气温湿度传感器76个，室内光照度、紫外线、温湿度合一传感器12个，室内型二氧化碳、温湿度合一传感器3个，室内型有机挥发物总量VOC温度合一传感器4个，PM2.5/PM10等六合一粉尘粒子监测传感器2个，室外多参数环境监测终端1套。并配备便携式温湿度检测仪1台，温湿度记录仪10台，光照强度与紫外辐射强度合一检测仪1台，甲醛检测仪1台，PM2.5检测仪1台，VOC检测仪1台，二氧化碳检测仪1台。安装空气净化机4台、空气洁净屏12台，除湿机1台。对陶瓷器库房、书画库房、青铜器库房以及文物书画修复室安装恒温恒湿空调，共计4台。临时展厅和书画展厅安装恒湿空调，共计2台。安装恒湿独立展柜12个。另外还采购了被动采样吸附滤膜5盒;复合硅胶调湿剂1000盒;吸附剂500kg;除氧剂1000包;透明高阻隔膜500m。通过投放的检测设备，实现实时监测，如果某些指标超标，监控中心的预警系统会自动报警，通过监测，可实现对馆藏文物的更全面和更科学的预防性保护。通过一段时间的运行，文物库房、文物修复室温湿度环境完全符合文物保存环境要求，历史文物陈列馆临展厅、书画展厅及独立展柜湿度控制也在设计范围之内长期稳定，达到了控制的要求。项目提升了我馆馆藏文物的预防性保护能力，使我馆有能力运用多种环境调控手段与设备装置对文物保存微环境实施有效的“稳定、洁净”调控。建立完善的馆藏文物保存环境监测系统平台，提升我馆馆藏文物的预防性保护的综合能力，降低影响馆藏文物安全存放的整体风险。

2.2 恒温恒湿在具体运行过程中存在的问题

现就天水市博物馆自2016年11月安装检测与调控系统使用以来，近三年使用运行过程中出现的问题，以纸质文物在安装使用恒温恒湿系统后容易出现的问题为例，根据安装仪器的类型分类略谈一二，希望对我们西北地区其他博物馆在选择安装、具体使用过程能有所帮助。

纸质文物对温湿度要求比较高，尤其是湿度，因为北方春、冬两季天气偏干燥，而且水质较硬，是文物保护、调控过程中的重点和难点。例如，天水市博物馆书画展厅恒温恒湿机在运行过程中出现漏水并停止工作的情况，天水市博物馆工作人员邀请厂家工作人员进行拆机检查，发现机组内加湿器进水管路有一处破裂，导致空调自动控制系统设备进水。控制板上有明显水渍，经仔细检查后发现电气原件有烧黑情况，PLC模块端子排已生锈，二次回路控制开关跳闸，判断后确认该设备已造成电气硬性故障。设备主机内电气主要元器件西门子plc可编程控制器CSMART/CPUSR30、扩展模块控制器EM30、加湿器控制主板JR2000H、电源模块，因进水烧毁已无法进行修复，只能进行更换新的模块。

2.3 恒温恒湿机在工作过程中产生问题的原因分析

针对这一问题，天水市博物馆文物保管部组织人员对故障原因进行分析：由于博物馆库房的精密恒湿要求，空气比较干燥，并且24小时不间断运行，机械功耗较大。仪器反复进行加湿除湿，机器压缩机进行放热、放冷造成易损件老化加速现象，进水管线破裂漏水，导致水溅到电子元器件上，形成短路状态而烧毁主板，造成停机瘫痪状态。因为库房恒温恒湿要求，所以加濕桶要24小时烧水，增加水蒸气，在加热过程中，用水为自来水，天水水质较硬，电加热易造成电石产生，附着于电热棒上，从而造成腐蚀电热棒、加湿桶，进而导致工作不正常，并且大量电解物沉淀，造成排水堵塞，排水回流，也影响了其他元器件的负荷，像进水器、电磁阀、热传导探头、敏感器件错误信号的输出，而导致器件破裂。

综合上述原因造成了此次故障，导致空调主板（空调大脑）损坏而停机。这次损坏的元器件为该设备的控制主板PLC和加湿器主板，相当于该设备的控制大脑。一般的设备故障华图公司工程技术人员可以在机器生产厂家的指导下进行日常维修，对于本次造成的元器件损毁，还需机器生产厂家进一步到达现场后，再进行检测和更换维修。

这类事故并不是频发性的，但是因为书画展柜对恒温恒湿系统要求高，并且是24小时不间断工作，造成易损件老化加速现象，在24小时不间断加热烧水产生水蒸气的这一过程中，又因为水质较硬、空气比较干燥等原因，经常造成电石产生，附着于电热棒上，从而造成腐蚀电热棒、加湿桶，进而导致工作不正常，并且大量电解物沉淀，造成排水堵塞，排水回流，也影响了其他元器件的负荷。经天水市博物馆对检修次数粗略的统计，发现恒温恒湿控制系统一年最少要清洁过滤网、更换管道过滤袋、清洁室外机冷凝器和室内机蒸发器系统，清洗或更换加湿桶等两次。建议定期清洗更换，减少主板损坏。

