基于文物预防性保护监测系统的天津博物馆环境调查分析

王冬冬

摘 要：文物保存环境是影响文物寿命的重要因素之一。博物馆在文物的陈列展览及文物保藏过程中应保持大环境与微环境相对稳定，根据文物材质的不同情况，研究各种文物材质所需要的保存环境，结合所处地域大气环境制订合理、科学的符合适合馆内文物保存环境的质量标准，使馆藏文物保存环境达到“稳定、洁净”的保存状态。

关键词：文物保护;展厅;环境;天津博物馆

博物馆是对文物标本进行收集、保藏、研究、陈列，传播文化科学信息，为社会服务的文化教育机构。收藏和保护文物是博物馆重要职能之一。文物经历漫长的历史岁月，其本体材质都会不同程度受到自然或者人为的损害。文物保存环境温湿度对文物材质的影响较为突出，而相对湿度对文物的影响更大。一般而言，温度越高材质变化越快，温度每升高10摄氏度，反应速度会成1～3倍增长。湿度变化会导致博物馆中的有机质文物发生物理形变及滋生霉菌，尤其是复合材质文物，不同材质的形变会引起文物破损，使文物遭受物理破坏和化学破坏的双重作用。因此，对馆藏文物保存环境的控制是博物馆文物保护工作中一个重要方面。馆藏文物保存环境应控制在适宜指标内并保持其平稳性，防止相对湿度、温度等出现较大幅度波动。使文物在收藏、展示环境中特征污染物浓度等因素处于安全阈值内，形成相对洁净的环境空间，阻止或延缓其自然损坏的过程，延长文物寿命。

天津博物馆文物预防性保护监测系统，主要针对馆藏文物环境中温度、湿度、照度、紫外辐照强度、二氧化硫、VOC等各项环境因素进行实时采集和监测，从大数据分析中挖掘出文物保存微环境与大环境变化之间的相互作用关系，建立环境数据及文物劣化的数学模型，通过计算机来评估、监测、保护和管理文物，针对不同类别的文物，有效地从源头控制文物保存空间的污染因素，加强环境监测与风险评估，实施精准有效的调控措施。

1 天津博物馆区域性气候特质分析

天津地处北温带，属暖温带伴湿润季风性气候，海洋气候对天津的影响比较明显。天津的主要气候特征：四季分明，春秋季节时间较夏冬季节短;春季多风，干旱少雨;夏季偏湿，气温高，雨水集中;秋季气爽，冷暖适中;冬季寒冷，干燥少雪。天津的区域性大气环境对博物馆内脆弱的有机质文物影响很大。天津市气象条件年变化规律与馆内年度环境监测数据分析研究结果表明，6～9月为夏季多雨季节，馆内温湿度数值缓步上升，受中央空调供冷系统运行模式和室外大气环境的影响，温湿度在一定范围内频繁波动。9～11月，馆内中央空调供冷系统运行模式关闭，温湿度相对保持平稳，采用恒湿机和调湿剂对微环境调控可以使温湿度保持在相对适宜稳定的范围内。11月至次年3月间为冬季，天津市局部气象条件温湿度数值呈现由逐步下降到缓慢上升的过程，且昼夜温差较大，温湿度起伏明显。进入供暖期后，馆内环境质量将会受到中央空调系统运行模式和室外大气环境变化的双重影响和作用，对各展厅及文物库房环境质量温湿度影响最为明显，波动频繁，幅度较大。

2 天津博物馆耀世奇珍精品展厅环境质量分析

日波动是气温、气压、湿度等气象要素在一昼夜间最高值与最低值之差，也称为日较差或日振幅。日波动多用来比较一天内气温、气压和湿度等的变化状况，用以记录历史天气状况或推断未来几天或当日的天气状况。文物的保存需要稳定的环境，较短时间内的较大变化很可能导致文物受到不可逆转的损害。因此，温湿度的日波动是文物保存环境稳定性的一个重要指标。

