博物馆藏品温湿度环境监控方法探究

2016-06-20  作者: 刘树林 来源: 弘博网

一、引言

关于博物馆藏品的环境控制,涉及的范围比较广 ,内容也比较多。 它包括气候的影响、 空气污染 (氮氧化物、硫氧化物、硫化氢、氯化物和氧化剂等)、光线照射 (主要是紫外 线、红外光和可见光对文物的损坏)和霉菌虫害等。通过观察可看出,影响藏品受损的原因很多,有时并非是由于一种原因所造成的,而是受多种因素影响所构成的。其中温湿度的影响最大、最广泛 (因为不同质地的文物,都必须具备它所需要的适宜温湿度,否则,就容易受到损坏)。长期以来,库房温湿度的不断变化,给藏品造成了严重的破坏,特别是有机质地的文物受损更为严重。

二、问题的提出

藏品在保存过程 中由于受到环境中物理、化学和生物诸多方面因素的影响,使部分藏品受到严重的损坏。在藏品保存过程中,采取不同的保存方法(如恒湿恒温、空调控制、空气吸湿机调节和人工自然通风 ),呈现的保存状况截然不同。如采用恒湿恒温或空调和空气吸湿设备保存方法,使文物藏品能够在一种较为稳定的环境中存放,显然有利于藏品的长久保存。相反室内温湿度的改善只依靠人工自然通风,则保存就不理想,甚至藏品会损坏。经调查,现在国内博物馆藏品库房条件,能够达到恒湿恒温控制或者利用空调和空气吸湿设备进行控制温湿度环境的不足0.1%(可以说是寥寥无几)。目前由于各种原因和条件所限,许多博物馆的藏品收藏环境均不理想,大部分藏品未能达到恒湿恒温的保存条件,甚至一些条件差的文物收藏单位,不仅库房简陋,而且也没有必备的防护措施 (如空气吸湿设备 )。在这些文物库房中有的是利用古建筑、有的是砖瓦房、甚至是比较简陋的木板房。这些文物库房除少数出于保护古建筑、不能加以大的改造外,大部分是由于经济条件所限,致使文物库房毫无任何环境控制手段。即使是新建的博物馆库房也很少装备现代化完善的空气调节设备,室内温湿环境状况,基本是随着外界气候的变化而变化。一年当中温湿度环境的不断变换,使各类文物不同程度的受到了影响, 一些珍贵文物濒临毁灭状态 。 如何使未能达到恒湿恒温条件下的藏品得到妥善的保存,减少自然力对藏品的干扰和破坏;如何较好的控制好室内温湿度环境的变化,根据现有的自身条件,采取一些有效措施为藏品创造一个较好的环境 ,延缓藏品的寿命。不仅是文物保护工作中一个研究的内容。也是本文所论述的主要问题。

三、温湿度对藏品的影响

众所周知,在藏品保存的各种环境因素中,空气中的温度和湿度是影响藏品寿命两个最大、最为直接的因素。不论温度湿度过高、过低都会对藏品造成严重的损坏。温度过高(28 ℃以上)时,不仅会对藏品产生不利的因素(特别是有机质地的藏品),还会加速藏品材料的老化和有害化学杂质对藏品的破坏,引起虫、霉的生长和繁殖(因为霉菌生长的适合温度为20℃——35℃,仓库害虫生长的适合温度为22 一 32℃)。同样温度过低会产生结露现象。甚至当库房温度低于0℃ 时,材料内部的水分还会出现冰结,引起藏品结构发生变化,使藏品受到损坏。另外, 高湿和低湿也会引起藏品的变化。如:高湿除有利于虫、霉的生长繁殖(因为相对湿度在65%以下时,可以抑制害虫和霉菌等微生物的生长),还会使有机材料老化的速度加快、材料强度下降,耐久性随之降低; 加速金属材料制品的锈蚀,而且湿度越大,腐蚀越快;加速石质文物的损坏和空气中的酸性等有害气体对文物的破坏作用。再如 : 低湿也会造成文物的损坏。特别是有机质地纤维的文物,必须要保持正常的含水量,使其不至于过分低湿造成纸张、丝织品发脆,竹、木、漆器变形和开裂。可见,各类文物由于各自的材料所限,适宜的温湿度对其是否能够长期保存下去是何等的重要。

