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文物預防性保護項目在天水市博物館紙質文物保護實踐中的問題及建議

作者:未知

  摘 要:天水屬溫帶半濕潤半干旱氣候,雖然很少出現極端氣候情況,但晝夜溫差很大,自然狀態下的溫濕度變化較大,嚴重危害文物的壽命。天水市博物館借助科學的文物監測、調控手段,確保館藏文物和展出文物保存環境質量檢測與調控系統正常運轉,為建立較完善的、科學的文物保存微環境奠定了基礎,提升了館藏文物的預防性保護的綜合能力。
  關鍵詞:溫度;濕度;恒溫恒濕;潔凈
  天水市博物館成立于1979年,現為國家一級博物館,現有館藏文物3萬余件,涉及陶瓷、青銅器、書畫、玉器、竹木牙雕、印章等各類文物。其中新石器時期的彩陶、秦漢時期的青銅器和反映絲綢之路文化的佛教文物、耀州窯瓷器較有特色,館藏一級甲等文物隋貼金彩繪屏風式石棺床更是因為其蘊含的粟特文化而廣受矚目。這些館藏國家寶貴文化遺產的保護工作重點,正從以搶救性被動保護修理﹑修復為主,向以防止老化損害、預防性主動環境調控為主的日常維護轉變。隨著博物館免費開放政策的實施,館和館之間的交流展在各館之間日益頻繁,藏品保護的理念也在不斷發展進步,逐步與國際接軌。
  在館藏文物保護方面我們一直緊跟時代步伐,經常關注、學習文物法以及與文物保護、利用相關法律法規、各種條例,以國家對文物工作的要求和大政方針指導我們日常的工作方向、方式、方法。2016年4月12日,全國文物工作會議在京召開,傳達了習近平總書記重要指示。習近平總書記對文物工作做出重要指示,他強調,文物承載燦爛文明,傳承歷史文化,維系民族精神,是老祖宗留給我們的寶貴遺產,是加強社會主義精神文明建設的深厚滋養。保護文物功在當代、利在千秋。我將在本文中闡述文物保護項目中最主要的兩方面,其一是簡述溫濕度監控和調控下的文物日常保管中的經驗,其二是溫濕度調控和監控的儀器的日常管理與維護,希望同行批評指正。
  1 天水市博物館研究實施文物保存環境質量監測與調控的意義和目的
  1.1 文物是一所博物館立足的根本
  博物館的工作重點離不了文物,圍繞文物征集、保護、開發和利用的具體工作,主動擔當弘揚文化的歷史責任,增強傳承、發展中華文化的自覺性,通過大量對文物背后故事的開發利用,讓更多的人認可中華民族的傳統文化。堅定我們對中華民族傳統文化的信仰,增強老百姓的自豪感,文物保護工作任重而道遠。對于博物館而言,文物保護就是一門研究利用自然科學技術對文化遺產物質遺存及其歷史環境進行保護,以減緩人為或自然損壞過程的學科。文物保護工作的核心就是博物館環境的調控、檢測和評估。天水市博物館自2016年11月安裝使用恒溫恒濕系統以來,就是給館藏文物身上穿了保護外衣。為能最大限度地延長館藏文物壽命,保證此項工作的正常開展和正常運行是天水市博物館每一位職工義不容辭的責任。
  習近平總書記對傳統文化的重視和文物保護工作的重要指示精神,使我們迎來了文物保護工作的春天,我們信心百倍。2014年3月,我館與敦煌研究院合作編制了《天水市博物館館藏文物保護方案》,同年該方案獲得了國家文物局(文物博函〔2014〕412號)和甘肅省文物局(甘文局博發〔2014〕號)的批復。
  本項目的目標是對我館的文物庫房與展廳中文物保存環境質量監測與調控,為我館建立比較完善的文物保存環境監測系統,運用多種調控手段對文物保存微環境實施有效的“穩定、潔凈”調控,形成館藏文物預防性風險管理機制,提升我館館藏文物的預防性保護的綜合能力。
