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2022-07-29 
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新建博物館庫房建設和文物庫房環境控制設計
一般情況下，地下庫房基本屬于珍品庫房。原因在于：
（2）地下庫房可緩沖室外溫度的波動，在地下幾米到十幾米范圍，環境處于恒濕狀態。博物館新建庫房。
某地下庫房共三層，分為一期、二期和三期，每期庫房設置獨立空調系統，結合該地下庫最新監測情況與庫房環境控制系統現狀，可具體包括以下幾種情況：
（1）空調機組運行時間過久，機組部件逐年老化，制冷除濕效率下降明顯，已不能滿足文物庫房所需的溫濕度要求；
（2）大部分庫房相對濕度不滿足設計要求，機組制冷能力不足。換氣次數不滿足庫房溫濕度精度控制±1℃和±5%的要求；
（3）大部分庫房不滿足現行規范相對濕度日波動值不應高于5%的要求（溫度日較差2℃）。
（4）同一系統內部分庫房有差異性參數需求，設計溫濕度參數相同，不能適應現狀混合藏品的溫濕度需求。
（5）各庫房濕度實際熱濕比線不一致，負荷不一致，相同的送風量不能滿足同一系統內庫房的差異需求。博物館新建庫房。
（6）原水冷機組在地庫內敷設的冷卻水系統部分附件銹蝕，存在漏水隱患，威脅文物安全。
（7）地庫內空調新風閥和排風風機常年關閉，造成庫內缺乏新風，容易滋生細菌，不利于文物保護和庫內研究人員健康，藏品保存場所的工作人員反應新風量不足，室內空氣品質差。
02
地庫環境空調負荷特性
結合某地下庫房環境控制系統現狀，不管是地庫環境空調負荷特性，還是文物、人類的需求，都需要分析庫內環境特性，比如溫度、相對濕度和揮發物閥值等。博物館新建庫房。
地庫室內外設計參數
參照 《博物館建筑設計規范》 JGJ 66-2015。各庫房藏品保存溫度均為20℃，相對濕度范圍為0~60%，其中40~60%的相對濕度環境能滿足幾乎所有藏品的需求。
考慮庫內空氣參數可以提供未來藏品互換保存的條件，空調機組裝機容量應滿足夏季最大除濕量和冬季最大加濕量的要求，各系統夏季空氣設計參數均取干球溫度20℃，相對濕度40％；冬季取干球溫度20℃，相對濕度60％。同時溫度日較差不大于2℃，相對濕度日波動值不應高于5％。但地下庫房藏品最佳保存溫度是否為規范值？一般認為藏品對溫度變化不敏感，應濕度優先控制。但研究顯示，藏品具有氣候適應性，掩埋藏品的最佳保存溫度為當地年平均溫度，比如北京為12.3 ℃。因此，地庫內空調系統參數設置需因地制宜，另外，在確定參數設定的情況下，要依藏品與空間環境的不同，提供相應的制冷、除濕方式。博物館新建庫房。
地庫藏品保存環境的溫濕度參數，為地庫空調負荷的來源之一，地庫空調負荷具有包括以下三個方面：
（1）冷負荷主要由圍護結構、照明燈具、人體等引入熱量形成。由于本庫房位于地下-3米到-13米，-10米處土壤初始溫度一般為當地年平均溫度，但從監測溫度和供冷量看出，地庫運行數年后，圍護結構內表面溫度已經較剛建成時有大幅提升。博物館新建庫房。
（2）濕負荷主要來源有圍護結構濕滲透和人員散濕。地下庫房圍護結構為雙層墻體中空夾壁形式，且現狀外側墻體出現滲漏水點，滲透濕負荷難以準確計算。
（3）由于氣密性差，多出入口地庫自然通風（逆向煙囪效應和誘導作用）帶來的滲透負荷，獨立新風系統關停新風和所有系統正常運行時均應考慮。
