-
博
物
馆
之
未
来
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微环境控制系统的选择
一、
概述
文物是祖先留给后人的宝贵财富，
是
文
化传承的载体。
她们经过成百上千年的
风雨洗礼后，
如同耄耋之年的老人，
需要
精心呵护。
为文物提供一个适宜的保存环
境是最基本也是最有效的保护手段。
引起
文物品质退化的环境因素很多，有温度、
相
对湿度、气态污染物、颗粒污染物、光
照、紫外线及氧化等。其中，温湿度是最
基本，也是最重要的要素。
近年来，
随着人们对文化建设和文物
保存环境质量意识的提高与重视，
各地纷
纷改建和新建博物馆和文物库房，
通过各种
调控设备和手段，
大大改善了馆藏文物的保
存环境。
其中温湿度是人们最普遍关注的环境指标之一。
人们在文物库房和展柜内放
置
温湿度仪，
并通过现代化的恒温恒湿设备以及各种调湿缓冲材
料进行调控。
这些措施的
实施从某种程度上减少了文物受外界自
然温湿度变化的影响。
二、
文物保护的温湿度要求
上节中我们谈
到影响文物品质退化的环境因数主要有温度、
相对湿度、
气态污
染物、
颗粒污染物、
光照、
紫外线及氧
化等几个指标。
而这其中影响最大的是温度和相对湿度
两个指标
。下面我们分别对温度、相对湿度对文物的影响进行分析。
2.1
温度的影响
对于人体舒适度来说，
人们最关心的是温度，
但对于文
物，
温度则不一定是最
重要的，
但这并
不意味着可以忽视温度的影响。
简单的分析一下，
温度可以从以
下
四个方面加速文物的老化：
(1)
温度升高，加速老化的反应速度。文物的老化、腐蚀主要是各
种化学反
应的结果。
根据阿伦尼乌斯公式：
k
=
A
·
exp
(
－
E
a
/
RT
) (
式中，
< br>k
为化学反应速度，
E
a
为反应活化能，
T
为绝对温度，
A
与
R
是相应的系数
)
，温度的升高将各种化学
老化反应的速度呈
指数形式上升。
(2)
温度的升高，加快一些物理过程。如升高温度将加速水汽的渗透率，引
起
文物过分干燥或高湿，
从而造成文物的损坏。另外，各种污染气体的挥发、扩散
速度也会随着温度的升高而升高，
使保存文物的小环境空气质量恶化，<
/p>
间接加速文
物的老化。
(3)
温度的变化会引起文物的热
胀冷缩。有些文物（如珐琅器）是由不同材
质组成的，
它们的膨
胀系数不同，
温度的变化会在器物内产生热应力，
当热应力超<
/p>
过一定值后将引起文物的变形甚至崩裂。
(4)
温度的升高会增加生物的活
动性，加快霉菌滋生、昆虫繁殖的速度，从
而加速生物对文物（特别是有机质文物）的腐
蚀、破坏。
由此可见，
低温对文物的
保存是有利的，
但是如果将文物保存的温度调控的特
别低，
是不经济、也不现实的。
另外，文物保存在某一温度下有一个缓慢的
适应过
程，
若温度频繁波动，
会使文物
频繁热胀冷缩而引起疲劳老化。
因此综合以上各种
因素，各国推
荐的文物保存环境的温度标准基本为
19
～
24
℃，日波动小于
1
℃。
2.2
湿度的影响
湿度是另一个馆藏文物保
存环境中较重要的指标。
最直接的湿度概念是指一定
量的空气中
水蒸气的含量，
就是绝对湿度。
但这并不能反映我们实际感受到
的空气
的潮湿水平，为此人们定义了相对湿度（
RH
）的概念：
一定质量空气中的水分含量
RH =
×
100%
在该温度下空气所能容纳的最大水量
相对湿度对各类文物的影响主要表现在以下三个方面
(1)
引起文物变形。各种吸湿性
文物当相对湿度升高时会膨胀，反之会收缩，
从而造成弯曲、部件间错位、破裂、纤维断
裂等等。实验表明：湿度变化造成的变
形远大于温度的影响。如象牙温度相差
30
℃，其体积变化小于
0.2%
，而相对湿度
变化
10%
，其
体积就有
0.3%
～
0.4%
的变化幅度。
(2)
发生化学反应。
如
< br>“青铜病”
、
铁器腐蚀、
“玻璃
病”
、
染料和颜料的褪色、
纸张丝绸强