  1.2 文物預防性保護項目的實施是文物保護的科學保護手段
  天水市博物館館藏文物環境的檢測系統和恒溫恒濕系統的運行首先走在了時代的前列,并且對西北地區博物館文物保護提供了一個可行性的意見和建議。為解決西北地區基礎研究薄弱、保護難度大等問題,以現代科技主導館藏文物的根本性保護。我們將借助相關領域已有的科研優勢和根據不同材質文物保存環境溫濕度的要求,進一步探索適合于西北地區博物館館藏文物的保護方式方法。一直以來,傳統的文物保護僅僅是庫管員按照庫房柜子一一入柜,放整齊,按照賬本登記的情況賬物相符而已,沒有按照質地、級別分類保管,更談不上粉塵、光照度、紫外線、酸堿度、溫濕度波動等對文物的危害的監測和調控。日常的溫濕度,我們都是憑自己的大概感覺而論溫度和濕度,現在我們通過溫濕度記錄儀記錄的數據可以更清楚、更直觀地了解天水地區溫濕度變化情況,進一步弄明白因溫濕度變化造成的文物損壞。
  從監測的數據來看,自然狀態下的溫濕度變化較大,嚴重危害文物的壽命。例如,溫度從20℃升高到25℃,纖維素反應速度成倍增加,93±5ppbSO2對品紅、亮綠、姜黃素、淡紫色、玫瑰苯胺引起變色,O3濃度為0.397ppm時,所有顏料均產生褪色等。文物本身是一個復雜的綜合體,不是單一物質構成,所以館藏文物在環境中的變化、反應是一個復雜的過程,它正以我們肉眼看不見的速度而發生反應,一步步地衰老、褪色、酸化、脆化和糟朽。參照現有的科學實驗數據來清醒我們對文物衰老、滅亡的認識。對以上這些研究數據,我們庫管員都要有一個認知能力,并且灌輸到庫管員的日常管理中。建議各個博物館定期培訓庫房管理員,首先保障認識要跟得上,要知道利用現代科學技術的檢測結果來很好地控制和管理改善文物的生存環境。之前也寫過很多庫房管理方面的經驗,不再贅述。
  1.3 天水市博物館館藏文物環境的檢測系統和恒溫恒濕系統運行情況下的數據變化及意義
  溫濕度是博物館環境中最重要的兩項因素,也是文物保護中的重要保存環境因素,它們相互影響,和自然界的其他物質構成了文物變化的復雜過程。天水市博物館館藏文物環境的檢測系統和恒溫恒濕系統運行的情況下,數據基本接近文物保存的最佳環境值。
  恒溫恒濕系統的調控使溫濕度在紙質文物適宜的范圍內,很大程度上減少了文物的損害。但是文物的變化和它存放的復雜環境是分不開的,還有一些數值是現在的技術不能解決的。例如,空氣中的粉塵顆粒、有害生物、霉菌等的濃度達到一個什么樣的數值,會對文物造成什么樣的危害,都需要更多、更專業的技術分析。所以,現有的恒溫恒濕系統對環境有了宏觀調控,文物的生存環境是復雜的,文物保管人員要摒棄傳統的舊觀念,認真學習和了解新型的文物保護理念“潔凈”,創造相對“潔凈”的文物保存環境,在不斷的學習中建立適合天水市博物館館藏文物保存環境的監測和管理長效機制,把文物的保存環境的風險降到最低。文物保存環境中,恒溫恒濕系統、光照度都直接影響文物的存世時間,濕度過低會使紙張變形,比如展出的明清書畫,因為北方的經濟受限,很多書畫的軸都用沙桿,在溫濕度急劇變化下,造成紙張纖維的脆化,沙桿軸比較重,這時很容易造成斷裂,沙桿軸斷裂進一步污染畫面。還有紫外線、光線等在日常照明中產生的熱量和光照時間多多少少會對文物壽命、色彩產生影響,都需要科學的研究數據。光和溫濕度與污染氣體的協同作用、光照度和曝光時間對文物本身損傷數據的定量關系等問題,還需要下一代博物館人進一步研究確定。那么,我們要立足本職,對現有恒溫恒濕系統運行的保障顯得尤為重要。   2 項目實施、運行過程中的問題、意見及建議
