CN102563798A - 一种坑式结构遗址文物隔离式保存的局部环境调控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种坑式结构遗址文物隔离式保存的局部环境调控系统，该系统由布置在组合式空调机箱内的空气处理系统和空气幕组成；利用送风气流所形成的空气幕，对博物馆大空间展示厅进行分区，实现文物保存坑道区域与大空间展示厅的高效隔离，有效阻隔外界污染性物与热量进入文物保存区；利用空气过滤器去除空气中灰尘和颗粒物；利用紫外灯灭杀生物及病菌，利用表面式换热器和空气加湿器调节送风参数，为文物保存局部环境提供洁净，温湿度可控的送风；该系统提高了葬坑内遗址环境温湿度参数分布的均匀性，减少环境参数波动所引起的文物表面应力破坏，提高文物保存效果，同时降低环境调控能耗，且不影响文物展示效果。
Description
技术领域：
本发明属于文物保护与博物馆文物保存环境调控领域，涉及大空间展示厅内局部环境隔离与调控、空气净化处理，特别涉及一种坑式结构遗址文物隔离式保存的局部环境调控系统。
背景技术：
我国境内的遗址文物非常丰富，截至目前，在第一至第六批2352处全国重点文物保护单位中，古遗址有506处，比例高达22.5％，因此，做好遗址类文物保护工作意义十分重大。遗址博物馆是遗址文物保护和展出的重要模式之一，随着经济的发展，越来越多的遗址文物被建馆保护，如秦始皇兵马俑博物馆、汉阳陵博物馆等。遗址博物馆虽然能给遗址文物提供遮风挡雨、抵御日晒的条件，但其开放式大空间建筑布局特点决定了它还不能有效隔离这些环境因素的影响，并且馆内温湿度参数受环境和游人影响，波动比较大。由于遗址文物与游人之间缺乏有效的隔离，并且两者对适宜环境参数的要求往往并不相同，目前的遗址博物馆内部环境调控要么全部依赖自然通风，要么是用于满足游人对环境参数要求，远不能提供适宜的文物保存环境条件，长期以往甚至还会因此而产生新的病害问题，进而威胁遗址文物本体的安全，乃至造成破坏。因此，从遗址文物的展出和保存出发，提出高效节能且能实现大空间内文物局部区域隔离，能综合解决遗址文物保存所面临各种环境问题的环境调控系统是遗址文物保存的迫切需求。
目前遗址博物馆内环境调控系统都是直接采用普通商业建筑中广泛应用的中央空调系统，通过布置在室内的空调末端装置，对室内的温湿度参数进行调控，但由于遗址文物保存所需要的环境条件与游人所需环境条件各不相同，而这些中央空调系统难以在一个开放式的大空间中创造两种不同的环境条件，并且对于游人区来说，只有工作时间需要对环境进行调控，而文物保存环境需要长年累月连续调控，此外文物保存区域占整个大空间展示厅空间比率很小，如果对整个大空间环境24小时连续不断调控，势必消耗大量的能源。因此，设计一种将文物保存局部区域从大空间中隔离出来并进行单独调控，既可以单独提供文物保存所需环境条件，又能大幅度减小能耗。
大空间内局部区域的隔离可以通过物理隔离和空气幕隔离实现，其中物理隔离主要是通过金属或玻璃挡板将局部区域从大空间中隔离出来，隔离效果虽然很好，但如果该方法应用于博物馆时，会妨碍游人视线，从而影响对文物的观瞻，另外即使是透明的玻璃挡板，由于空气中水分容易在挡板表面上冷凝结露，也会影响游人的视线。空气幕隔离则既可实现对局部区域的有效隔离，也可以通过调节送风参数，对隔离区域的环境进行调控。目前在空气幕技术在空调房间的大门和超市展示柜中得到了广泛的应用。空气幕系统在这些场合的应用对环境隔离具有明显的效果，但从环境调控来看，大门空气幕系统一般不具备调控功能，而超市展示柜系统虽然能对展柜内温度进行调控，但对空气品质控制以及湿度调节存在明显不足，并且整个系统自成一个全封闭装置，无法满足遗址博物馆文物对环境全面调控要求，也不能与遗址博物馆建筑构造进行有机的结合。本发明针对具有坑式结构的遗址文物，拟提出一种隔离式保存局部环境调控系统，解决该类遗址文物保存面临的问题。
