熱電技術對博物館青銅器文物保護的可行性探討
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摘 要：青銅器作為我國重要的歷史文物，受到了博物館的重視與保護。在預防性保護中，恒溫恒濕的保存環境無疑是最好的保護選擇。針對青銅器保藏條件的特殊性，常用的恒濕設備已無法滿足敏感青銅器的預防性保護，需要利用熱電技術對館藏青銅器文物微環境進行智能化的恒溫恒濕控制。
關鍵詞： 預防性保護;青銅器;熱電技術
隨著科學水平的提高，博物館已逐步重視引進現代科學技術，文物的科技保護已成為博物館的工作重點，尤其是文物保存環境的改善，可大大提升文物的安全穩定性。
1 文物預防性保護
文物預防性保護是運用與藏品風險管理相關的各種技術手段，對保存環境等因素進行前期的分析，并進行有效的監控和調控，最大限度地抑制和減緩文物材質老化變質的速度，從源頭上預防性地保護藏品。國內博物館保護工作重心已由被動性保護向預防性保護轉移?！邦A防性保護理念”已成為國際共識和工作的方向。
2 環境因素對館藏青銅器文物的影響
博物館館藏文物中，青銅器算得上是最為重要的歷史文化遺產，稱得上是國之瑰寶。青銅器具有很高的藝術鑒賞價值和歷史研究價值?，F存青銅器歷經了千年滄桑，文物本身出現了不同程度的銹蝕。腐蝕是現存青銅器必發的自然現象和過程，而銹蝕是一個復雜的化學過程，青銅器存放于具有一定腐蝕能力的環境中，必然會發生化學或電化學的腐蝕現象。腐蝕的環境因素包括溫度、濕度、細菌、空氣（SO2、CO、O3等）等。溫度和濕度是個“隱形殺手”，當周圍的溫度、濕度發生變化，會加劇青銅器粉狀銹的形成，有害銹會隨著大氣溫濕度的相互作用產生循環性腐蝕。同時，空氣中的有害氣體也會對青銅器文物造成不可忽視的傷害，必須要控制和消除空氣中的有害氣體，控制文物的化學腐蝕。對保存環境的控制是延緩青銅器腐蝕的決定性因素，是青銅器文物長期妥善保存的關鍵。
以邯鄲市博物館館藏國家一級文物青銅馬為例，這三匹戰國青銅馬出土于河北邯鄲趙王陵2號墓，其采用圓雕手法鑄造，造型逼真，工藝考究，形態生動，是國內年代最早的寫實風格的青銅馬塑像，反映了戰國時期趙國青銅鑄造藝術的精湛和審美特點。
三匹青銅馬本體上現已出現了不同程度的腐蝕，銹蝕產物主要呈綠色、粉綠色、孔雀藍色，部分銹蝕物呈硬結狀。當溫度、濕度等環境因素發生變化，青銅馬周圍就很容易產生粉狀銹?，F文物存放在展廳的獨立展柜中，由于獨立展柜體積狹小、通風不良、外部環境溫濕度變化大，就需控制溫濕度及降低有害氣體，最大限度地延緩文物的“衰變”。
3 現有博物館使用的恒濕保護技術
目前博物館普遍采用的溫濕度控制方式為集中恒溫恒濕系統及展柜恒溫系統。所謂的集中恒溫恒濕系統，其實就是恒溫恒濕空調機組，由壓縮制冷劑循環系統、恒溫恒濕空氣循環系統、自動化控制系統組成。其要求有獨立的機房，還需要在基礎施工中將循環管道及線路提前預埋鋪設，通過空調機組對進入展柜的空氣進行溫濕度處理，使空氣達到預設文物保護環境的要求后，通過各個管路分別送到展廳的各個展櫥中，來實現恒溫恒濕效果。這套系統對主機組的依賴性很大，當系統任何部位出現故障，就會觸發主機停機報警，展柜內的進出控制系統停機，導致展櫥內溫濕度急劇變化，對文物的安全產生極大的威脅。近些年，集中系統在博物館的應用中也暴露了很多問題。
近年來，獨立空間的獨立控制系統不斷地應用，國內博物館展柜恒溫恒濕系統采用的是比較成熟的壓縮機制冷技術，而壓縮機的運行過程中會產生較大的噪音，對設備空間要求很大。近幾年變頻技術不斷發展，變頻壓縮機的應用廣泛，其在節約能耗的同時降低了震動及噪音（噪音仍存在）。展廳展柜的恒溫恒濕系統的壓縮機噪音也會影響觀眾的參觀感受。受制冷穩定性的影響，國內博物館所使用的均是恒濕設備，忽視了溫度的變化對文物產生的不可逆破壞作用，控制環境溫度是必要的保護手段。德國、法國的一些知名公司，利用先進的變頻技術實現控溫控濕，而昂貴的設備成本對于中小博物館有限的經費預算是不小的壓力。為了解決現有恒溫恒濕設備的種種弊端，需結合制冷行業的前端技術發展，創新開發熱電技術應用于控溫濕設備中，實現文物的預防性保護。