什么叫逆向煙囪效應？
煙囪效應，是指戶內空氣沿著有垂直坡度的空間向上升或下降，造成空氣加強對流的現象。煙囪效應的產生。在有共享中庭、豎向通風（排煙）風道、樓梯間等具有類似煙囪特征——即從底部到頂部具有通暢的流通空間的建筑物、構筑物（如水塔）中，空氣（包括煙氣）靠密度差的作用，沿著通道很快進行擴散或排出建筑物的現象，即為煙囪效應。煙囪效應亦可以是逆向的。當戶內的溫度較戶外為低（例如夏天使用空調時），氣流可以在煙囪內向下流動，將戶外空氣從煙囪抽入室內。比如，庫房分為地下三層，當地下一層有逆向煙囪效應時，會誘導地下二層和地下三層帶來一些空氣流動。博物館新建庫房。
03
地庫新風系統設計
在搜集大量資料與規范的基礎上，總結地庫新風系統設計要滿足以下三種需求：
（1）為了滿足基本衛生要求，保證人員長期停留的空氣品質，通常保證每人不小于 30m3/h的新風量。
（2）稀釋庫內揮發有害氣體和污染物的有效新風量。博物館新建庫房。
（3）保證房間的正壓要求，為了防止室外空氣滲入室內，一般采用 5~10Pa 的正壓值，保證這個正壓范圍通常需要的新風量約為0.5~0.75 次（當房間無窗和無外門）換氣。
藏品庫房、展廳空氣種煙霧灰塵和有害氣體濃度限值
注：JGJ66-2015《博物館建筑設計規范》
在實際應用中，在保證5~10Pa的正壓值情況下，由于空氣滲透原因，新風量難以保證。這也是目前地下庫房環境控制系統的現狀之一。
新風量越大越好嗎？
（1）新風對部分藏品保存不利，造成藏品氧化或滋生病害；
（2）較大的新風量在高熱高濕季節引入大量濕熱，極大地加大了空調機組的處理負擔，運行能耗大；
（3）現行《博物館建筑設計規范》沒有對藏品保存場所的新風量提出明確要求，僅對陳列展覽區和業務區的新風量進行了規定。博物館新建庫房。
現狀庫內僅設置排風風機，未設新風風機，空調新風閥和排風風機常年不開啟且設計排風量遠小于新風量。另外地庫內空調新、排風分別通過較長的土建風道接至室外，風路阻力大，因此庫內引入新風量有限，庫內缺乏新風導致人員有憋悶感。改造時考慮按設計新風量增設助理新風機，同時更換排風風機，使排風量達到新風量的80％。運行時新、排風風機與空調機組聯動，并能根據室外空氣含濕量情況變頻以減少新風量引入，維持庫內溫濕度恒定。
04
地庫溫濕度精度控制與調節
結合新建博物館庫房建設和文物庫房環境控制設計，除合理設計地庫新風系統外，溫濕度精度控制與調節也是地庫設計要點與難點。博物館新建庫房。
精度控制影響因素包含送風溫差、氣流組織等。
設計手冊推薦工藝性空調溫度精度為±1℃時的送風溫差范圍為6~9℃，且每小時換氣次數不小于5次。送風溫差越小，送風量越大，越有利于溫濕度精度的控制，但會導致風機能耗和電再熱能耗加大，參考文獻得知頂送下回方式100％負荷率時，送風溫差應取7℃ 。
不同的氣流組織形式有不同最佳送風溫差，復雜的庫內布置最好進行詳細的氣流組織計算或模擬。氣流組織是精度控制的基礎，研究實驗表明，采用測送測回方式，即使送風量增大，只能實現局部循環，無法滿足整庫均勻性。博物館新建庫房。
送風參數波動對庫內溫濕度的動態影響？
庫內溫濕度對外擾的響應也是衡量恒溫恒濕空調系統的標準，外擾包括人