度的损失等都与保存环境中相对湿度的大小有密切关系。
(3)
引起生物腐蚀。较高的湿度
是昆虫、微生物大量繁殖的有利条件，从而
会引起文物发生虫蛀、霉变。实验表明，当相
对湿度在
70%
以下时可以有效抑制
霉
菌的生长。
因此控制文物保存环境中的相对湿度对安全完好地
保存文物非常重要。
湿度的
控制首先应减少相对湿度的波动幅度
，
日波动应小于
5%
，
每小时波动应小于
0.5%
。
而相对湿度的具体数值应根据文物质地和文物长期所处环境的相对湿度综合决定。
一般要
求金属文物低于
50%
，其他文物
55
±
5%
，相对湿度最高不应超过
65%
。当
然，
若文
物长期完好保存在较低相对湿度的环境下则应继续维持这一湿度，
不应刻
意追求某一具体数值。
在一个密闭的空间，
相对湿度的变化与温度的变化有一定的关系。
一般若温度
升高，
空气所能容纳的最大水量增加，
而密闭空间的水
含量并没有增加，
由此相对
湿度降低。反之，则相对湿度升高。
当相对湿度超过
100%
时，多余的水汽会在物
体表面结露，形成水滴。因此温度与相对湿度应综合考虑。
三、
恒温、恒湿技术的实现
近年来新建和
改造的博物馆基本上都使用了各种恒温恒湿设备，
主要是各类中
央空调系统和各类湿度调节系统。
这些设备调控温湿度的目标值可以根据实际情况
设定。
然而由于设备的性能和各博物馆启用这些设备的时间不尽相同，
造成调控环
境中温湿度变化情况有明显的差别。
(1)
8
小时运转的恒温恒湿设备。
由于博物馆特殊的消防安全要求，
以及运行
经费有限，展厅和库房内恒温恒湿设备无法保证
24
小时连续运转。这人为地加大
了文物保存环境温湿度的日
波动幅度，
在上班时间温湿度控制得比较理想，
但下班
后设备停止运转，
使温湿度快速趋向于外界大环境温湿度，
而造成波动。
这种情况
在冬季和夏季最为明显。
图
3.2
是冬季
某博物馆展厅内一天的温湿度变化。从图
3.2
可知该展厅内温
度
和湿度的日波动幅度分别达到了
11.2
℃和
27.5%
。
具体分析温湿度
变化：
温度在
8:30
达到一天最低值
12.2
℃；
1
小时后温度突然上升了
7
℃，达到
1
9.2
℃
,
此后温度在
20
～
23
℃间波动；
16:00
闭馆后温度又大幅快速下降，
2<
/p>
小时内下降了
8.4
℃（从
23.4
℃降至
15.0
℃
）
；温度与湿度同步变化，方向相反。在展柜无特殊恒温恒湿措
施的情况下，展柜内如此大幅度的温湿度变化将影响展柜内文物的保存安全。
图
3.2
8
小时中央空调环境下温湿度变化
(2)
恒温恒湿空调
24
小时连续运转，温度相对稳定、湿度大幅波动。目前大
< br>多数恒温恒湿设备能精确平稳控制温度的变化，
但对于相对湿度则由于设备间歇性
运转、
温度湿度调节控制技术不过关、
湿度传感器精度等原因，
造成控制得不理想。
虽然相对湿度的均
值较稳定，但波动的幅度偏大。如图
3.1
所示，是某博物馆库
房
内一天的温湿度变化情况。该监控点温度变化较小（
21.3
±
0.2
℃）
，但相对湿度则
围绕平均值（
51.8%
）呈周期性大幅度波动，波动周期为
6
小时，幅度达
7%
。这
种由于设备间歇性运转造成相对湿度的
波动一般波动幅度基本上在
5%
以上，而波
动周期的长短基本由设备的工作参数决定。图
3.1
所示的
波动周期较长，而大部分
恒温恒湿设备的波动周期小于
1
小时，
甚至只有
5
分
钟。
若将文物直接暴露放置于
该环境中，势必会由于相对湿度的
波动而引起文物的破坏。
图
3.1
温度变化平稳，相对湿度大幅波动情况
(3)
大环境用中央空调设备调节温度，小环境使用恒湿设备调节湿度。从上
述两种控制方法中
可以看出，
中央空调已经无法可靠保存文物。
随着市场上出现电
子式精密湿度控制设备，
有些博物馆开始尝试使用中央空调控制
大环境的温度，
使
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