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    【文物風險管理】脆弱文物高性能保存裝備及應用—森羅股份董事長郭曉光
    2023-10-09
           9月27日,第一屆“文物保護技術裝備學術研討會”在重慶市召開。森羅股份董事長郭曉光在文物風險管理專題研討會上,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在專題研討會上發言照片


    一 脆弱文物受環境影響因素

           脆弱文物是我國寶貴的文化遺產,但受保存環境中溫濕度波動、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行保存和保護。
    本文將通過以下幾個研究來分享脆弱文物與高性能保存裝備的關聯性。


    二 脆弱文物與高性能保存裝備的關聯性


    (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,滿足脆弱金屬文物、有機文物的長期展示和保護儲藏;

           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,實現藏品1000天以上的恒濕保存;

           最高過濾等級可達0.01μm,可濾除顆粒物、蟲卵、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,滿足文物殺蟲抑菌。

    (2)金屬文物低氧控濕保存技術研究


           金屬文物常常面臨化學、電化學腐蝕。相關資料顯示,低濕、低氧、潔凈環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科研項目”,開展“館藏脆弱鐵質文物低氧控濕保存展示與本體監測技術研究”,有以下幾點收獲:
    濕度、氧對鐵質文物腐蝕速率影響

           實驗表明,濕度≤10%基本無化學腐蝕,受氧濃度影響較小。從相對濕度與氧消耗速率曲線可以看出,隨濕度的增加,氧消耗(電化學腐蝕)速率加快。


           濕度在20%~50%RH之間時,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、自然環境(50%~80%RH)和恒濕箱(80%RH)內進行對比試驗時發現:環境濕度增加,表面銹層增厚,銹蝕產物顏色加深,腐蝕嚴重。同時,實驗也證實:穩定、低濕(低氧)的密封環境,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境,并長期維持柜內濕度;而密封性低的展柜則很快接近環璄濕度。試驗表明,高密封保存裝備更有利于脆弱金屬文物的長期保護。



    (3)有機文物與高性能保存裝備的關聯性

           有機文物在長期儲藏過程中,存在斷電或調濕引起的濕度頻繁變化,形成環境濕度失調和對文物形成“累積性”損害。同時,還面臨著酸化、氧化、降解、蟲蛀、霉變等問題。

           節能型恒濕潔凈儲藏柜、展柜等裝備,無需供電條件下,可為文物提供1000天以上的“恒濕、潔凈、穩定”保護環境,平均節能90%左右,大大降低了運營維護成本,符合國家文物局提出的文物領域綠色低碳發展舉措。

    < 節能型恒濕潔凈儲藏柜 >
    < 節能型恒濕潔凈展柜 >

           主動型恒濕潔凈展柜、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%。
           天津師范大學圖書館使用節能儲藏柜存放木質雕版,穩定工作己超過4年。 


    有機文物潔凈保存

           近十年來,經過多次對柜內氣體質量進行檢測,各項指標達到或優于GB/T 27703等相關標準要求。

    • 低氧氣調技術對紙張性能的影響研究

           2014年,通過與國家圖書館用氮氣對紙張的保護研究,采用紙張加速老化實驗方法,對五種不用質地紙張的白度、折疊次數、撕裂度以及PH值進行了測試。實驗證明,從對紙張的保護來看,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。





    • 有機文物蟲霉防治

           有機文物容易生蟲發霉,常壓低氧氣調殺蟲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行經書殺蟲,并委托國家檔案局檔案科學技術研究所對掃出害蟲種類進行識別以及生物性、體視鏡觀察,未發現活蟲,害蟲致死率達100%。

           2017年,森羅股份與中國人民大學進行低氧氣調技術對紙質檔案霉菌防治研究,發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%,可以較好地實現紙質檔案的抑菌目的。


           (4)飽水木質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”,通過精準控制環境與文物間的濕度差,間接控制飽水文物水分蒸發速率,避免因蒸發太快導致的文物變形干裂。

           歷經3年,環境濕度由97%RH降至70%RH,棺槨均勻穩定脫水、漆層保存完好。



    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,并應用于不同場景:

    充氮和冷凍多功能殺蟲系統--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



            更多案例的應用場景及性能指標,詳見森羅股份公眾號。

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