四、方法和措施

1、对文物库房进行不定期的通风,调节藏品库房温湿度:

利用自然通风方法,主要是当库外温、湿度好于库内时,就要对库房内的环境进行调节,将门窗打开,使库内的温湿度状况得到改善。在通风的过程中,须借助温湿度计进行检测,以达到最佳的通风效果(根据库房和朝向,一般情况,可连续通风5一7天即可)。根据多年的实际工作,依据北京地区的气候特征,采用通风的时间一般为每年春季的 4月下旬一6月上旬和秋季的9一10月份。此时库外的温湿度比较适宜,有利于藏品的保存。另外,在通风时必须要考虑到当时室外的风力和空气污染程度等状况。风力以当时不超过三级为最好。因风力过大会将外面灰尘和霉菌带人到库房内,造成有机质地文物的损害。风力太小不利于库内空气循环。空气污染程度我们可参考当地的环保和气象部门测试的环境标准和数据。如在条件许可的情况下,可以将部分藏品移到外面,在通风和阴凉的地方进行。这种散发湿气的有效方法在古代就已应用,如古老传统定期晾晒书画、经卷的作法,能使其散去湿气,得以长久保存。

我馆文物库房大部分是利用古建筑,出于古建保护诸多原因 ,不能对其结构进行较大的改动。1909年前后 ,由于文物 库房还没有配备空气吸湿设备,我们主要是采用自然通风和人工调节等简易方法来改善库房藏品的保存环境。使全年多数月份的温湿度状况能控制在标准范围内。以书画库为例,多年来严格控制,紧闭库房,据监测全年平均湿度为58.4 %,月平均湿度除7、8月份的雨季,湿度超过70 %外,其余各月的湿度在 49.7一36.7%之间,效果是明显的。

2、密闭门窗 ,减缓室外不良气候的干扰:

博物馆室内的气候随时都会受到外界的影响,在室内未使用空气吸湿机设备控制时,为了减少室外的不良因素对室内的影响 ,在室外气候条件不符合藏品保存标准时(如:每年冬季的1月一次年的3月底,此时气候比较干燥、气温较低; 夏季的6月一8月 , 此时气温较高 ,湿度较大 ) ,文物库房应该紧闭门窗,尽量减少开启门窗的频率,使库房内空气流动相对缓慢乃至静止,文物柜尽可能做到密闭,这样可以有效的控制室内的小气候, 为藏品保存创造一个良好的环境气候。采用自然通风和密闭门窗控制室内温湿环境的方法 ,在我国许多博物馆中运用相当的普遍, 而且也能收到一些明显的效果。其目的就是通过这种较为原始的方法 , 防止或减弱室外不适宜的温湿度对室内的影响,以尽量使室内比较适宜的温湿度相对稳定。

3、文物库房应设有缓冲间,以减少室外环境对室内环境的干扰:

为了减少库外温湿度对库房内部的影响,有条件的文物库房可在库房内设一缓冲间,缓冲间的大小适其自身条件而定。进人库房时,首先打开缓冲间的大门,进人缓冲间后,先把缓冲间门关上,再打开通往库房的门。这样可以有效的防止库房外部的环境干扰。如本馆的一级品和书画文物库房由于采取这样的方式,加上古建筑的设计因素(冬暖夏凉,墙体厚、地基高),多年来的实践观察,室外气候对库内的环境变化影响不大,纸张和丝织品未发生明显的变化,收到了良好的效果。

4、使用空气吸湿机设备进行调控:

随着工作的不断开展,文物利用率的不断增加,使我们发现密闭只有控制局部环境 ,并无调节库房温湿度的作用。只单纯的运用自然通风和密闭门窗的简单方法还不能把室内温湿度控制在最佳的适宜范围内(北京夏季多雨潮湿 ,闷热期和相对湿度过大的时间比较长,文物库房的相对湿度普遍超过藏品所需的标准)。因此,在不适宜的季节时,室内配合使用空气吸湿机设备来调节温湿环境状况,也是一种比较有效的措施。90年代初期,我们陆续将重点和条件不佳的文物库房配备了空气吸湿机,使其保存条件更加完善。经过10多年的观察,每天开机6小时,室内空气相对湿度可以下降10%-15%,可以看出利用空气吸湿机进行调节库房温湿度,效果较为明显,能起到缓解作用。