  2.1 項目實施的具體內容
  本項目中標方于2016年4月19日正式進駐施工現場,2016年11月完成項目合同內容。這個子項目的主要內容為:文物庫房、文物展廳中溫濕度、室內光照度、紫外線、二氧化碳、有機揮發物總量VOC等內容的監測,文物庫房、臨展廳和書畫展廳溫濕度控制系統和天水市博物館微型氣象站建設,并在此基礎上建成天水市博物館館藏文物預防性保護監測站。共安裝布設室內型大氣溫濕度傳感器76個,室內光照度、紫外線、溫濕度合一傳感器12個,室內型二氧化碳、溫濕度合一傳感器3個,室內型有機揮發物總量VOC溫度合一傳感器4個,PM2.5/PM10等六合一粉塵粒子監測傳感器2個,室外多參數環境監測終端1套。并配備便攜式溫濕度檢測儀1臺,溫濕度記錄儀10臺,光照強度與紫外輻射強度合一檢測儀1臺,甲醛檢測儀1臺,PM2.5檢測儀1臺,VOC檢測儀1臺,二氧化碳檢測儀1臺。安裝空氣凈化機4臺、空氣潔凈屏12臺,除濕機1臺。對陶瓷器庫房、書畫庫房、青銅器庫房以及文物書畫修復室安裝恒溫恒濕空調,共計4臺。臨時展廳和書畫展廳安裝恒濕空調,共計2臺。安裝恒濕獨立展柜12個。另外還采購了被動采樣吸附濾膜5盒;復合硅膠調濕劑1000盒;吸附劑500kg;除氧劑1000包;透明高阻隔膜500m。通過投放的檢測設備,實現實時監測,如果某些指標超標,監控中心的預警系統會自動報警,通過監測,可實現對館藏文物的更全面和更科學的預防性保護。通過一段時間的運行,文物庫房、文物修復室溫濕度環境完全符合文物保存環境要求,歷史文物陳列館臨展廳、書畫展廳及獨立展柜濕度控制也在設計范圍之內長期穩定,達到了控制的要求。項目提升了我館館藏文物的預防性保護能力,使我館有能力運用多種環境調控手段與設備裝置對文物保存微環境實施有效的“穩定、潔凈”調控。建立完善的館藏文物保存環境監測系統平臺,提升我館館藏文物的預防性保護的綜合能力,降低影響館藏文物安全存放的整體風險。
  2.2 恒溫恒濕在具體運行過程中存在的問題
  現就天水市博物館自2016年11月安裝檢測與調控系統使用以來,近三年使用運行過程中出現的問題,以紙質文物在安裝使用恒溫恒濕系統后容易出現的問題為例,根據安裝儀器的類型分類略談一二,希望對我們西北地區其他博物館在選擇安裝、具體使用過程能有所幫助。
  紙質文物對溫濕度要求比較高,尤其是濕度,因為北方春、冬兩季天氣偏干燥,而且水質較硬,是文物保護、調控過程中的重點和難點。例如,天水市博物館書畫展廳恒溫恒濕機在運行過程中出現漏水并停止工作的情況,天水市博物館工作人員邀請廠家工作人員進行拆機檢查,發現機組內加濕器進水管路有一處破裂,導致空調自動控制系統設備進水。控制板上有明顯水漬,經仔細檢查后發現電氣原件有燒黑情況,PLC模塊端子排已生銹,二次回路控制開關跳閘,判斷后確認該設備已造成電氣硬性故障。設備主機內電氣主要元器件西門子plc可編程控制器CSMART/CPUSR30、擴展模塊控制器EM30、加濕器控制主板JR2000H、電源模塊,因進水燒毀已無法進行修復,只能進行更換新的模塊。
  2.3 恒溫恒濕機在工作過程中產生問題的原因分析