員進出、燈光開關、新風溫度變化等。對地下庫房來說，最顯著的因素是新風溫度波動，從而引起送風溫度的瞬時變化。通過文獻可見，不同的送風溫差對這種波動的響應不同，隨著送風溫差的增大，送風量越小，溫度和濕度波動幅度越小。這也說明了采取最小送風溫差和最大風量也不合適。
同一系統內不同類型藏品的溫濕度處理方式
同一空調系統送風參數唯一，但所負擔的各庫房設計參數不盡相同，主要是相對濕度要求不同，則應在方案階段規劃同一空調系統內的藏品種類，按相對濕度可調幅度納入同一系統區域。常見藏品溫度一般為20 ℃ ，皮毛5 ℃ 和彩色膠片0 ℃ （一般局部設冷庫保存）；相對濕度紙質、木質和紡織品為50~ 60％，石器、瓷器為 40~ 50％，金屬尤其是青銅器0~ 40％。可見，青銅器的保存環境相對濕度較低，不應與其它藏品在同一系統內，40~60％的相對濕度環境能滿足大多數藏品的需求。博物館新建庫房。
從表中看出相對濕度允許偏差±5%，這就要求對相對濕度進行微調，庫內相對濕度微調（入庫前支風管設置）方式有以下兩種：
電再熱器：一般提供1~2 ℃的溫升發熱量，可以微調相對濕度5％左右，不同的負荷特性調節量不同。
優點有調節精度高，發熱迅速穩定。博物館新建庫房。
缺點為設置在庫區內，有火災隱患，對運行管理要求高；另外，為相對濕度單向調節措施，即往相對濕度減小的方向調節，且在熱濕比較大或室內溫度低的情況下，基本不能微調相對濕度。
調節末端風量的方法：在保證各庫送風溫差范圍為6~9℃的條件下，調節后庫內溫度范圍為18.5~21.5℃，相對濕度調節量范圍為-4~+4％（與溫度同向變化），可以將部分硅酸鹽、巖石、紙質藏品和部分牙骨標本混藏（同一系統不同庫，紙質和牙骨溫度需求低于前者）。
但如果采用熱水再熱，該方法不能彌補空調機組熱水再熱盤管的熱惰性引起的響應慢的缺點，建議在集中冷水+電熱或冷媒再熱系統中采用。博物館新建庫房。
05
新建地下庫房設計建議
依據地下庫房的現狀、改造難點和改造措施等，對新建地下庫房設計建議如下：
最后，鄭老師對常見的恒溫恒濕的空調系統型式進行介紹，具體如下：
目前，常規的加濕形式采用電極式。但精度一般，對于大型機庫來說，這種冬季的加濕電極式已經滿足，但對精度、水質要求高的庫房，建議采用超聲波式。博物館新建庫房。
會議問題主要從博物館頭條視頻號、直播平臺和森羅股份公眾號進行收集，由主講老師進行解答與討論，此次討論希望能將文物庫房建設與環境調控現狀及實施方向進行有效傳達與分享，共同促進文物庫房建設的高質量開展。博物館新建庫房。
問題1：近幾年夏季洪澇災害比較嚴重，地下庫房和地上庫房建設時在防水、防潮、暖通等設計方面的差異點是什么？您認為如何應對潮濕地區庫房環境調控？
答：防水、防潮等設計屬于安全性問題，是地下庫房和地上庫房建設的基礎要求。在建筑設計方面，室外場地需滿足出入口高于水位線，水位線依據100年的水位線參數，嚴格條件下，依據200年的水位線參數進項驗證或校核，所以，在水位線參數情況下，不管是地下還是地上，需滿足出入口高于水位線或者庫房圍護結構高氣密、不滲透。博物館新建庫房。
潮濕地區的庫房環境調控存在一定難度，尤其是對室內精度參數的調控?？梢酝ㄟ^以下幾個注意點來進行有效控制：
問題2：我們此次主題談到文物庫房的建設，請問對于博物館庫房建設的要求有哪些？或者需要滿足什么條件？
答：文物庫房建設要求和需要滿足的條件包含以下方面：
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