如图1所示，天津博物馆年度内精品展厅展柜内日波动为3.46%，湿度为8.7%～75.4%，波动范围为66.7%，平均湿度为45.8%。多数监测点平均湿度在35%～55%之间，波动范围最大的张大千《西园雅集图》轴168湿度日波动超过5%。其余监测点湿度日波动符合标准（湿度日波动<5%），湿度较稳定。展柜外湿度为4.2%～64.3%，波动范围为60.1%，平均湿度为25.7%，濕度日波动均超出5%，湿度波动大。展柜内温度为16.5～30.3摄氏度，波动范围为13.8摄氏度，平均温度为24.7摄氏度。各监测点平均温度相差不大，温度标准差和日波动均在2摄氏度以内，符合标准（温度日波动<4摄氏度），温度较稳定。展柜外的温度为19.7～32.9摄氏度，平均温度为13.2摄氏度，温度日波动均在3摄氏度以内。

3 精品展厅环境年度环境质量季节性对比分析

6～9月间由于季节性原因展柜外湿度较高，书画展柜的壁柜和平面展柜的湿度由恒湿机组调控，湿度控制在50%～63%±5之间，基本符合纸质文物保存环境标准（50%～60%），部分展柜温度介于22～24.6摄氏度之间，略高于文物保存环境标准（18～22摄氏度±2），青铜器展柜的西汉初元三年上林共府升165湿度较高，超过45%环境标准。由于中央空调对微环境湿度的控制会受到诸多因素的局限，针对文物保存环境质量超标的展柜，需要采取恒湿机与调湿剂联合调控的预防性调控措施。太保鼎独立展柜由专用恒湿机调控，湿度可以平稳保持在29%～31%之间。

11月至次年2月由于季节性原因展柜外湿度较低，二楼精品展厅部分书画展柜湿度受大环境干扰呈现了下降趋势，平面展柜湿度最低值达到42%，书画展柜湿度值在50%±5，部分展柜超出纸质文物保存环境标准（50%～60%），展柜内温度介于22～25摄氏度，基本符合我馆文物保存环境标准（18～22摄氏度±2）。青铜器展柜的壁柜湿度为45%±3，太保鼎展柜湿度为31%±2且湿度波动不大，基本符合青铜器文物保存环境标准（<45%）。

4 评估与建议

文物预防性保护监测系统评估结果表明，极端天气及人员的活动频率会影响环境质量变化，导致极端值（即超大值、超小值）的出现，如果去除温湿度数据中较大的和较小的极端干扰的影响，精品展厅温湿度总体控制在合理范围之内且波动较为平稳。由于中央空调控制的局限性，个别展柜环境质量未达到要求的标准范围，其中书画展柜监测点168、268，要求湿度在50%～65%的范围内，日波动小于5%，而监测评估结果展柜湿度为45.6%～66.5%，波动范围为20.9%，平均湿度为56.65%，日波动最高接近10%。6月之前湿度日波动较大，6月后湿度持续增大且日波动减小，8月达到最高点65%左右，5月湿度降低是受外界环境影响所致。该展柜湿度总体偏高且波动较大，湿度变化会导致纸质文物湿胀干缩，强度降低，纸张变形糟朽，高湿会造成文物霉腐变质，因此后期调控中采取展柜内增加调湿净化器和调湿剂的调控措施，预期将湿度平稳维持在50%～65%的范围内。青铜器展柜监测点161、276，要求湿度低于45%，日波动小于5%而监测评估结果显示6月之前湿度低于45%，6月后湿度持续增大，8月达到最高点55%左右，5月湿度降低是受外界环境影响所致。该展柜湿度总体偏高且波动较大，高湿度环境容易造成金属文物的腐蚀加剧，不利于青铜器的长期保存，后期调控中应在展柜内增加调试净化器，预期将湿度平稳调控在45%以下。

通过对天津博物馆区域性气候特点与精品展厅内微环境质量的针对性调查分析，我馆工作人员结合本地区气候特点，主动对博物馆文物保存大环境进行预防性的有效控制。通过年度环境质量的大数据分析，针对各个展柜温湿度变化特点进行文物保存微环境的预防性调控，提前对超标环境采取被动调控和主动调控相结合的调控措施，使馆藏文物保存环境达到长期“稳定、洁净”的保存状态。

参考文献

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[5]王博.影响纸质文物的五大环境因素[J].中国文物科学研究，2011（2）：62-66.

【作者简介】王冬冬（1978—），天津博物馆，助理馆员，本科，研究方向：文物保护与修复。