一種遺址博物館葬坑環(huán)境置換通風(fēng)調(diào)控與凈化保護系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于文物保護與博物館文物保存局部環(huán)境的調(diào)控與凈化領(lǐng)域，涉及循環(huán)送風(fēng)的凈化處理與溫濕度調(diào)控，特別涉及一種遺址博物館葬坑環(huán)境置換通風(fēng)調(diào)控與凈化保護系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國作為一個歷史文明古國，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的歷史遺址超過40萬處，大多數(shù)的遺址文物與遺址所處的自然環(huán)境一起代表人類歷史活動的遺跡，因此我們在討論保護這些遺址文物時，必須考慮到文物并不能脫離其所處的自然環(huán)境。在文物原址進行保護的方法有發(fā)掘回填保護、建立博物館等多種遺址保護模式，其中遺址博物館由于能有效地集保護、展示、科普、教育等功能于一體，因而發(fā)展較快，是國際遺址文物保護的未來發(fā)展趨勢，目前我國已經(jīng)建立遺址博物館數(shù)百座，并且隨著考古工作的廣泛開展及文物保護技術(shù)的不斷進步，更多的遺址、陵墓文物將被考古發(fā)掘和建館保護。
[0003]在遺址文物所在地建立博物館雖然能解決日曬、雨淋、冰雪等對文物的危害，但并不意味著文物就能在館內(nèi)得到很好的保存。遺址博物館內(nèi)文物的長久妥善保存還取決于文物周圍環(huán)境是否適宜。大量針對遺址博物館環(huán)境的調(diào)查表明:由于保存環(huán)境問題導(dǎo)致有超過50%的館藏文物遭受了各種污損。利用空調(diào)系統(tǒng)對遺址博物館文物保存環(huán)境進行凈化與調(diào)節(jié)是改善文物保存的最重要方法。遺址博物館的展示廳在建筑結(jié)構(gòu)上大都具有大空間布局特點，在這種大空間建筑中，游客與文物之間缺少有效的隔離措施，這給利用空調(diào)系統(tǒng)對環(huán)境進行調(diào)節(jié)帶來了以下難題:
[0004]文物保存與游人舒適性對環(huán)境參數(shù)的要求不一致，通常人體熱舒適性要求的室內(nèi)環(huán)境為:溫度24°C -28°C，相對濕度40% -65%,而文物根據(jù)材質(zhì)不同，所要求的適宜環(huán)境參數(shù)各異，對于一個開放式大展廳而言，難以在同一大空間內(nèi)創(chuàng)造多個迥異環(huán)境同時滿足文物與游人的需求；
[0005]游客區(qū)與文物保存區(qū)對于環(huán)境調(diào)控的時間要求也不同，游客區(qū)的調(diào)控時間與博物館開放時間相同，大部分情況下是從早上9點到下午5點，而文物保存區(qū)則要求一天24小時長期調(diào)控。
[0006]此外，我國目前環(huán)境污染問題比較嚴(yán)重，空氣中的污染性氣體與灰塵進入文物保存區(qū)以后，會直接對文物造成各種污損，因此對遺址博物館空氣進行凈化也是實現(xiàn)文物妥善保存的重要條件。
[0007]針對遺址博物館文物保存環(huán)境調(diào)控面臨的以上難題和文物與游客對環(huán)境調(diào)控的不同需求，采用游客環(huán)境與文物保存環(huán)境進行分別調(diào)控是解決以上問題的重要思路之一，針對這樣一種思路，目前已經(jīng)申請的專利有:(I)專利《一種坑式結(jié)構(gòu)遺址文物隔離式保存的局部環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)》(專利申請?zhí)?2012100091124)公開了一種在葬坑頂部布置一種高速送風(fēng)空氣幕，將葬坑局部區(qū)域與游客區(qū)隔離，這種方法主要針對比較窄的葬坑文物保存區(qū)，該方法能有效地將葬坑與游客環(huán)境進行隔離，但是整個系統(tǒng)暴露在葬坑兩側(cè)土梁頂部，會影響游客對文物的觀瞻，并且該系統(tǒng)的主要功能是隔離，對葬坑內(nèi)文物保存區(qū)域環(huán)境的調(diào)節(jié)能力十分有限；(2)專利《一種空氣傘隔離式葬坑局部環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)及調(diào)控方法》(專利申請?zhí)?2014100322698)針對寬度較大的葬坑保存區(qū)公開了一種隔離調(diào)控方法，該專利所提方法一方面采用特殊送風(fēng)口在葬坑上部分兩側(cè)送風(fēng)形成的空氣傘，將葬坑區(qū)域與文物保存環(huán)境與游客環(huán)境進行隔離，同時利用毛細(xì)管輻射系統(tǒng)對葬坑內(nèi)環(huán)境溫度進行調(diào)節(jié)，可以很好的實現(xiàn)對葬坑區(qū)域進行隔離與環(huán)境調(diào)控，但是該系統(tǒng)對葬坑內(nèi)環(huán)境的調(diào)節(jié)主要依賴于毛細(xì)管輻射系統(tǒng)，因此對環(huán)境的調(diào)控主要限于溫度的控制，并不能實現(xiàn)對濕度的控制。以上兩個專利還有一個共同點，就是要求葬坑形狀規(guī)則且為方形，對于不規(guī)則的葬坑，如兵馬俑三號坑這種“凸”字形葬坑，無法使用，此外這兩個專利對空氣溫度調(diào)節(jié)都是采用空氣源熱泵系統(tǒng)，在冬季溫度較低的寒冷地區(qū)無法使用。除了以上關(guān)于調(diào)控方向的專利外，還有專利《一種館藏出土遺址文物原位環(huán)境補水保護系統(tǒng)及補水方法》(2014100326966)提出了一種針對出土文物干裂問題進行補水保護的方法，該方法主要針對文物干裂病害進行治理的方法，而沒有提及環(huán)境調(diào)控。