  針對這一問題,天水市博物館文物保管部組織人員對故障原因進行分析:由于博物館庫房的精密恒濕要求,空氣比較干燥,并且24小時不間斷運行,機械功耗較大。儀器反復進行加濕除濕,機器壓縮機進行放熱、放冷造成易損件老化加速現象,進水管線破裂漏水,導致水濺到電子元器件上,形成短路狀態而燒毀主板,造成停機癱瘓狀態。因為庫房恒溫恒濕要求,所以加濕桶要24小時燒水,增加水蒸氣,在加熱過程中,用水為自來水,天水水質較硬,電加熱易造成電石產生,附著于電熱棒上,從而造成腐蝕電熱棒、加濕桶,進而導致工作不正常,并且大量電解物沉淀,造成排水堵塞,排水回流,也影響了其他元器件的負荷,像進水器、電磁閥、熱傳導探頭、敏感器件錯誤信號的輸出,而導致器件破裂。
  綜合上述原因造成了此次故障,導致空調主板(空調大腦)損壞而停機。這次損壞的元器件為該設備的控制主板PLC和加濕器主板,相當于該設備的控制大腦。一般的設備故障華圖公司工程技術人員可以在機器生產廠家的指導下進行日常維修,對于本次造成的元器件損毀,還需機器生產廠家進一步到達現場后,再進行檢測和更換維修。
  這類事故并不是頻發性的,但是因為書畫展柜對恒溫恒濕系統要求高,并且是24小時不間斷工作,造成易損件老化加速現象,在24小時不間斷加熱燒水產生水蒸氣的這一過程中,又因為水質較硬、空氣比較干燥等原因,經常造成電石產生,附著于電熱棒上,從而造成腐蝕電熱棒、加濕桶,進而導致工作不正常,并且大量電解物沉淀,造成排水堵塞,排水回流,也影響了其他元器件的負荷。經天水市博物館對檢修次數粗略的統計,發現恒溫恒濕控制系統一年最少要清潔過濾網、更換管道過濾袋、清潔室外機冷凝器和室內機蒸發器系統,清洗或更換加濕桶等兩次。建議定期清洗更換,減少主板損壞。
  2.4 依據以上高發性事故產生的原因,天水市博物館提出的意見建議和人為解決的辦法
  2.4.1 在選擇恒溫恒濕機時,考察廠家是否已解決用水問題或除垢問題
  我們知道西北地區的水質偏硬,在水加熱的過程中容易產生水垢,根據這一原因,首先考慮廠家是否已解決加水問題,既適合儀器用水,也要根據地區不同,解決水垢問題,減少儀器損耗,保障恒溫恒濕系統正常運行。首先,現在市場已經有用自來水的加濕器,并且不需要加熱,可以避免水質硬引起的產生水垢問題;其次,是否能夠用過濾水,這樣也可避免水垢問題。希望恒濕機在用水方面能有所突破。
  2.4.2 解決恒溫恒濕儀器24小時工作效能
  西北地區每年進入冬季,干燥缺水,最低溫度到-10℃,依據這一特點,廠家是否已保障儀器能在-15℃~25℃內正常工作。   2.4.3 天水市博物館在日常保護工作中做的具體工作(僅供參考)
  西北地區氣候主要問題是冬季干燥,保障恒濕是問題的關鍵也是困難所在,在極端天氣情況影響下,恒濕根本沒有保障。為了縮小展柜濕度差,首先天水市博物館采取拖地加濕來加強展廳內的濕度,以此和展柜內濕度形成互動,對展柜內微循環系統起到協助作用。其次是購置加濕器、展柜內增加量杯加水等手段,緩解氣溫低、天氣干燥等自然氣候造成儀器超負荷工作。天水市博物館一般在文物沒有入柜前,直接將加濕器放入展柜內加濕,連續加濕直至達到紙質文物要求,取出加濕器,再進行布展,這樣可以減輕恒濕機工作壓力,以保障恒溫恒濕系統正常運行,減少因機器故障對文物造成的危害。
  2.4.4 庫房日常維護工作
