2022年4月,为深入贯彻落实习近平总书记关于文物保护和文物安全工作重要指示批示精神,国家文物局制定出台了《文物安全防控“十四五”专项规划》,明确指出:把确保文物安全放在首要位置,坚持预防为主、源头治理,强化文物安全责任,加强安全设施建设,健全管理制度和技术标准,提升安全管理水平,筑牢文物安全底线。展柜是博物馆陈列展览中的重要展陈设备,需适合展品展示需求,凸显展品文化特征,满足展品的展览展示效果,最重要的是展柜的构架、背板、展台、锁具、玻璃、照明、配电等各相关组成部分所使用的材料、设备、安装及控制方式等要确保展品安全。认真落实好《文物安全防控“十四五”专项规划》,这就对博物馆展柜提出了严格的要求,但展柜的相关制造问题依然面临诸多困难和挑战。目前展柜制作验收主要参照GB/T 36111-2018《文物展柜基本技术要求及检测》标准,而展柜的LED照明设计管理及配电安全还处于初级阶段,尚未完全达到行业标准化要求。
现博物馆陈列展览中金属展柜被大量使用,究其原因,与木质展柜相比,其有很多优势,比如密封性能方面:金属材质比木质密封性更好,再加上经过精密的加工制作,使得金属展柜的密封性更有保障。而木质展柜由于自身材质所限,密封性往往很难把控,一定程度上会导致展柜内部温湿度控制无法保障,造成文物保存环境的不稳定,还可能会导致展柜内大量微生物的繁殖,从而给文物带来毁灭性的灾难。开启方式上:木质展柜由于受材料限制,主要为拉起式、推拉式、平移式,金属展柜则主要是自动升降式、自动开启式和液压开启式,这种更人性化的开启方式和自动化开启系统使管理人员的操作更加便捷。防火性能方面,金属展柜则明显优于木质展柜。笔者在实际使用过程中,发现金属展柜采用的LED照明及配电安全方面仍存在一定的缺陷,亟待改进。
LED照明
技术日新月异,在展柜照明的选用中,也同样追求科技发展的新潮流。LED照明以其节能环保、光谱可控、体量小巧等优异特性,得到普遍运用,并随着其技术性和功能性日益提高,在金属展柜照明中往往也被优先采用。展柜照明不仅影响展品的展陈效果,还对展品在展陈过程中的安全性产生一定影响。LED照明作为新技术,在展柜照明中的实际应用历史不长,需通过实践,不断总结分析,扬长避短,使其越来越完善,达到展品对照明的需求。
目前LED照明方面存在的主要问题:LED灯具启动瞬时电流较大,灯具集中开启会有瞬间过载现象;LED灯具集成度比较高,维修需要整体更换,成本较高;LED灯具通用性差,维修较复杂;随着时间推移,光源会有不同程度的变色和光衰,造成光色多种多样;新旧光源的色彩匹配度较差;轨道式低压射灯,其电源通过轨道由开关电源提供,开关电源常安装在隐蔽处,无单独的保护装置,在实际使用过程中,人们在轨道上加装灯具进行现场调光,往往忽略开关电源的容量,很容易过载烧坏,存在一定的安全隐患。
形成上述问题的原因:目前对展柜LED照明尚无具体的国家规范标准,主要参考标准T/ZZB 0532-2018《博物馆及类似场所展柜用LED灯具》、GB/T23863-2009《博物馆照明设计规范》、GB/T31831-2015《LED室内照明应用技术要求》等,进而造成LED灯具品种品质多样;不同厂家产品间的互换性差;展柜LED灯具采用低电压时,一般无3C认证,出厂标准不同,质量不等。
建议:展柜生产商要进行展柜照明设计,竣工验收时要进行实测。首先,要充分利用照明设计软件,模拟各种灯具出光效果,灯光的分布状况,展品表面的等照度图、点照度值等,快速得到合理的照明设计方案,改变过去仅凭现场经验进行灯具选型及灯光调试的工作方式,这样可缩短灯光调试时间,使展品照明灯具灯光的使用既有理论支撑又能紧密结合实际,还可得到更科学有效的光照效果。通过照明设计软件,还可提供平面图、照明位置图、照明器具表、灯具资料表等基础照明资料,为日后的照明运行维护提供技术支撑,避免灯具、光源维修更换后达不到最初的设计效果。其次,在竣工验收阶段要进行严格实测,并提交完整的检测报告。报告内容包括但不限于:展品的照度均匀度,色容差,一般显色指数,特殊显色指数,展品照明与背景照明的光源色温差等。