2.4 依据以上高发性事故产生的原因，天水市博物馆提出的意见建议和人为解决的办法

2.4.1 在选择恒温恒湿机时，考察厂家是否已解决用水问题或除垢问题

我们知道西北地区的水质偏硬，在水加热的过程中容易产生水垢，根据这一原因，首先考虑厂家是否已解决加水问题，既适合仪器用水，也要根据地区不同，解决水垢问题，减少仪器损耗，保障恒温恒湿系统正常运行。首先，现在市场已经有用自来水的加湿器，并且不需要加热，可以避免水质硬引起的产生水垢问题;其次，是否能够用过滤水，这样也可避免水垢问题。希望恒湿机在用水方面能有所突破。

2.4.2 解决恒温恒湿仪器24小时工作效能

西北地区每年进入冬季，干燥缺水，最低温度到-10℃，依据这一特点，厂家是否已保障仪器能在-15℃～25℃内正常工作。

2.4.3 天水市博物馆在日常保护工作中做的具体工作（仅供参考）

西北地区气候主要问题是冬季干燥，保障恒湿是问题的关键也是困难所在，在极端天气情况影响下，恒湿根本没有保障。为了缩小展柜湿度差，首先天水市博物馆采取拖地加湿来加强展厅内的湿度，以此和展柜内湿度形成互动，对展柜内微循环系统起到协助作用。其次是购置加湿器、展柜内增加量杯加水等手段，缓解气温低、天气干燥等自然气候造成仪器超负荷工作。天水市博物馆一般在文物没有入柜前，直接将加湿器放入展柜内加湿，连续加湿直至达到纸质文物要求，取出加湿器，再进行布展，这样可以减轻恒湿机工作压力，以保障恒温恒湿系统正常运行，减少因机器故障对文物造成的危害。

2.4.4 库房日常维护工作

库房相对展厅而言恒温恒湿调控相对简单，如纸质文物库房，库房的温湿度严格按照国家标准调控，冬天室内温度应该保持在12℃～18℃，夏天不超过25℃，相对湿度保持50%～65%，24小时内温度变化不超过2℃～5℃，湿度变化不超过3%～5%，若是库房的温度忽高忽低，纸张纤维受到热胀冷缩的剧烈变化，直接导致纸张机械强度减弱，造成纸张老化，减少其寿命。首先，遇到极端天气及干燥季节，在文物都已入柜且柜子都在离开地面的情况下，完全可以在库房少量洒水拖地，加湿器可以在库房管理员上班期间一直加湿，直至检测仪显示到正常值。其次，遇到极端多雨的天气，虽然北方这样的天气极少，但是遇到这类天气我们根据室外检测系统所提供的的数据，可以选择适宜的天气开门换气。南朝刘义庆的《世说新语》中载有“袒腹晒书”的段子：“郝隆七月七日出，日中仰卧。东汉崔实《四民月令》云：“七月七日，曝经书及衣裳，不蠹。”《漳州四时竹枝词》就有“晒衣六月蠹能除，酷热金乌燎太虚。此日天门开好晒，郝隆惟晒腹中书”的诗句。到汉代和唐朝时期，晒书成了一种约定俗成的习惯，更是一种制度，这种制度一直延续到北宋。这项活动从一开始的书籍防虫、防霉，衍生为文人士大夫之间对自己收藏古籍善本、古旧书话的鉴赏学习活动。现代社会科技发达，书籍防潮、防虫蛀早已不只这一个方法了。我们可以在每个季节选择适宜的天气随时换气、晾晒，这是对古籍善本、古旧书画非常环保、有益的保护工作，文物保管员在日常管理中要注意多积累经验，不可懈怠。

3 后期应该注意的事项

3.1 恒温恒湿设备的维保及其维保意义

设备的后期养护也是一个重要环节，检测与调控系统质保期是一年，一年以后的维保工作，天水市博物馆工作人员根据一年运营情况进行简单的维保工作，如更换电池、加水等，但是一些部件的更换要求比较专业，需要华图工程技术人员完成。随着市场经济的发展和越来越专业化的社会分工，恒温恒湿设备维保服务已成为众多业主的选择。恒温恒湿系统好比人的身体，众多运行部件不断磨损和消耗，必须定期检查并排除隐患。华图公司工作人员是天水市博物馆恒温恒湿系统的主治医师，随叫随到，能做到定向准确，在短时间内排除隐患，找出存在的运行质量和运行成本问题的症结，确保恒温恒湿系统能够高效、稳定的投运。

