論建筑設備的建設與運維在文物藏品保護中的實際運用

嚴建蔚

摘 要：博物館作為公共文化資源管理范疇中的一部分， 在傳播地方歷史文化方面發揮著重要的作用，能否成為社會文明的標志，取決于它有無能力發揮和保護好既又藏品。藏品管理工作在推動博物館事業的健康運行中起到了重要的作用。然而在博物館建設的“熱潮”中存在著一個突出問題，即重建筑輕功能，突出的表現在把博物館建設列為當地文化性建筑來對待，重點放在了博物館的建筑本身和遠近視角效果，而對館藏文物的長期存儲的重要性及陳列展示的過程中對文物的保護認識不足，這必定會使無數珍貴的文物受損，作為一名文博工作者深感肩上的責任重大。因此抓住博物館文物庫房的整體建設，科學地運用當今社會先進的建筑設備監控（管理）系統的理念和技術將會對提升文物庫房管理的整體水平起著積極的作用。

關鍵詞：文物藏品 保護 安裝 調試

中圖分類號：G268.1 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）02（b）-0228-03

建筑設備監控（管理）系統的理念和技術，從20世紀90年代逐漸被引入中國，目前作為相對成熟的技術被廣泛的應用在建筑工程中。隨著應用的深入，在實際應用中的一些問題也被暴露了出來。建筑設備監控（管理）系統作為建筑設備系統中的關鍵環節之一，其位置處于系統的頂端，既是一個資源共享的平臺，又是一個調度指揮的平臺。各系統的工作狀態會極快的影響到建筑設備監控系統的工作質量和外部對整個系統工作質量的評估。

1 系統配置的合理性

什么樣的系統配置是合理的很難有一個標準，首先織造廠商的推薦系統配置上都有一定的不同，而作為用戶，主要關注的是提高管理效率和降低運維成本，以及使用過程中的簡單、高效。從上述需求出發建議以下幾點。

（1）樓宇系統的采用設備的安放位置、安放的數量作為前端采樣點的關鍵環節，是能否達到滿意的空氣環境的首要因素。而在實際工程中，人們都習慣性的把溫濕度采用設備放在了空調系統的回風口處，簡單的認為改點的溫濕度就是整個環境的溫濕度。但是在公共區域，人員流動性非常大，空氣受各種因素影響非常大，在回風口采集的數據不能反饋整個場所溫濕度的變化情況。比如美術館、博物館的展廳，除了在回風處設置溫濕度采樣設備外還應當在人流密集的展廳內的不同區域多設置溫濕度采樣設備，這種方式采集回來的數據經過綜合計算后才是有效數據，空調機組根據這個數據作出的動作才能更加正確。這個例子的主要目的，是要說明在設計階段應該充分考慮實際情況的復雜性，不要簡單的想當然設計。

（2）關于整個系統的高效、節能運行的問題，以空調定風量系統為例。一般情況下，定風量空調系統的末端都采用了電動二通閥變流量調節房間溫度，這么做的主要目的是節能，但空調的末端自身并沒有節能，只要是末端空調處于開啟狀態，不管是開啟大小，它自身消耗的電量電量是一樣的。想要達到節能的問題，要由冷站的群控系統來完成。只有當所有的末端水閥都很小時，對冷負荷的需求變小，這時冷機和相應的水泵就可以減少，這才能達到降低耗電量的目的，也就降低了運行費用了。

現在很多的設計為了達到更好的用戶體驗，把末端的調節都做的比較好，但在群控處，由于技術和計算都非常復雜，很多都沒有很好的控制，部分工程甚至沒有啟用，運行中還考操作人員根據經驗手動控制。這就造成了本末倒置，末端控制好了，但節能并沒有實現，節能效果就打了折扣。

（3）關于文物庫房溫濕度及空氣清潔度的控制是博物館建設中應于高度重視的問題。為此國家文物局頒布了相應的規范和標準。

上述的要求是由暖通空調系統來實現的。一個具有恒溫恒濕并具有空氣清潔功能的空調機組通常是由空氣過濾段、加熱段、加濕段、制冷段、再熱段等若干個功能段組成的，每個功能段都分別發揮著各自的功能，最終實現對文物庫房空氣環境的控制，滿足文物庫房收藏文物的環境需求。在實際運行過程中，確保各功能段始終運行在正常狀態使我們運維工作的重點。下面對各工能段的工作原理及運維工作中需要注意的問題做一簡要的介紹。