4 熱電制冷技術對青銅器文物保護的優勢
熱電技術利用半導體制冷片作為特種冷源，利用“帕爾貼效應”實現新的制冷方法。近10年，熱電制冷技術不斷地發展和應用，尤其小型熱電空調裝置應用于特殊場合，則具備獨特的優勢。熱電制冷技術作為新型的制冷技術，不需要任何制冷劑，無壓縮裝置，不會產生回轉效應，自然也無震動和噪音，結構比壓縮制冷部件少很多，故障率低。半導體制冷片兼具制冷和加熱兩種功能，原件可以分別代替空調中的加熱系統和制冷系統。由于半導體熱慣性小，所以制冷或制熱很快，原件功率很小，用同類型的電堆串、并聯的方法組合成制冷系統，可以精準控制制冷功率，根據溫度差從幾毫瓦到上萬瓦進行調節。半導體制冷片通過控制輸入電流，實現高精度的溫度調控，再加上精確的溫度檢測技術，實現智能化自動控制。此技術大大提升了制冷效率和高精度控制，特別適用于像博物館獨立展柜這樣的特殊環境。
博物館內的青銅器保護中，嚴格控制青銅器展柜的環境是保護腐蝕青銅器最重要的手段。國內文物科技保護行業證實，科學性的控溫除濕系統對環境的控制是非常重要的，可以有效地抑制文物腐蝕部位的惡化。利用熱電制冷技術優勢顯著，可以實現高精度的恒溫恒濕環境。
5 熱電技術對館藏青銅器保護的可行性分析
根據《邯鄲市博物館館藏文物保護環境標準》對文物存放的溫濕度要求，青銅器存放空間濕度為40%以下、溫度控制在20±4攝氏度。對于河北邯鄲而言，冬季寒冷干燥，博物館展廳中央空調白天供暖晚上關閉，展廳環境會出現低濕度、白晝溫差大的情況。白天最高溫度不超過20攝氏度。到了冬季，邯鄲成為最嚴重的霧霾城市之一，空氣中含有大量的灰塵、硫酸、硝酸、有機碳氫化合物等顆粒物質。一般霧霾天氣會伴隨著大量云凝結核的存在，相對環境濕度較大，無論是濕度還是空氣質量都會對館藏文物造成一定的傷害。我們必須要綜合考慮邯鄲地域災害性天氣對文物的腐蝕損害。春秋季節，邯鄲濕度不大，溫差波動相對較大，溫度懸殊較大。夏季，邯鄲處于高溫狀態，雨季又必然出現高溫高濕的情況。因青銅器的歷史價值和脆弱的質地屬性，在青銅器保護上要充分考慮地域環境的特性。
青銅器文物的環境保護中，選用熱電技術保護設備是行之有效的，利用熱電技術空間小、控溫濕穩定、能耗低等特點，科學穩定地控制溫濕度。在獨立展柜中安裝一臺熱電制冷空氣處理機，主設備控制系統采用高速、可靠的單片機芯片為主控芯片，內置高精度溫濕度復合傳感器，采用閉環控制形式，將溫濕度預定值和溫濕度采樣值同時送入單片機中，經過控制運算后輸出控制量，控制驅動電路使半導體制冷片對空氣進行制冷、除濕、加熱，控制超聲波加濕器進行加濕，在進出風口處前置空氣過濾網凈化空氣。根據不同季節不同的環境對展柜內空氣進行處理，通過高精密溫濕度傳感器，將采集到的數據轉換為數字量，傳送到無線傳輸終端?？諝馓幚頇C組通過無線終端或智能傳感器的指令處理數據，對溫濕度進行控制。
利用展柜內的智能無線傳感系統，智能檢測展柜內文物的微環境溫濕度值，通過指令操作熱電制冷控制系統的空氣制冷除濕或加濕設備。通過展柜上、下層空氣交換通風口，實現微環境空氣的循環交流。必須要保證展柜的密閉性良好，才能確定空氣交換率低，展柜內外泄露少了，展柜內溫度才能保持穩定?；谝蕴W通訊總線設計，通過WIFI將展廳所有陳展自動化設備包括恒溫恒濕系統融為一體，傳輸到展柜綜合管理系統中，對文物保護狀態進行數據化的研究，為實現了館藏青銅器文物的穩定性保護提供更加科學的可行性分析。
6 結語
要讓文物“活”起來，保護是基礎、研究是核心、傳承弘揚是目的?？茖W地研究青銅器文物適宜的保存環境，避免文物受到損壞，延長文物藏品的壽命，讓文明歷史傳承下去。■
參考文獻
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