李仲庚，何慧明

1.青島海產(chǎn)博物館；2.中國石油大學(xué)

一、背景說明

博物館作為一個(gè)向公眾開放的場所，兼具科普教育、藏品保存、科研探索等多種功能。針對每一種功能，博物館又需要考量多種因素來滿足這些功能的實(shí)現(xiàn)效果。例如，運(yùn)用聲、光、電來凸顯藏品展示效果，用舒適的環(huán)境和合理的布局來提升游客的游覽體驗(yàn)，用豐富的設(shè)備設(shè)施來保證科研工作的開展。但不論是實(shí)現(xiàn)哪種功能，其中都必不可少的都有溫度、濕度這兩個(gè)因素。本文針對溫濕度這個(gè)最常見的環(huán)境因素來探究其對博物館各項(xiàng)工作開展的可用價(jià)值。

說起溫度，人們普遍熟悉，即使3歲小兒也能分辨冷暖涼熱，溫度是表示物體冷熱程度的物理量。但是對于濕度，大部分人卻知之甚少。濕度是表示大氣干燥程度的物理量，但這只是濕度的一個(gè)廣義定義，濕度遠(yuǎn)比溫度要復(fù)雜得多，單位體積的空氣中含有的水蒸氣的質(zhì)量叫作絕對濕度，但是我們知道空氣隨著溫度的變化會(huì)在體積上有很大的變化，所以日常所說的濕度其實(shí)是某溫度下空氣的絕對濕度和同溫度下飽和氣壓的百分比，又稱作相對濕度。當(dāng)然濕度的內(nèi)容還遠(yuǎn)不止這些，其他內(nèi)容不在本次研究范疇，故暫且不提。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，40%-70%的相對濕度人們感覺是舒適的，相對濕度超過100%水蒸氣就會(huì)凝結(jié)成液態(tài)水，我們只需要記住這兩點(diǎn)即可。

說了這么多，溫度和濕度究竟會(huì)對博物館的運(yùn)營產(chǎn)生什么影響呢？筆者就職于某水族館類博物館，就拿此館的一些例子來說明一下。首先介紹一下這個(gè)場館的情況，此博物館地處海邊，坐北朝南，館藏包括各種海洋生物及化石標(biāo)本，還飼養(yǎng)有魚類、海洋及淡水哺乳動(dòng)物、其他海洋及淡水生物。在飼養(yǎng)水生生物的展區(qū)，由于水體量巨大造成了場館展區(qū)和后場常年都處于一個(gè)高濕度的狀態(tài)，夏季游客人數(shù)較多，環(huán)境溫度較高的時(shí)候高濕度的影響特別明顯，展區(qū)經(jīng)常處于一種悶熱的狀態(tài)，難以讓游客舒適游覽。

在后場，高濕度帶來的更多的不是感官上的不適。由于后場存在很多電力設(shè)備，在高溫與高濕同時(shí)作用下，相對濕度經(jīng)常能達(dá)到90%以上，空氣中海水蒸氣凝為水滴后會(huì)腐蝕管道和電氣電路，往往會(huì)加速電氣設(shè)備和電路的老化，輕則損壞設(shè)備，重則發(fā)生電路危險(xiǎn)。雖然場館所在地夏季很少能達(dá)到30攝氏度的溫度，算是比較舒適了，但是由于溫度和濕度的共同作用，場館內(nèi)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)比室外還讓人難以忍受的不適環(huán)境。

圖1 潮濕引發(fā)的電氣設(shè)備短路

圖2 高溫高濕導(dǎo)致的水蒸氣凝結(jié)現(xiàn)象

雖然場館內(nèi)部設(shè)置了空調(diào)和通風(fēng)，但是由于對于溫濕度每個(gè)人的感受不同，所以很難做到準(zhǔn)確調(diào)控，往往效果并不好，要么調(diào)節(jié)不夠依然悶熱，要不就是調(diào)節(jié)過度內(nèi)外溫差太大。

此博物館還有主要提供生物和化石標(biāo)本展示的場館。生物標(biāo)本對于環(huán)境的溫濕度要求比較高，溫度過高或者濕度過低會(huì)導(dǎo)致標(biāo)本外皮開裂損壞，而濕度過高則會(huì)導(dǎo)致標(biāo)本發(fā)霉滋生細(xì)菌或者發(fā)生蟲害。所以一般標(biāo)本都會(huì)有固定的溫濕度要求，要保證標(biāo)本不受損害，就要常年保持在一個(gè)合理的溫濕度環(huán)境。但是由于很多標(biāo)本都是裸露安放在展區(qū)內(nèi)，和游人直接在同一個(gè)環(huán)境空間，溫濕度的變化一般都是比較強(qiáng)烈的，比如在人多的夏季，游客多的時(shí)候比游客少的時(shí)候濕度能上升10個(gè)以上百分點(diǎn)，所以調(diào)控場館的溫濕度比較頻繁。