[0008]本發(fā)明以兵馬俑與漢陽陵這類葬坑類遺址博物館文物保存局部調(diào)控與凈化的需求出發(fā)，提出一種在葬坑底部靠近坑底0.3?0.4m高度，布置孔板送風(fēng)口，將處理后溫濕度適宜的干凈空氣以不超過0.25m/s送風(fēng)速度送入坑內(nèi)，并且從葬坑的上部布置回風(fēng)口，進行回風(fēng)處理，在葬坑局部區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)置換通風(fēng)，從而在葬坑文物保存區(qū)形成空氣湖，實現(xiàn)文物保存環(huán)境的凈化與調(diào)控，彌補現(xiàn)有環(huán)境調(diào)控方法不足，以解決坑式結(jié)構(gòu)遺址文物出土后保存所需的適宜環(huán)境，同時該方法具有良好的運行經(jīng)濟性，具備大規(guī)模推廣的前景。
[0009]經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)文獻的檢索發(fā)現(xiàn)，沒有利用置換通風(fēng)在葬坑內(nèi)形成干凈空氣湖對文物進行保護的相關(guān)專利報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是針對具有坑式結(jié)構(gòu)的土遺址文物，尤其是墓葬類遺址博物館(如兵馬俑博物館、漢陽陵博物館)提供一種遺址博物館葬坑環(huán)境置換通風(fēng)調(diào)控與凈化保護系統(tǒng)。
[0011]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn):
[0012]一種遺址博物館葬坑環(huán)境置換通風(fēng)調(diào)控與凈化保護系統(tǒng)，包括帶有回風(fēng)入口、新風(fēng)入口以及送風(fēng)出口的組合式空調(diào)機箱，組合式空調(diào)機箱中設(shè)置有用于對回風(fēng)和新風(fēng)進行凈化的葬坑環(huán)境調(diào)控凈化空氣處理裝置，葬坑環(huán)境調(diào)控凈化空氣處理裝置上設(shè)置有用于對送風(fēng)的溫度和濕度進行調(diào)節(jié)的送風(fēng)溫度調(diào)控裝置和送風(fēng)濕度調(diào)節(jié)裝置，葬坑環(huán)境調(diào)控凈化空氣處理裝置的送風(fēng)出口和回風(fēng)入口與文物保存展示區(qū)之間通過葬坑置換通風(fēng)末端裝置形成循環(huán)系統(tǒng)。
[0013]所述葬坑環(huán)境調(diào)控凈化空氣處理裝置包括依次設(shè)置于回風(fēng)入口和送風(fēng)出口之間的用于對送風(fēng)進行初級凈化的袋式過濾器、用于對送風(fēng)進行深層次過濾凈化的纖維過濾器以及用于對空氣循環(huán)提供動力的軸流風(fēng)機。
[0014]所述送風(fēng)溫度調(diào)控裝置包括設(shè)置于組合式空調(diào)機箱內(nèi)的表面式換熱器和用于對送風(fēng)溫度進行細(xì)調(diào)的空氣再熱盤管，表面式換熱器通過地源熱泵機組與地埋管換熱器相連，表面式換熱器的供水管道上安裝有用于驅(qū)動水分在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，實現(xiàn)表面式換熱器與地源熱泵機組之間的熱量傳遞的地源熱泵循環(huán)水泵，地埋管換熱器的回水管道上安裝有用于驅(qū)動水分在地源熱泵機組與地埋管換熱器之間循環(huán)，實現(xiàn)地源熱泵機組與地埋管換熱器之間的熱量傳遞的地埋管循環(huán)水泵。
[0015]所述地埋管換熱器為埋藏在土壤中的若干路并聯(lián)的、用于實現(xiàn)水分與土壤之間熱量傳遞的U型管。
[0016]所述送風(fēng)濕度調(diào)節(jié)裝置包括安裝于組合式空調(diào)機箱內(nèi)的、用于將水蒸汽均勻噴射到送風(fēng)空氣中的蒸汽分布器，蒸汽分布器通過蒸汽加濕控制器與蒸汽加濕器相連，蒸汽加濕器安裝在設(shè)備房內(nèi)墻上，用于將城市自來水供水汽化成水蒸汽；蒸汽加濕控制器安裝在蒸汽加濕器供水管道上，用于控制蒸汽加濕器的啟\停及運行工況。
[0017]所述回風(fēng)管道內(nèi)安裝有空氣濕度傳感器和空氣溫度傳感器；空氣濕度傳感器的信號輸出端連接到蒸汽加濕控制器上，用于根據(jù)采集到的回風(fēng)濕度參數(shù)調(diào)整蒸汽加濕器的運行模式；空氣溫度傳感器的信號輸出端連接到地源熱泵循環(huán)水泵上，用于根據(jù)采集到的回風(fēng)溫度參數(shù)調(diào)整地源熱泵機組的運行模式。
[0018]所述葬坑置換通風(fēng)末端裝置包括安裝于文物保存展區(qū)兩側(cè)墻上的孔板送風(fēng)口和格柵回風(fēng)口 ；組合式空調(diào)機箱的送風(fēng)出口通過送風(fēng)管道與送風(fēng)靜壓箱的入口相連通，送風(fēng)靜壓箱的出口通過送風(fēng)支管與孔板送風(fēng)口相連通；格柵回風(fēng)口通過回風(fēng)管道與組合式空調(diào)機箱的回風(fēng)入口相連通。
[0019]所述孔板送風(fēng)口設(shè)置有若干個，送風(fēng)