  庫房相對展廳而言恒溫恒濕調控相對簡單,如紙質文物庫房,庫房的溫濕度嚴格按照國家標準調控,冬天室內溫度應該保持在12℃~18℃,夏天不超過25℃,相對濕度保持50%~65%,24小時內溫度變化不超過2℃~5℃,濕度變化不超過3%~5%,若是庫房的溫度忽高忽低,紙張纖維受到熱脹冷縮的劇烈變化,直接導致紙張機械強度減弱,造成紙張老化,減少其壽命。首先,遇到極端天氣及干燥季節,在文物都已入柜且柜子都在離開地面的情況下,完全可以在庫房少量灑水拖地,加濕器可以在庫房管理員上班期間一直加濕,直至檢測儀顯示到正常值。其次,遇到極端多雨的天氣,雖然北方這樣的天氣極少,但是遇到這類天氣我們根據室外檢測系統所提供的的數據,可以選擇適宜的天氣開門換氣。南朝劉義慶的《世說新語》中載有“袒腹曬書”的段子:“郝隆七月七日出,日中仰臥。東漢崔實《四民月令》云:“七月七日,曝經書及衣裳,不蠹。”《漳州四時竹枝詞》就有“曬衣六月蠹能除,酷熱金烏燎太虛。此日天門開好曬,郝隆惟曬腹中書”的詩句。到漢代和唐朝時期,曬書成了一種約定俗成的習慣,更是一種制度,這種制度一直延續到北宋。這項活動從一開始的書籍防蟲、防霉,衍生為文人士大夫之間對自己收藏古籍善本、古舊書話的鑒賞學習活動。現代社會科技發達,書籍防潮、防蟲蛀早已不只這一個方法了。我們可以在每個季節選擇適宜的天氣隨時換氣、晾曬,這是對古籍善本、古舊書畫非常環保、有益的保護工作,文物保管員在日常管理中要注意多積累經驗,不可懈怠。
  3 后期應該注意的事項
  3.1 恒溫恒濕設備的維保及其維保意義
  設備的后期養護也是一個重要環節,檢測與調控系統質保期是一年,一年以后的維保工作,天水市博物館工作人員根據一年運營情況進行簡單的維保工作,如更換電池、加水等,但是一些部件的更換要求比較專業,需要華圖工程技術人員完成。隨著市場經濟的發展和越來越專業化的社會分工,恒溫恒濕設備維保服務已成為眾多業主的選擇。恒溫恒濕系統好比人的身體,眾多運行部件不斷磨損和消耗,必須定期檢查并排除隱患。華圖公司工作人員是天水市博物館恒溫恒濕系統的主治醫師,隨叫隨到,能做到定向準確,在短時間內排除隱患,找出存在的運行質量和運行成本問題的癥結,確保恒溫恒濕系統能夠高效、穩定的投運。
  恒溫恒濕空調最大的優點就是高效率,可以集中管理、集中控制,它的高效率是小型空調和一般空調無可比擬的,但是也存在自身的缺點。
  恒溫恒濕機的調控設備就是空調,其工作系統的運行是很昂貴的資產。在具體實施運行中,提高工作效率,減少機器出故障的次數,首要任務就是認真研究其工作原理,如何使其和大自然的溫濕度很好結合,減少儀器的工作時間,以此來延長儀器的工作時間。例如,在冬天適宜的溫度中,可以關掉恒溫系統,只開恒濕機,同樣的,在夏季濕度適宜時可以關掉恒濕系統,打開溫度調控,這樣可以大大減少恒溫恒濕機的工作時間,提高工作效率,降低運行費用,延長設備的使用壽命,同時保障正常的工作時序,減少因故障造成溫濕度起伏變化而造成的文物損傷。
  3.2 恒溫恒濕設備的構成由末端系統、水路系統、主機制冷系統和電控系統等主要的四部分構成
  3.2.1 主機制冷系統容易出現的問題
  主機在運行過程中,主要是壓縮機的震動,它的振動會使各個接頭、鋼管連接處的脫離、松動和不牢固,致使冷凍油和制冷劑在不知不覺中滲漏,滲漏過程中會引起制冷達不到要求值或工作效率緩慢,造成低壓報警。嚴重時則會使壓縮機得不到應有的冷卻和潤滑,最終引起壓縮機過熱,使其拉傷燒毀。恒溫恒濕設備壓縮機在日常運行工作過程中不斷磨合,在磨合運動期間,機器各個部件之間也會相互摩擦,潤滑油中就會積淀下機器工作時磨損的雜質,導致潤滑油的潤滑效果下降,在后期使用過程中就會加劇運動部件的拉傷或磨損,導致壓縮機的燒毀。天水市博物館的恒溫恒濕空調安裝在戶外,因為是零時建筑,工作環境比較惡劣,長時間會造成壓縮機油的碳化和乳化,從而使系統腐蝕、堵塞、積碳、潤滑性能降低,使恒溫恒濕機組工作性能下降,嚴重的可直接影響到機組的使用年限,給天水市博物館帶來較大的經濟損失,影響文物的正常展出和庫房環境。
