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北方地区出土半饱水漆木器的环境影响因素与预防性保护措施

 

三、高湿可控洁净保存环境的建立

        1930 年,意大利罗马召开的关于艺术品保护国际研讨会上首次提出“预防性保护”的概念,当时预防性保护的主要措施是对环境中温湿度的控制。2002 年我国颁布的《中华人民共和国文物保护法》中提出了“保护为主、抢救第一、合理利用、加强管理”的 16 字方针。目前,国际文化遗产保护领域已达成共识,改变传统的文物保护思维,变被动性的文物本体保护修复为主动性的预防性保护。文物预防性保护的主要途径,就是进行文物风险管理,通过风险预判断,改善文物保存环境,及时采取干预性调控措施,延缓文物劣化进程,以达到对文物进行长久保存的目的。就出土漆木器类文物保护而言,经历了从地下稳定环境到出土后环境的突变,如何维持储存环境体系的平衡,控制对漆木器产生影响的主要环境因素变化,将漆木器可能受到的危害风险降到最低是预防性保护饱水漆木器类文物的关键。

        本研究拟为考古出土漆木器设计创建一个独立“高湿可控、稳定洁净”的保存环境,主要由玻璃房、恒湿检控装置、净化通风系统、环境监测系统四个部分组成。

(一)玻璃房的设计思路

        玻璃房采用钢结构作为主体,以 6+6 毫米高透光率夹胶玻璃作为围护结构,该玻璃不仅能够有效隔离日光灯中的紫外线并吸收红外辐射中的热量,降低光照对文物的损伤;同时具有可视性好、强度高、防盗、防爆、防火等特性。刚出土的潮湿状态漆木器需要放置于高于室内湿度略低于饱和蒸汽压范围的湿度相对稳定环境中缓慢失水,以渐少漆木器出土后因环境湿度突变带来的影响。但在温度较低、湿度过大的情况下,玻璃房顶部及四壁极有可能产生结露现象,从而对漆木器的安全存放构成威胁。因此,在设计屋顶时,我们建议施工方将顶部做成两面 45°斜坡状结构,以便于冷凝水的导出。这在以往的玻璃房施工案例中不曾出现,属于首次创新设计,且经实践检验,一旦产生冷凝水,将沿着 45°顶部斜面流到玻璃房两侧,经四壁到地面导出,不会从屋顶直接滴落到漆木器上。为了提高玻璃房的湿度稳定性,配装了气密门,并选用环保、长寿命的密封材料进行气密处理。经第三方检测,该气密围护结构平均换气率为 0.03d-1,满足 T/WWXT0029-2018《博物馆气调库房技术要求》所规定的库房换气率≤ 0.05d-1 的要求。由于库房具有良好的气密性,保证了空间湿度的恒定,配套恒湿检控装置无须持续运行即可满足玻璃房内湿度稳定调控需求。常用地板砖不防滑、无弹性,可能在漆木器搬运过程中,对漆木器造成磕碰,经过研究采用了厚达 1 厘米以上的环保地胶铺设地面,以增大地面摩擦力,缓和冲击力,同时该环保地胶还可防止酸碱等化学试剂对地面的腐蚀。玻璃房建成后的效果见图 1。

(二)恒湿检控装置

        恒湿检控装置主要由控湿、湿度检测、气体过滤以及显示与存储等单元构成,采用等焓控湿技术,由内置鼓风机将室内干燥空气通过过滤器进行过滤,过滤等级为 1 微米;干燥空气经过滤后进入加湿器;经过加湿器加湿后将湿度适宜的潮湿空气送入玻璃房内完成加湿过程,并实现精确实时在线监测、调控空间内的湿度;为保证洁净的供水,本系统以首都博物馆纯水机制备 EDI超纯水为水源,置于恒湿检控装置旁边的储水箱内。通过装置内置的水泵以及水位检测传感器自动为加湿水箱补水,全系统自动运行受 PLC 综合控制,当水箱缺水,或达到空气过滤器滤芯更换预警时间后,系统会自动报警提示。该恒湿检控装置可将初始湿度设置到 95% 至饱和蒸汽压的高湿范围,且经累计持续监测 36 小时,温度在 18℃左右,波动< 1℃,相对湿度可基本稳定在 97% 左右,波动< 3.0%(图 2),无大幅度波动,稳定性较好。通过稳定控湿、阶段性逐步降低玻璃房内的湿度,使漆木器缓慢脱水以尽量维持木质文物形稳性。当相对湿度设定值在 65%— 95% 时,系统启动控湿系统对玻璃房进行湿度调节,使空间内的湿度能够较快地满足使用需求;当相对湿度设定值≤ 65% 时,采用管路加湿方式避免低湿情况下的结露、超调等问题。

(三)净化通风系统

        在恒湿检控装置内部安装了净化通风系统,气体过滤装置的过滤器滤芯由“复合过滤介质”采用独特的深层床折叠式而非缠绕式制作而成。与传统缠绕式过滤器滤芯相比过滤表面积增加了4.5 倍,与传统折叠式滤芯相比过滤表面积提高了 2 倍,尤其是深层折叠床结构形式降低了过滤介质内空气的流速,进一步改善了过滤性能。该气体过滤装置可滤除进入过滤器的干燥空气中 1 微米以下的固体颗粒污染物、油雾等特定污染物,过滤效率可达到 99.9% 以上。通过过滤后的洁净空气进入加湿器,经过加湿器加湿后将湿度适宜的潮湿洁净空气送入玻璃房,且可根据实际需求设置玻璃房内部空气的置换时间(如 12 小时),定时进行置换、通风。

(四)环境监测系统

        为了解玻璃房内的环境状况,玻璃房设置了环境监测终端对文物保存环境内的温湿度、紫外线、光照度、甲醛等参数进行实时监测、连续采集。文物保护人员可对环境的温湿度、紫外线、光照、甲醛监测指标进行实时信息监测、储存、分析、风险评估、预警、查询、交流,以便根据反馈结果及时采取必要的管理调控决策。

        高湿可控洁净保存环境为出土漆木器的安全、稳定脱水提供了“稳定、洁净”的外界环境,在脱水过程中将相对湿度的每日变动上下幅度控制在 5% 以内,缓慢逐步降低玻璃房内湿度,采用木材含水率测试仪定期监测漆木器相同部位的含水率变化,观察测试器物长宽高、边角及结构接口处裂隙处变化情况。待含水率降低至 50% 以下时,要控制玻璃房内湿度稳定,降低脱水速度,防止木胎形变。待木材含水率降低至 20%—30%,逐步降低环境湿度至 65%±5% 左右。脱水期间保持温度在 18±2℃。同时为了避免操作中外来的霉菌孢子污染,工作人员必须穿戴防护服、无纺布防尘帽、鞋套、口罩或呼吸装置进入工作环境。

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