恒温恒湿空调最大的优点就是高效率，可以集中管理、集中控制，它的高效率是小型空调和一般空调无可比拟的，但是也存在自身的缺点。

恒温恒湿机的调控设备就是空调，其工作系统的运行是很昂贵的资产。在具体实施运行中，提高工作效率，减少机器出故障的次数，首要任务就是认真研究其工作原理，如何使其和大自然的温湿度很好结合，减少仪器的工作时间，以此来延长仪器的工作时间。例如，在冬天适宜的温度中，可以关掉恒温系统，只开恒湿机，同样的，在夏季湿度适宜时可以关掉恒湿系统，打开温度调控，这样可以大大减少恒温恒湿机的工作时间，提高工作效率，降低运行费用，延长设备的使用寿命，同时保障正常的工作时序，减少因故障造成温湿度起伏变化而造成的文物损伤。

3.2 恒温恒湿设备的构成由末端系统、水路系统、主机制冷系统和电控系统等主要的四部分构成

3.2.1 主机制冷系统容易出现的问题

主机在运行过程中，主要是压缩机的震动，它的振动会使各个接头、钢管连接处的脱离、松动和不牢固，致使冷冻油和制冷剂在不知不觉中渗漏，渗漏过程中会引起制冷达不到要求值或工作效率缓慢，造成低压报警。严重时则会使压缩机得不到应有的冷却和润滑，最终引起压缩机过热，使其拉伤烧毁。恒温恒湿设备压缩机在日常运行工作过程中不断磨合，在磨合运动期间，机器各个部件之间也会相互摩擦，润滑油中就会积淀下机器工作时磨损的杂质，导致润滑油的润滑效果下降，在后期使用过程中就会加剧运动部件的拉伤或磨损，导致压缩机的烧毁。天水市博物馆的恒温恒湿空调安装在户外，因为是零时建筑，工作环境比较恶劣，长时间会造成压缩机油的碳化和乳化，从而使系统腐蚀、堵塞、积碳、润滑性能降低，使恒温恒湿机组工作性能下降，严重的可直接影响到机组的使用年限，给天水市博物館带来较大的经济损失，影响文物的正常展出和库房环境。

恒温恒湿设备系统主要的功能就是调控温度和湿度，如果恒温恒湿的主机系统出现问题，将会影响到整个系统的正常运行，所以天水市博物馆联合华图公司组建了维护、检修和保养为一体的工作组，发现问题及时整改，争取把更多的故障处理在萌芽状态。

3.2.2 末端系统

末端系统在日常工作中，由于天水的天气比较干燥，空气中的颗粒物、粉尘在机器运行时会不断积淀，加聚了过滤网上灰尘的积累量，阻碍了空气的流通，严重时会堵住风口，影响室内空调效果，堵死后无任何效果，导致不能正常使用。同理，制热时因堵塞造成不能很好地散热，高压过高、压缩机过载保护，无法运行。室内机因初效过滤网对细小粉尘无法过滤，故粉尘穿过滤网后聚积在室内的换热器的翅片表面，由于换热设备的翅片只有2～3mm，所以长期聚积后就会引起堵塞，造成制热效果下降，同时因灰尘的聚积引起传热下降。室内机长期运转会使室内机离心风机叶上产生积尘，积尘数量一多就影响室内机的出风量，从而影响到室内机的效果。室内机在长时间的工作中，会造成主机的电机轴严重磨损，增大噪音，使天水市博物馆恒温恒湿系统不能正常工作。经过本馆工作人员的不断观察和研究，室内机每年也要进行至少一次养护，主要养护内容有：清洗换热器翅片、清洗回风过滤器、清洗离心风轮、轴承加油保养及更换。

3.2.3 电控系统

为了使恒温恒湿机达到调控的目的，给馆藏文物一个“洁净”的生存空间，厂家建议是一天24小时不间断工作，在长时间连续工作中，元器件发热、电线、机组振动等原因会造成接头之间松散、断开，造成接触不良、缺相，如交流接触器、热继电器会出现接触不良、断路等故障。电控部分受外部干扰、内部电器元件数值偏移等情况影响，造成机组运行参数丢失或出现错乱，使机组不能正常运行。感温探头、压力传感器、流量传感器、防冻保护器等控制元件损坏，造成机组不能在正常工况下运行，会给机组的运行造成不可估测的故障。以上故障如不及时排除，会导致压缩机缺相或三相电流不平衡而被烧毁。还有水质问题，前面已有阐述。

博物馆人今后的文物保护工作任重而道远。硬件上文物库房面积不足、设施条件过差;大多博物馆未建立博物馆文物保存环境检查制度;文物环境保护科研人员短缺，工作积极主动意识不强，更谈不上科研;博物馆照明、陈列展览、文物的包装、运输材料、温湿度局部潮湿、消毒不严等方面的一系列系列问题，在等待着我们及将来的文博人才更加科学、精准的保护。对馆藏文物保存环境实施有效的管理、监测、评估和控制，抑制各种环境因素对文物的危害作用，努力使文物处于一个“稳定、洁净”的安全生存环境，尽可能阻止或延缓文物的物理和化学性质改变乃至最终劣化，达到长久保护和保存馆藏文物的目的。真正做到不忘初心，功在当下，利在千秋，为文博事业的发展贡献自己的绵薄之力。

参考文献

[1]刘畅.浅谈博物馆文物库房的温湿度环境控制[J].中国文物科学研究，2009（3）.