5、重点部位使用固体降湿方法:

固体降湿方法 主要是通过一些固体材料特有的吸水性来达到吸湿的作用。 目前比较常用的主要是硅胶。硅胶是一 种无毒、无臭、无腐蚀的固体,不溶于水,其孔隙率达70% ,每公斤可吸收0.4一0.5公斤水。硅胶具有吸湿能力后可再生的特点,因此使用起来非常方便。可装在纱布袋、纸包和敞口的烧杯中,放在文物柜中和展柜内,这样吸湿的效果会更好。目前这种简单的方法仍应用藏品保护中。但在使用当中,必须随时测定使用范围内温湿度状况,尤其是在密封的文物柜和展柜中更应注意。因为硅胶的吸湿率很高,使用时应该根据所吸湿的范围和 体积的大小来决定吸湿剂的用量(从少渐多)。降湿的速度不宜过快,应该是平稳、缓慢的,切忌忽高忽低 、大起大落。 否则 ,会对藏品造成更大的损坏。

6、利用水表面蒸发加湿:

在气候干燥的季节(特别是北方地区),库内需要加湿。可以在存放藏品的地方采用表面加湿的办法用于缓解干燥的环境 (地面洒水、敞口水容器和湿布墩地)有条件的可以配合空气加湿器,这对于有机质地藏品,特别是纸质、竹、木、漆器类文物是非常有利的。否则,藏品因过分的干燥,会造成材质收缩、变脆、变硬、强度下降,甚至出现干裂、翘曲现象。这些简便易行的方法 ,在北方地区使用比较多,并能收到一些明显的效果。

7、采用空调系统进行室内调控:

在控制与调节藏品室内湿温度的各种方法中,安装空调系统是较为理想的。它即能排出室内废气,又能对输送进来的空气进行加热、冷却、干燥和过滤等。从而使室内的空气更加洁净,干湿度更加适宜,为改善室内空气环境,营造理想的小气侯起到了很大的作用。

8、库房和文物展厅的环境应保持一致:

湿度同展厅的环境适宜的保存环境还应该包括文物库房温、标准相一致,这样可以使藏品始终处于一种相对的稳定环境中。特别是一些重要文物出展时,必须要了解对方的展出环境状况,根据相关的情况,采取必要的保护措施,以免文物受到不必要的损失。

五、库房温湿度的环境标准

如何使藏品长久的保存下去, 主要取决于它所处的保存环境。因此,制定博物馆库房温湿度的环境标准, 必须要适合于不同质地文物的需要,使它们在保存中不受到任何的损坏。

我国现有博物馆的文物库房种类繁多, 既有地上、地下库房 ,又有古建用房,在形式、结构、材料、设备装置等方面各不相同。但藏品库房所具备的环境标准应该是统一的,必须要适合于藏品的保存条件。新建的藏品库房, 应尽力安装控制室内温度、湿度的空调设备。利用古建筑的博物馆,在保持建筑原貌的前提下,其室内的空气调节方法和手段、亦应力求与现代化接轨。要改变那种只靠自然通风的方法来缓解库房温湿度的落后局面,适应文物事业的不断发展。

博物馆藏品库房温湿度的标准 ,长期以来经过保护科研工作者的观测试验证明,博物馆库房空气温度和相对湿度的标准数值应为:温度为15一2 5 ℃ ,相对湿度为54一56 %。而且库内的温度和相对湿度的变化应该在规定数值内缓慢波动。否则,对文物的保存是不利的。根据温湿度对不同质地藏品的影响,下列数据是比较适宜的。

图片描述

除了上述要求外,对库房温湿度每天的变化, 也要有一定的限制。通常规定: 温度的日变化 幅度为2一5 ℃ ,相对湿度的日变化幅度为3一5%。可见 ,如何控制库房的温湿度是做好文物保护工作的基础。