再次,展柜(包括LED照明)使用的所有材料、设备,必须符合国家标准及技术规范要求;实行生产许可证制度的产品,要有许可证主管部门颁发的许可证编号、批准日期和有效期限;实行产品强制认证的,国产产品要通过3C认证、ISO9000系列认证,一些国际品牌还需获得其他国家和国际性的安全认证,并抽查产品(这些会通过标识标注在产品本身);其他产品要有检验合格证、产品使用说明以及有关的技术资料。最后,展柜内部结构要统一标准,进行模块化设计,便于新增配件,灵活布置灯光;尤其是展柜底部结构需预留加装照明灯具的附件模块,可根据展品增减导轨射灯数量,提高对各种造型结构复杂展品的适用性。
展柜内部配电安全
展柜的用电需求相对于其他电动设备比较简单,往往受关注度不够,因而在配电设计和安装中会出现一些缺陷,形成一定的安全隐患。
目前配电安全方面存在的主要问题有:电气图纸不标准不规范,开关电源容量偏小,动力负荷与照明负荷往往同回路供电,导线选型及敷设方式不规范,控制开关整定值与导线截面选择不匹配,未考虑后期的设备维护便利性,设备未全部接地。
形成上述问题的原因:目前展柜的设计制作主要参考标准GBT 36111-2018《文物展柜基本技术要求及检测》,但其对照明配电安全没有更具体的规定,电器安全性要求只有4.8.3条[内容有4.8.3.1文物展柜中的所有电器设备应合理安装,并有通风散热措施。展柜内的变压器、灯具控制开关、空气泵、风扇等设备应安装过载保护装置。文物展柜金属架应有接地保护。4.8.3.2文物展柜中电器的安全性能应符合GB 4706.1(家用和类似用途电器的安全 第1部分:通用要求)的规定。]而且实际设计制作中电气部分在整个展柜制作过程中的投入所占比例又很小,往往得不到足够的重视,认为只要能电动开闭展柜门、照明能够正常工作就行,因而忽视了展柜内部的电气配电安全。
建议:展陈提升改造形式设计选好展柜式样后,首先,展柜生产商需提供展柜内部的电气图纸,图纸要按电气绘图标准来绘制,包括但不限于供电系统图,设备布置平面图,各功能的控制逻辑框图,设备材料表等;其次,展柜开闭门、升降挂钩、背板移动等动力负荷与展柜照明负荷要分回路供电;再次,展柜洗墙照明、重点照明、下侧补光照明等回路要按不同功能分回路供电,避免一个设备出现故障影响其他设备的使用;第四,各分支回路需采用漏电保护;第五,规范导线选型、采用穿管敷设方式且控制开关整定值与导线截面要匹配;第六,控制设备安装位置要便于后期的维护维修,并预留调整、检测、维修、升级相关设备或添加、更新安防、环境监测控制等设备的安装空间;除此之外,展柜上下电气设备均需接地。
各功能模块的控制方式
伴随技术的不断进步,目前展柜的自动化程度越来越高,电气控制技术也愈发先进,展柜采用电子遥控进行开闭、背板移动、挂钩升降及自动感应调光等,其控制安全性能不仅与控制算法、选用的机械设备、传动部件有关,还与这些设备的兼容性及运行稳定性相关。由于文物展品的特殊性,除自动控制外还需具有故障应急就地手动控制功能,在停电、控制系统或机械设备出现故障等应急状态下,各功能的手动装置都能保障展柜正常运行,确保文物安全。
展柜与外部电源的连接
独立展柜等设备,一般都是通过插头插座来连接供电,一是要注意防止插板夹持力不满足要求,造成接触不良而打火形成火患;二是防止插头的插片斜插在插座压片间,造成插头与插座接触不良,虚连打火,虽然其温度尚不足以引起火灾,但可使插头内电线绝缘软化,从而在线间发生电弧短路,由于电弧阻抗对短路电流的限流作用,阻碍保护电器的及时动作,会产生持续高温和飞出电火花,引燃近旁堆放的可燃物,从而引发火灾。
另外展柜中安装恒温恒湿机时,展柜电源需由两趟独立的回路提供,一是动力负荷与照明负荷需分回路供电,二是展柜照明会在闭馆时集中关闭,而恒温恒湿机为保证微环境的稳定需24小时连续运转,闭馆后展柜电源断电不能满足恒温恒湿机的工作需求,使展柜微环境内的温度、湿度出现波动,长此以往会对藏品造成不可挽回的损失。
总之,博物馆展陈提升改造时,金属展柜的照明及配电安全务必要结合实际,更要注重细节把控,否则,难免挂一漏万,造成安全隐患。