经过对比现有技术文献的检索发现，没有利用空气幕隔离保护坑式结构遗址文物的相关专利与报道。
发明内容：
本发明针对具有坑式结构的遗址文物，拟提出一种空气幕隔离式局部环境调控系统，解决该类遗址文物保存面临的问题。
本发明的目的针对具有坑式结构的遗址文物(如兵马俑博物馆俑坑，汉阳陵地下遗址博物馆从葬坑)提供一种空气隔离式局部环境调控方法。通过布置在坑道一侧土隔梁的空气处理系统，将室内空气经过滤净化、紫外灯杀菌、温湿度调节后从送风口以5～10°仰角射流送出，并通过安装在坑道另外一侧隔梁上的引风机及风管回收，从而提高空气幕的隔离效率，同时所回收的空气，再经过同样的处理过程可送入紧邻的下一个坑道。利用射流送风和引风机回风形成空气幕将坑道文物保存区从大空间展示厅隔离出来，为坑内文物创造一个独立控的局部环境，同时空气幕还可以有效的将外界环境的污染性气体、灰尘、病菌等隔离在文物保存区以外，实现用最小的能耗创造适宜的文物保存环境。
本发明提供了一种坑式结构遗址文物隔离式保存的局部环境调控系统：
包括组合式空调机箱1、进风口2、空气过滤器3、表面式换热器4、制冷机组5、紫外灯6、空气加湿器7、离心风机8、条形缝送风口9、空气幕10、引风机11、风管12。其中进风口2、空气过滤器3、表面式换热器4、制冷机组5、紫外灯6、空气加湿器7、离心风机8都布置在组合式空调机箱内，统称空气处理系统，该组合式空调机箱1安装在坑道一侧的土梁上，而引风机11和风管12则安装在另外一侧的土梁上。
所述进风口2安装在组合式空调机箱1的进口截面上，为格栅式可调进风口；
所述空气过滤器3由中效袋式空气过滤器和高效活性炭纤维过滤器，布置在组合式空调机箱1的进风口之后，两层过滤器可以过滤空气中的各类粒径的杂质、灰尘和细菌，并且高效活性炭纤维还具有吸附处理室内气态污染物的功能；
所述表面式换热器4为翅片管换热器，与安装在室外的制冷机组5连接，用于将送风温度调节到给定温度；
所述紫外灯6布置在组合式空调机箱1顶部，用于灭杀空气环境中的生物类污染物；
所述空气加湿器7布置在空调机箱1顶部，通过水管与自来水系统连接；
所述制制冷机组5安装在室外，与表面式换热器4相连；
所述离心风机8安装固定在靠近空调机箱1出口处底部，通过风管与条形缝送风口9连接
所述条形缝送风口开口缝隙宽度为0.1m，通过风管与离心风机相连；
所述空气幕的送风风速为0.5～1.5m/s，送风仰角为5～10°；
所述引风机为轴流式风机，与风管相连。
基于所述坑式结构遗址文物隔离式保存局部环境调控系统，遗址博物馆大空间展示厅内空气被吸入组合式空调机箱中，首先经过中效过滤器和高效率过滤器，去除空气中的灰尘，体型较大的生物以及污染性气体，然后经过紫外灯灭杀空气中的生物类污染源，进一步提高空气的品质，然后流经表面式换热器，将送风空气温度调节到指定值，通过空气加湿器将送风温度调节到指定值，经过上述处理的洁净空气经过轴流风机和送风口射流送出，并由布置在坑道另一侧土隔梁上引风机与风管回收，经处理后可以送入紧邻的下一个坑道。经过处理的送风在坑道上部形成空气幕，实现葬坑文物保存区域与外界隔离。
所述表面式换热器对空气温度进行调节的目标值与布置在坑道底部0.5m深处土壤温度一致，这样可以保证送风温度与葬坑底部土壤环境温度一致，实现坑道内局部区域的空气温度与土壤温度保持一致，减小由温度势引起的土壤与大气之间的水分迁移，防止遗址文物表面泛碱。
本发明的有益效果有：
1、利用空气幕，在不影响游人对文物的观瞻情况下，将文物保存局部区域从大空间中隔离出来，实现文物保存环境调控区域与游人环境调控区域隔离，便于根据各自需要分别控制；
2、利用空气幕可以阻隔外界环境灰尘、污染性气体以及热量进入葬坑内文物保存区，减小外界环境及游人对文物的不利影响，理论隔离效率可达90％以上；
3、通过本系统的局部隔离方式使得环境调控区域大幅度减少，可减少文物保存环境调控能耗。
附图说明：
图1是本发明的总体结构示意图。