大家都知道室內空氣是經常需要更換的，在辦公室，大家都習慣開窗換氣的方式，讓外面的新鮮空氣進來，把室內的污濁空氣換走以使室內保持清新的空氣。但是，文物庫房從建筑結構上一般都是完全封閉的，墻壁通常是厚重的鋼筋混凝土墻，庫房門也是封閉性極好的防火門。這樣做的目的一是防火防盜的需要；二是這樣的圍護結構可以有效地減少大氣環境對室內的影響，保證室內溫濕度的相對穩定。有人可能要問，既然庫房是一個完全封閉的空間，那它的空氣從哪里來，這就涉及到下面我們要介紹到的中央空調系統，它的基本原理是：以冬季為例，通過風機把外面的新鮮空氣和室內的回風按一定比例混合起來通過流過熱水的盤管把空氣加熱到我們需要的溫度，在北方空氣干燥的地方還要進行加濕，然后通過風管送到所需的房間，從而使房間的溫濕度達到我們的使用要求。

1.1 室外新風的處理

室外新風并不是很干凈的尤其是一些中心城市，空氣污染已經越來越嚴重，主要為懸浮顆粒類污染物和有害氣體等。所以室外的新風進入文物庫房前一定要經過處理才能進入室內，對顆粒類的污染物通常采用空氣過濾的方式，用初效過濾、中效過濾及電子除塵等技術手段將空氣中的顆粒污染物去除后送往庫房，對有害氣體則采用活性炭加以去除。在日常運維過程中要注意定時清洗過濾網，因為在空氣過濾過程中，多數顆粒污染物被吸附在過濾網上，對送風形成了阻力，影響了送風效果，通常在樓宇自控系統會在過濾網兩端加裝壓差報警器，當過濾網的阻力達到或超過設定值的時候，在樓控終端產生報警信號，提醒運維人員該清洗過濾網了。通常過濾網最少每月清洗一次，也可以根據大氣空氣質量情況增加清洗次數。還要注意的是，過濾網是有使用壽命的，一般清洗6～10次后就不能再使用了，必須更換新的過濾網。

在中央空調系統中，新風量是一個人為的控制量，在設計階段，設計師根據現場情況，例如人員密集程度，室內產生的污染等情況計算好每小時的新風量。在實際操作過程中要嚴格按設計要求去把握機器的運行狀態。在空調機組新風入口處設有一組風閥（風量調節閥），它的開啟角度決定了送人室內新風量的多少。在日常運維工作中，這也是一個檢查的重點，要保證風閥運轉靈活、準確、可靠。

1.2 關于加濕和除濕問題的探討

在文物收藏環境的衡量指標中，空氣濕度是一個最重要的指標，相對于溫度而言，過于干燥或潮濕對文物產生的損害更甚。從控制技術的角度看，難度也是比較大的。通常專業的恒溫恒濕機組從技術手段上已具備了加濕和除濕的功能，關鍵是用合理的運行手段和運行技巧來發揮這些功能。

在北方地區，室內冬春季節是一年中最干燥的時候，為保持文物庫房的相對濕度的穩定，空調機組要進入冬季運行模式，既機組的加濕段開始工作，其中的加濕調節在樓控系統的控制下，根據庫房實測的環境濕度的大小，調節送入室內風的含濕量，達到濕度的穩定。

在日常維護保養時一定要定時檢測樓控系統的前端采樣設備，確保采集的數據準確可靠。因為，這些數據是樓控系統發出控制指令的基本依據。執行機構要保證執行動作準確可靠。

1.3 關于合理利用新風的探討

在實際運行過程中我們會發現暖通空調系統在整個建筑中是一個耗能大戶，它的用電量占到全部用電設備的70%左右。特別是一些大型博物館，在用電高峰期，月電費甚至高達百萬以上，這對如何一個博物館都是一筆沉重的負擔。如果在實際運行過程中減少開機時間，減少開機數量，就能達到滿意的節能效果。

我們知道一年有四季變化，春秋兩季的溫度和濕度比較接近我們的使用需求，在這個階段充分利用室外新風來改進室內的空氣環境，就可以節省相當一部分能源。但是，在利用新風的時候一定要注意處理好幾個關系才能達到我們預期的效果。例如，處理好新風、回風及排風的比例關系至關重要，道理很簡單，一臺空調機組送進來的風等于送出的風。通常在大空間使用時多為定風量系統也就是說空調機組的出口風量是一個固定值，如果我們加大了新風的風量，則是必要減少等量的回風量。在空調機組的新風和回風進風端口分別裝有風量調節閥，改變它們的開啟角度就可以分別改變新風和回風的風量，以實現有效利用新風的效果。另外，讓室內排出的風量略低于送入的風量，使室內空氣保持一個正壓的態勢，減少室外空氣對室內的影響，這同樣也能起到節能的作用。在使用新風的情況下，由于加大了新風量，則空氣中的污染物也增多了，空氣過濾設備的工作負荷也相應增加，所以應相應加大對過濾網及其他除塵設備的清洗保養次數，以保證清潔干凈的新鮮空氣進入室內。再者，還要重視建筑的使用模式和規律，例如夜間模式等等。

