湖南省博物馆千年古尸展厅空调系统性能分析与改造

湖南省博物馆千年古尸展厅空调系统

性能分析与改造

郭瑞1∗ 杨昌智1 于靖华1 陈贺伟1 杨泽洪2

(1湖南大学 长沙 410082，2中国轻工业长沙工程有限公司 长沙 410000)

【摘 要】 通过对湖南省博物馆千年古尸存放间空调系统与一般空调系统的比较，分析得出古尸存放间的空

调系统属于一种“高温冷库”，而且该系统对温度要求尤为严格。通过对现有空调系统运行状况的测试、分析，发现存在很多问题，无法达到设计要求。本文分析了存在这些问题的原因，并提出了改造的办法。

【关键词】 博物馆，空调，高温冷库，改造

Analysis and Alteration to the Air-conditioning System Performance of the Exhibiting Hall of the Female

Corpse of Han Dynasty in the Museum of Hunan Province

By Guo Rui ，Yang Changzhi ，Yu Jinghua ，Chen Hewei and Yang Zehong

【Abstract 】 Through the comparison between the conditioning system of the exhibiting hall of the female corpse of Han

Dynasty in the Museum of Hunan Province and the ordinary conditioning system ，the article analyses their differences and gets the conclusion that the conditioning system of the exhibiting hall of the female corpse of Han Dynasty belongs to a kind of “high temperature refrigeratory” and was very exigent to the temperature. By testing and analyzing the operation status of the conditioning system ，

it is proved that the present system can not meet the demands of the design because of so many problems. The article analyses the reason of those problems and furthermore put forward the method of alteration. 【Keywords 】 Museum ；Air-conditioning ；High Temperature Refrigeratory ；Alteration

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郭瑞，男，1981年11月出生，湖南大学硕士研究生

0 引言

博物馆的功能主要是用来文物保存、文化教育

宣传和科学研究。文物是博物馆一切活动的基础，因而文物的保护，使其免遭人为和自然的损坏，就显得极为重要。对于湖南省博物馆保存的长沙马王堆汉墓出土的千年女尸的保存和保护则尤为重要。博物馆的环境通常被称为为小气候，由于它每时每刻都在直接的地影响着每件文物的安全和寿命。保管文物就要确保文物的安全和延长文物的寿命，因此一定要净化小气候的空气，控制适宜的温度、湿度，博物馆的设计和文物库房的设置就是要创造这些条件[1]。

1 影响博物馆文物保存因素

引起文物受损的主要环境因素有三类：温度、湿度、光线和污染气体（包括颗粒物）[2]。

（1）温度

文物材质在自然环境中起化学反应，这就意味着文物收到损害。而化学反应的速度与温度有关。温度升高10 o C ，反应速度成倍增加。因此，通常文物保存在低温条件下是较为有利的（特殊有例外）。

（2）湿度

湿度是博物馆环境质量中非常重要的一项质量指标。其造成的损害有三种模式：湿度参与的化学反应、湿度变化产生物理形变和高湿度促成的生物腐蚀。

（3）光线

光具有能量，对博物馆内所有的有机化合物，均是相当危险的。光引起的化学反应，是削弱物质的强度，最终物质整体遭到破坏。

（4）污染气体（包括颗粒物质）

主要来自两方面，一是自然界，二是人类活动中的产物，即人为污染。人为污染对文物产生的影

响日益显得严重。

2 博物馆古尸展厅空调系统特点

2.1 与一般空调系统比较

千年古尸对于人们了解中国古代，尤其是汉代历史有着十分重要的意义，因此完好的将古尸保存下来就更为重要。因此对其保存房间的空调系统的设计和运行都有很高的要求。

对于湖南省博物馆汉墓女尸存放展厅来说，外来参观游客是通过存放间顶层的透明玻璃窗观看尸体文物，所以，存放间基本上长时间处于封闭状态，基本没有人员流动，污染气体对保存影响很小。而女尸及其内脏的存放在这个相对稳定的环境中，对其保存的环境参数要求与一般博物馆展览厅的设计要求不同。