六、首都博物馆的气候规律

1、北京地区气候变化比较明显,其特点是冬冷夏热、春天干燥,夏季非常潮湿。春秋两季时间短,冬季时间长, 而且风大较寒冷。通过近几年我们对本馆周围温湿度的观测和结合当地的天 气预报冬季最冷季节室外温度可达-13一15℃ 相对湿度为30%以下。夏季室外温度 (最高)41℃ ,相对湿度达58%以上,而且湿热天气持续时间比较长,全年的温湿度变化比较大,这种明显的气候变化给藏品保护带来了许多不便。如1997年我馆在北京白塔寺举办《佛教文物展览》,共展出近万件铜佛。由于展厅是利用古建筑 ,展厅三面封死,即无通风设施,又无恒湿恒温设备。正式由于北京地区这种明显的天气变化 ,两年以后部分铜佛表面出现绿色斑点,经请文物保护专家论证,器物表面的绿色大部分为有害锈。由于我们及时采取了有效措施,不仅对文物进行处理和保护,而且展厅内安装了排风扇和吸湿机,改善了展品的展出环境,有效的控制了展厅内的温湿度。经过近5年的跟踪调查 ,均未再发生新的有害锈现象出现。由此看来提供一个良好的温湿度环境来保存文物,是非常重要的。它不仅能收到良好展出效果 ,而且也有利于文物保护。

2、为了使馆藏文物尽量处于一种相对稳定的保存环境,从2000年起我们对展厅的温、湿度 (特别是湿度)进行测试看出: 室内的温、湿度环境变化极易受到室外气候的影响,其中冬季和夏季最为明显。如夏季湿度的变化明显与雨量的大小和闷热天气时间的长短有关,室内湿度标准将近有四分之三时间达不到要求。每年比较适宜藏品保存条件的时间较短,只有 3、4 个月,基本为每年的 4、5月和 9、10月份。其余大部分时间都不理想 ,必须借助于空调设施或者空气吸湿机来调节。

3、根据博物馆藏品环境气温日差不得高于2一5℃的标准 ,由于我馆展厅冬季采用暖气和空调取暖,夏季空调降温,对调节室温尚有一定作用。据测试冬季的气温日差为3一7℃。夏、春、秋三季的气温日差为2一5℃。冬季温差偏高,夏季偏低, 基本达到藏品保存的要求。

4、展厅由于对外开放的原因,闭馆时室内的气候较为平稳,开馆后 ,室内的小环境由于受到室外气候的影响,湿度波动较大。

此时, 我们借助展厅的空调设备来调节室内湿度的变化。我们曾在八月份的高湿季节测试过,在室外湿度为85%以上时,室内湿70一57%,室内、外的湿度差为10一15%。由此说明,空调设备对缓和湿度的变化,相对稳定保存藏品 的小环境,减缓室外气候的影响,是行之有效的。

七、作好藏品预防保护工作

由于藏品容易受到自然界中各种因素的影响,所以作好预防保护工作极为重要。多年来,因保管工作的不善,造成的文物损坏现象时有发生,特别是条件差的文物库房,由于未达到藏品所需的保存环境,造成的文物受损情况更为严重。因此,作好预防工作非常重要。预防就是要发挥人的主观能动性,改变以往那种头痛医头,脚痛医脚的等待观念, 改变对藏品只满足于不丢、不摔、对藏品的自然损坏漠不关心的陈旧观念。而是要在预防上下工夫,为藏品创造一个良好的收藏环境,避免一切可能发生的问题。保护就是利用一些科技手段和措施来阻止外界因素对藏品内部结构的破坏。如对藏品进行必要的清洗、去锈、加固、杀虫灭菌等。要时刻认识到自然界中的有害物 质对藏品的损坏是潜移默化的,这种破坏作用随时都在威胁各种文物藏品。所以, 我们必须作好长期的预防准备工作,特别是对出土后的文物和有机质地文物的保存更为重要。

八、结语

不同质地藏品所需的最佳环境历来是文物保护研究的重要问题。特别是对于一些条件差的藏品保存单位,如何为藏品创造一个相对稳定的环境,更是一个急需解决的问题。温湿度环境的不断变化造成不同质地的文物处在一种极不稳定的状态下生存,从而导致藏品的内部结构发生变化,甚至损坏。因此,要使文物能够长久的保存下来,就要解决好温湿度环境的控制问题, 面对不具备先进库房条件下的保存方式,探索和找出一些相应的文物藏品保存方法,使藏品库房在缺乏恒湿恒温条件的环境中,也能达到较为稳定的目的。

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