2 設備監控系統在安裝過程中的問題

由于安裝方面的問題，而對建筑設備監控系統產生不良影響的情況時有發生，主要表現在：由于安裝位置不正確，使得控制達不到要求；由于安裝的方法不正確，而使得產品出現損壞；產品安裝保護不當；接線不正確等問題。

出現這些問題，安裝人員的能力水平素質是一個方面，不過，從我的經驗來看，安裝出現的問題主要還在于施工圖紙的不過關。

近年來，建筑設備監控系統一般由弱電總包單位承接實施，作為深化圖紙的布線安裝圖紙，一般也是由弱電總包單位設計提供。由于種種原因，在有些項目上，這部分深化圖紙的質量不高，沒有給施工單位一個準確的施工指導，這才是安裝過程中出現問題的關鍵原因。

筆者曾經見過高質量的建筑設備監控系統的深化圖紙，對每一根電纜和每一個元件均做了編號，安裝的位置也清晰的標注，同時，也給出了安裝大樣圖紙。施工單位拿到這樣的圖紙，既提高了施工進度有保證了施工質量，為下一步的調試工作創造了極好的工作條件。

筆者認為，對于深化圖紙中的端子接線圖、平面布線圖、系統圖、安裝大樣圖，除了具備基本的內容外，還應滿足以下幾點要求：

（1）必須給所有的設備、自控元件、DDC編制唯一的編號，防止混淆。

（2）必須提供控制箱給所有的電纜編制唯一連續的編號，防止漏接。

必須正確地標出元件的安裝位置（閥門、傳感器的安裝位置對于空調系統非常重要，如果空調系統比較復雜，如冰蓄冷系統，那么，對于弱電公司、甚至自控公司里的電氣工程師來講，會有一些難度的。但無論如何，還是必須正確標注）。

這些內容，看上去比較瑣碎，同時，也比較耗費時間，但卻對正確的安裝幫助很大，雖然在這個階段花多一些時間，但卻在系統調試和驗收時大大的節省時間，算總帳還是劃算的。

3 設備監控系統在調試過程中的問題

在整個建筑設備監控系統的建造過程中，最重要的有兩個方面：一個是設計階段；另一個就是調試階段了。調試其實是對前面的所有階段，包括設計、配置、安裝等所有工作的一個檢驗，有時還能發現很多空調系統本身的問題，比如制冷量不夠、加濕量不夠、風量不夠等等。

目前很多項目調試工作中，普遍存在著重表面輕本質的現象，也就是說，調試人員只限于各種數值是否正確返回、啟停命令是否可以執行、畫面是否友好等等表面工作。這些工作當然很重要，也是基本的，但沒有抓到點子上，真正的調試，是應該查看受控參數（溫度、濕度、壓力等）在有干擾的情況下的歷史趨勢圖，檢驗這些參數受到干擾后是否能夠迅速恢復平穩。因為，我們最終的目的還是要將這些參數控制在平穩的范圍內。

這其實是需要對控制回路的PID參數進行整定，而PID整定工作對調試人員的要求比較高，包括對PID的理解、對空調系統的理解、豐富的工程經驗等。也許，這也是很多項目沒有對PID進行整定的原因，因為水平達不到，所以干脆忽略了該工作。但如果要將系統做好，都應該重視PID的整定工作。

4 運行中的積極維保

目前大多數的項目，建筑設備監控系統調試驗收完畢，交給用戶使用后，除了元器件出現故障后進行更換外，系統的軟件部分幾乎就不動了，如果出現與實際運行不匹配的情況，基本上都是采用手動啟停或調節了。隨著時間的推移，建筑設備監控系統變成了一個遠程操作系統，甚至完全作廢變成了手動操作系統。當初花費了那么多錢，卻沒有起到相應的作用，非常的可惜。

筆者認為，這是國內項目的一個誤區。比較輕視維護保養，而且，即使維護保養，也僅限于對設備的維護保養，沒有對系統進行積極地改進和完善。其實，一個系統，無論當初的設計如何全面，肯定與以后的實際運行有偏差，積極的維護保養應該是不斷地根據項目的實際運行情況，調整控制手段，慢慢摸索出一套適合本項目的特定的系統。所以，筆者理解的積極的維護保養，就是跟蹤項目的運行，不斷調整系統的控制手段，使得系統與建筑物達到最佳的配合狀態，從而達到最佳的節能效果。