其中：1为组合式空调机箱；2为进风口；3为空气过滤器；4为表面式换热器；5为制冷机组；6为紫外灯；7为空气加湿器；8为离心风机；9为条形送风口；10空气幕；11引风机；12风管。
具体实施方式：
结合附图1对本发明的技术方案作进一步的描述，该系统包括两个主要部分，即布置在空调机箱内的空气处理部分和空气幕部分。具体连接方式如下：用于处理空气的空气过滤器、表面式换热器、紫外灯、空气加湿器都集成安装在组合式空调箱内，其中表面式换热器与热泵室外机组相连。空气幕系统由布置在组合式空调机箱内的离心风机送风口以及布置坑道另外一侧土梁上的轴流风机及风管。系统运行时，大空间遗址博物馆室内空气通过进风口2送入空调机箱1内，流经过滤器3的中效和高效两级净化后，送入表面式换热器4，中进行温度调节(夏季工况为降温调节，冬季工况为升温调节)，达到设定的温度要求，然后经由布置在组合空调机箱1顶部的紫外灯6杀菌，经过布置在组合式空调机箱顶部的空气加湿器7加湿后达到设定的湿度，然后经由离心风机8与从送风口以5～10°仰角射流送出，形成空气幕，再经由因安装在在坑道另外一侧土梁上的引风机11与风道12进一步加强风幕的隔离效果，对于有多个平行坑道存在的应用场合，风道12可以直接与下一个紧邻坑道的系统连接。
经过对比现有技术文献的检索发现，没有利用空气幕隔离保护坑式结构遗址文物的相关专利与报道。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种坑式结构遗址文物隔离式保存的局部环境调控系统，其特征在于：包括组合式空调机箱(1)、进风口(2)、空气过滤器(3)、表面式换热器(4)、制冷机组(5)、紫外灯(6)、空气加湿器(7)、离心风机(8)、条形缝送风口(9)、空气幕(10)、引风机(11)和风管(12)；其中进风口(2)、空气过滤器(3)、表面式换热器(4)、制冷机组(5)、紫外灯(6)、加湿器(7)、离心风机(8)都布置在组合式空调机箱内，统称空气处理系统，该组合式空调机箱(1)安装在遗址坑道一侧的土梁上，而引风机(11)则安装在遗址坑道另一侧的土梁上并与风管(12)相连。
2.如权利要求1所述的一种坑式结构遗址文物隔离式保存的局部环境调控系统，其特征在于：组合式空调机箱(1)安装在遗址坑道一侧的土梁上，引风机(11)安装在遗址坑道另一侧的土梁上并与风管(12)相连；所述进风口(2)安装在组合空调机箱(1)的进口截面上，为格栅式可调进风口；所述空气过滤器(3)由中效袋式空气过滤器和高效活性炭纤维过滤器，布置在进风口(2)之后。
3.如权利要求1所述的一种坑式结构遗址文物隔离式保存的局部环境调控系统，其特征在于：所述表面式换热器(4)为翅片管换热器，与安装在室外的制冷机组(5)连接。
4.如权利要求1所述的一种坑式结构遗址文物隔离式保存的局部环境调控系统，其特征在于：所述紫外灯(6)布置在组合式空调机箱(1)顶部。
5.如权利要求1所述的一种坑式结构遗址文物隔离式保存的局部环境调控系统，其特征在于：所述空气加湿器(7)布置在空调机箱(1)顶部，通过水管与自来水系统连接。
6.如权利要求1所述的一种坑式结构遗址文物隔离式保存的局部环境调控系统，其特征在于：所述制冷机组(5)布安装在室外，与表面式换热器(4)连接。
7.如权利要求1所述的一种坑式结构遗址文物隔离式保存的局部环境调控系统，其特征在于：所述离心风机(8)安装固定在靠近空调机箱(1)出口处底部，通过风管与条形缝送风口(9)连接。
8.如权利要求1所述的一种坑式结构遗址文物隔离式保存的局部环境调控系统，其特征在于：所述条形缝送风口(9)开口缝隙宽度为0.1m，与离心风机(8)连接。
9.如权利要求1所述的一种坑式结构遗址文物隔离式保存的局部环境调控系统，其特征在于：所述空气幕(10)的送风风速为0.5～1.5m/s，送风仰角为5～10°。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20131106 |