圖3 室外溫濕度傳感器

二、問題提出

既然溫濕度對于博物館的影響這么大，那么有沒有什么好辦法能及時(shí)調(diào)節(jié)這些場館環(huán)境呢？傳統(tǒng)的做法是在需要的監(jiān)測點(diǎn)安放溫濕度儀表，由專人定期巡視，最后根據(jù)測量值調(diào)節(jié)空調(diào)通風(fēng)和除濕機(jī)。這種做法對檢測和操作人員要求十分高，需要勤巡視并且針對空調(diào)通風(fēng)設(shè)備對溫濕度的調(diào)節(jié)能力有充分了解。但是實(shí)際上到了旺季場館里人山人海的時(shí)候，檢測人員很可能根本就無法順利取到監(jiān)測數(shù)據(jù)，只能憑著經(jīng)驗(yàn)和感覺去調(diào)節(jié)設(shè)備，這無疑是不準(zhǔn)確的，也無法將溫濕度調(diào)節(jié)到一個(gè)合適的范圍內(nèi)。

現(xiàn)在的問題就是找一個(gè)方法，將監(jiān)測溫濕度和調(diào)節(jié)溫濕度這兩步之間的間隔減到最低，同時(shí)盡可能提升調(diào)節(jié)頻率。

三、探究方案

既然問題已經(jīng)很具體了，那么方案也就有針對性了。第一步就是將檢測設(shè)備升級(jí)，原先的溫度計(jì)和濕度計(jì)都只能人工讀取，不夠便捷。現(xiàn)將這些設(shè)備全部換成電子傳感器類的監(jiān)測探頭，并且大量增加監(jiān)測點(diǎn)，展廳中針對不同的展柜分區(qū)、展區(qū)都設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)，后場潮濕多發(fā)區(qū)域也設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)。所有的探頭由信號(hào)傳輸機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綔貪穸缺O(jiān)測服務(wù)器，博物館所有監(jiān)測點(diǎn)的溫濕度就可以實(shí)時(shí)通過服務(wù)器來展示了，這已經(jīng)把人工查看溫濕度的效率最大程度地提速了，并且由于是實(shí)時(shí)監(jiān)測，可以說查看頻次大幅度提高了。做到這步就已經(jīng)節(jié)省了一半的時(shí)間，發(fā)現(xiàn)溫濕度異常后馬上可以聯(lián)系現(xiàn)場工作人員調(diào)節(jié)空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)。

博物館應(yīng)用上述這套溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)一段時(shí)間后，工作人員發(fā)現(xiàn)了很多規(guī)律，比如室外溫濕度變化對博物館內(nèi)部溫濕度的影響，針對什么樣的溫濕度如何調(diào)節(jié)空調(diào)、除濕機(jī)和通風(fēng)系統(tǒng)，已經(jīng)初步形成了一套溫濕度調(diào)節(jié)規(guī)范。一旦找到了事物的規(guī)律就可以用一套邏輯運(yùn)算來代替人工思考，為了實(shí)現(xiàn)從溫濕度監(jiān)測到溫濕度調(diào)節(jié)間隔時(shí)間的縮短我們又一次拋出了課題：能不能將溫濕度監(jiān)控服務(wù)器與空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的操控聯(lián)系起來呢？經(jīng)過研究，我們搭建了通用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，將溫濕度監(jiān)控服務(wù)器的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送保存到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，這為上面提出的問題提供了一個(gè)數(shù)據(jù)接口支持，目前已經(jīng)將溫濕度記錄分析系統(tǒng)完成，這對于分析和預(yù)測今后溫濕度規(guī)律有著不小的價(jià)值。接下來，我們還將繼續(xù)在工控領(lǐng)域探究，相信不久的將來，直接通過數(shù)據(jù)控制空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)來調(diào)節(jié)場館溫濕度一定會(huì)實(shí)現(xiàn)的。

四、未來展望

雖然現(xiàn)在課題已經(jīng)取得部分成效，但是離理想的結(jié)果還有一定距離，相信國內(nèi)諸多同行也有探究，可能做得更成熟、更完善。本文的目的除了提出具體的溫濕度監(jiān)控方案外，更主要想表達(dá)的是類似于溫濕度這樣并不是很起眼的常見因素，對博物館的展覽卻影響很大，希望我們能從細(xì)微和日常中發(fā)展我們的博物館事業(yè)，為廣大參觀者帶來更加舒適的體驗(yàn)。