【文物風(fēng)險管理】脆弱文物高性能保存裝備及應用—森羅股份董事長(cháng)郭曉光
2023-10-09
9月27日，第一屆“文物保護技術(shù)裝備學(xué)術(shù)研討會(huì )”在重慶市召開(kāi)。森羅股份董事長(cháng)郭曉光在文物風(fēng)險管理專(zhuān)題研討會(huì )上，圍繞“脆弱文物高性能保存裝備及應用”做主題演講。
森羅股份郭曉光董事長(cháng)在專(zhuān)題研討會(huì )上發(fā)言照片
一 脆弱文物受環(huán)境影響因素
脆弱文物是我國寶貴的文化遺產(chǎn)，但受保存環(huán)境中溫濕度波動(dòng)、氣體污染、氧化腐蝕、生物侵害等綜合因素影響，極易受損，因而需要采用更高性能的裝備對其進(jìn)行保存和保護。
本文將通過(guò)以下幾個(gè)研究來(lái)分享脆弱文物與高性能保存裝備的關(guān)聯(lián)性。
二 脆弱文物與高性能保存裝備的關(guān)聯(lián)性
（1）高性能保存裝備主要指標
高性能保存裝備是指性能指標優(yōu)于現有標準或現有設備的保護裝備，主要可分為超高密封、寬泛濕度調控、恒濕穩定、潔凈、氧含量控制幾方面：
優(yōu)于現有標準10倍以上的高密封展柜、儲藏柜和庫房；
濕度從10%到95%RH范圍調控，并能夠穩定維持的高密封展柜、儲藏柜和庫房，滿(mǎn)足脆弱金屬文物、有機文物的長(cháng)期展示和保護儲藏；
能避免斷電或頻繁調濕引起的文物“累積性”損壞的節能型恒濕、潔凈儲藏柜和展柜，實(shí)現藏品1000天以上的恒濕保存；
最高過(guò)濾等級可達0.01μm,可濾除顆粒物、蟲(chóng)卵、霉菌等；有效去除酸性氣體、氧化性氣體、TVOC、甲醛等；
氧含量從0.1%到21%調控，抑制脆弱文物的氧化、劣化，滿(mǎn)足文物殺蟲(chóng)抑菌。
（2）金屬文物低氧控濕保存技術(shù)研究
金屬文物常常面臨化學(xué)、電化學(xué)腐蝕。相關(guān)資料顯示，低濕、低氧、潔凈環(huán)境有利于金屬文物的保護保存。
2021年，森羅股份參與了由國家博物館主持申報的“國家文物局金屬文物保護重點(diǎn)科研項目”，開(kāi)展“館藏脆弱鐵質(zhì)文物低氧控濕保存展示與本體監測技術(shù)研究”，有以下幾點(diǎn)收獲：
濕度、氧對鐵質(zhì)文物腐蝕速率影響
實(shí)驗表明，濕度≤10%基本無(wú)化學(xué)腐蝕，受氧濃度影響較小。從相對濕度與氧消耗速率曲線(xiàn)可以看出，隨濕度的增加，氧消耗（電化學(xué)腐蝕）速率加快。
濕度在20%～50%RH之間時(shí)，氧濃度越大，腐蝕速率越快。
將預腐蝕鐵片分別置于低濕展柜、自然環(huán)境（50%～80%RH）和恒濕箱（80%RH）內進(jìn)行對比試驗時(shí)發(fā)現：環(huán)境濕度增加，表面銹層增厚,銹蝕產(chǎn)物顏色加深，腐蝕嚴重。同時(shí)，實(shí)驗也證實(shí)：穩定、低濕（低氧）的密封環(huán)境，能夠有效減緩鐵試片的腐蝕。
展柜密封性對濕度穩定性的影響研究
在濕度50%～70%RH的外部條件下，將相同數量的除濕劑放入不同密封性的展柜，觀(guān)察其濕度變化情況，可以看出：密封性高的展柜可快速建立低濕環(huán)境，并長(cháng)期維持柜內濕度；而密封性低的展柜則很快接近環(huán)璄濕度。試驗表明，高密封保存裝備更有利于脆弱金屬文物的長(cháng)期保護。