由于女尸及其内脏又放置在密封性很好的棺椁及容器中，并且容器中又放有防腐液，因此，相对湿度及风速对于尸体文物保存没有太大直接影响影响，并且相对湿度的高低对这些存放在密封容器中的文物也没有很大直接影响，但相对湿度对于尸体文物保存好坏却在间接上有很大影响，因为存放间的湿度的参数变化将直接影响到空调系统的运行工况，从而影响到室内温度，造成温度上下频繁波动，对文物保存不利。

存放间内无外窗，室外辐射很小，照明主要由人工提供，其强度由人工控制，不会对文物产生很大影响。因此，对于女尸存放展厅来说，主要的直接影响因素是室内温度，间接影响因素是相对湿度。

另外，有科学家发现，虽然低温能减缓生物体生化活动的速度，有利于长期保存，但生物体却极易在降温和复温过程中受到致命的损伤[3]。所以尽量保持室内温度的恒定是女尸保存的重要条件，而要做到温度的恒定，则对湿度的控制也需要加强，或者尽量减少湿度的变化对温度的影响。

博物馆女尸存放展厅的空调系统不同于一般的空调系统，这个系统对于温度要求比较高，而且明显低于一般的空调系统。博物馆方面要求温度控制在4～9 o C，比一般空调的设计温度低很多。

表一：一般的博物馆（展览厅）空调室内设计参数 [4]

空气温度相对湿度风速夏季 26～28 o C 45～60% ≤0.5m/s

冬季 16～18 o C 40～50% ≤0.2m/s

可以说，女尸存放展厅的空调系统是处于冷库和空调之间的一个系统，可称之为“高温冷库”。

另外，由于存放间几乎没有人员流通和停留，所以对于新风量没有要求，只要能够保证新风补充渗透出去的风量，以及保持室内外压差即可。

2.2 设计中需注意的问题

长沙地区空气湿度较大，夏季室外温度较高，会给存尸间要达到空调设计要求带来一些问题[5]：（1）通常的空调降温除湿手段是靠制冷设备使空气降温在蒸发器表面结露的方式来实现的。它普遍适用于常温空调系统，但用于“高温冷库”就会出现一些问题。因为博物馆该空调系统比常温空调的温度低许多，这时工质的蒸发温度和空调除湿的露点温度较低，制冷设备的除湿过程很容易形成结霜而不是结露。蒸发器表面结霜就像覆盖上保温层一样影响了空调系统的降温和除湿效果。随着结霜层的加厚，蒸发器的通风间隙越来越小。一方面空调通风量在减小，另一方面蒸发器表面的冷量交换在减少，致使制冷设备会渐渐失去其降温除湿效果，形成了空调系统运行效率不断下降直至无效这样一种工作特征，这显然是一种低效率的空调运行设计方案。

（2）为了恢复空调系统的效力、扭转因结霜造成的室内温、湿度不但不能下降反而回升的趋势，这时无论存尸间温度和湿度是否到达下限都必须关机除霜。显然，关机除霜的过程会造成在一段时间内室内温度和湿度的回升，从而影响存尸间的温度、湿度控制的精确度，进而影响文物的保存。

（3）除霜的过程会对空调系统产生附加的热量和残留的水分，在重新开机时通风系统将会把空调箱的热湿空气带进存尸间里，致使房间温度、湿度在峰点又产生一次跳跃，这既破坏了恒温、恒湿的连续性，又影响到系统温、湿度的设计精确度；再则，化霜后必须及时排水，要想保证既不堆积冰渣又不使融化的霜水再次结冻是一个复杂而困难的问题。此外，还要解决排水管道在平时不排水时影响空调箱的密封性问题。空调箱的排水出口在负气压区部位，系统运行时会将箱外的热湿空气吸进空调箱增加了系统的热湿负荷。

3 空调系统运行测试及工况分析

3.1 湖南省博物馆汉墓古尸存放展厅空调系统概况