  恒溫恒濕設備系統主要的功能就是調控溫度和濕度,如果恒溫恒濕的主機系統出現問題,將會影響到整個系統的正常運行,所以天水市博物館聯合華圖公司組建了維護、檢修和保養為一體的工作組,發現問題及時整改,爭取把更多的故障處理在萌芽狀態。
  3.2.2 末端系統
  末端系統在日常工作中,由于天水的天氣比較干燥,空氣中的顆粒物、粉塵在機器運行時會不斷積淀,加聚了過濾網上灰塵的積累量,阻礙了空氣的流通,嚴重時會堵住風口,影響室內空調效果,堵死后無任何效果,導致不能正常使用。同理,制熱時因堵塞造成不能很好地散熱,高壓過高、壓縮機過載保護,無法運行。室內機因初效過濾網對細小粉塵無法過濾,故粉塵穿過濾網后聚積在室內的換熱器的翅片表面,由于換熱設備的翅片只有2~3mm,所以長期聚積后就會引起堵塞,造成制熱效果下降,同時因灰塵的聚積引起傳熱下降。室內機長期運轉會使室內機離心風機葉上產生積塵,積塵數量一多就影響室內機的出風量,從而影響到室內機的效果。室內機在長時間的工作中,會造成主機的電機軸嚴重磨損,增大噪音,使天水市博物館恒溫恒濕系統不能正常工作。經過本館工作人員的不斷觀察和研究,室內機每年也要進行至少一次養護,主要養護內容有:清洗換熱器翅片、清洗回風過濾器、清洗離心風輪、軸承加油保養及更換。
  3.2.3 電控系統
  為了使恒溫恒濕機達到調控的目的,給館藏文物一個“潔凈”的生存空間,廠家建議是一天24小時不間斷工作,在長時間連續工作中,元器件發熱、電線、機組振動等原因會造成接頭之間松散、斷開,造成接觸不良、缺相,如交流接觸器、熱繼電器會出現接觸不良、斷路等故障。電控部分受外部干擾、內部電器元件數值偏移等情況影響,造成機組運行參數丟失或出現錯亂,使機組不能正常運行。感溫探頭、壓力傳感器、流量傳感器、防凍保護器等控制元件損壞,造成機組不能在正常工況下運行,會給機組的運行造成不可估測的故障。以上故障如不及時排除,會導致壓縮機缺相或三相電流不平衡而被燒毀。還有水質問題,前面已有闡述。
  博物館人今后的文物保護工作任重而道遠。硬件上文物庫房面積不足、設施條件過差;大多博物館未建立博物館文物保存環境檢查制度;文物環境保護科研人員短缺,工作積極主動意識不強,更談不上科研;博物館照明、陳列展覽、文物的包裝、運輸材料、溫濕度局部潮濕、消毒不嚴等方面的一系列系列問題,在等待著我們及將來的文博人才更加科學、精準的保護。對館藏文物保存環境實施有效的管理、監測、評估和控制,抑制各種環境因素對文物的危害作用,努力使文物處于一個“穩定、潔凈”的安全生存環境,盡可能阻止或延緩文物的物理和化學性質改變乃至最終劣化,達到長久保護和保存館藏文物的目的。真正做到不忘初心,功在當下,利在千秋,為文博事業的發展貢獻自己的綿薄之力。
  參考文獻
  [1]劉暢.淺談博物館文物庫房的溫濕度環境控制[J].中國文物科學研究,2009(3).
轉載注明來源:http://www.mkstdm.tw/7/view-15060152.htm

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