（3）有機文物與高性能保存裝備的關(guān)聯(lián)性
有機文物在長(cháng)期儲藏過(guò)程中，存在斷電或調濕引起的濕度頻繁變化，形成環(huán)境濕度失調和對文物形成“累積性”損害。同時(shí)，還面臨著(zhù)酸化、氧化、降解、蟲(chóng)蛀、霉變等問(wèn)題。
節能型恒濕潔凈儲藏柜、展柜等裝備，無(wú)需供電條件下，可為文物提供1000天以上的“恒濕、潔凈、穩定”保護環(huán)境，平均節能90%左右，大大降低了運營(yíng)維護成本，符合國家文物局提出的文物領(lǐng)域綠色低碳發(fā)展舉措。
< 節能型恒濕潔凈儲藏柜 >
< 節能型恒濕潔凈展柜 >
主動(dòng)型恒濕潔凈展柜、儲藏柜和庫房，由于氣密性高，減少了設備調控次數，平能節能70%左右。
有機文物恒濕保存應用研究
以西安事變紀念館為例，自2019年使用至今，穩定工作近4年，展柜內濕度一直維持在50%RH左右，平均日較差≤2%。
天津師范大學(xué)圖書(shū)館使用節能儲藏柜存放木質(zhì)雕版，穩定工作己超過(guò)4年。
有機文物潔凈保存
近十年來(lái)，經(jīng)過(guò)多次對柜內氣體質(zhì)量進(jìn)行檢測，各項指標達到或優(yōu)于GB/T 27703等相關(guān)標準要求。
2014年，通過(guò)與國家圖書(shū)館用氮氣對紙張的保護研究，采用紙張加速老化實(shí)驗方法，對五種不用質(zhì)地紙張的白度、折疊次數、撕裂度以及PH值進(jìn)行了測試。實(shí)驗證明，從對紙張的保護來(lái)看，通氮氣防老化效果最好，通空氣防老化效果次之，密封保存防老化效果最差。
有機文物容易生蟲(chóng)發(fā)霉，常壓低氧氣調殺蟲(chóng)防霉方法已在國內外得到推廣應用。南京棲霞寺運用常壓低氧氣調方式進(jìn)行經(jīng)書(shū)殺蟲(chóng)，并委托國家檔案局檔案科學(xué)技術(shù)研究所對掃出害蟲(chóng)種類(lèi)進(jìn)行識別以及生物性、體視鏡觀(guān)察，未發(fā)現活蟲(chóng)，害蟲(chóng)致死率達100%。
2017年，森羅股份與中國人民大學(xué)進(jìn)行低氧氣調技術(shù)對紙質(zhì)檔案霉菌防治研究，發(fā)現低氧對霉菌有明顯抑菌作用，且在低氧條件下，相對濕度≤30％，可以較好地實(shí)現紙質(zhì)檔案的抑菌目的。
（4）飽水木質(zhì)文物脫水干燥保護研究
在北京五里坨出土明代描金彩繪棺槨的脫水保護中，森羅股份與首都博物館合作，應用“文物精準控濕脫水系統”，通過(guò)精準控制環(huán)境與文物間的濕度差，間接控制飽水文物水分蒸發(fā)速率，避免因蒸發(fā)太快導致的文物變形干裂。
歷經(jīng)3年，環(huán)境濕度由97%RH降至70%RH，棺槨均勻穩定脫水、漆層保存完好。
三高性能保存裝備應用
基于“密封、潔凈、穩定、低氧和智能信息化”的文物預防性保護理念，根據客戶(hù)不同需求，設計出了不同用途的高性能保存裝備，并應用于不同場(chǎng)景：
充氮和冷凍多功能殺蟲(chóng)系統--故宮博物院
氣密恒濕低氧展柜--中國鐵道博物館
高氣密恒濕低氧展示庫房--上海圖書(shū)館東館
氣密恒溫恒濕潔凈儲藏庫房—眉山三蘇祠博物館
高氣密恒濕潔凈庫房--山東省文物考古研究院
氣密恒濕潔凈沿墻展柜--蒲松齡紀念館
大型高氣密恒濕低氧獨立展柜--元明清天妃宮遺址博物館
更多案例的應用場(chǎng)景及性能指標，詳見(jiàn)森羅股份公眾號。
