專利名稱：一種坑式結構遺址文物隔離式保存的局部環境調控系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于文物保護與博物館文物保存環境調控領域，涉及大空間展示廳內局部環境隔離與調控、空氣凈化處理，特別涉及一種坑式結構遺址文物隔離式保存的局部環境調控系統。
背景技術：
我國境內的遺址文物非常豐富，截至目前，在第一至第六批2352處全國重點文物保護單位中，古遺址有506處，比例高達22. 5 %，因此，做好遺址類文物保護工作意義十分重大。遺址博物館是遺址文物保護和展出的重要模式之一，隨著經濟的發展，越來越多的遺址文物被建館保護，如秦始皇兵馬俑博物館、漢陽陵博物館等。遺址博物館雖然能給遺址文物提供遮風擋雨、抵御日曬的條件，但其開放式大空間建筑布局特點決定了它還不能有效隔離這些環境因素的影響，并且館內溫濕度參數受環境和游人影響，波動比較大。由于遺址文物與游人之間缺乏有效的隔離，并且兩者對適宜環境參數的要求往往并不相同，目前的遺址博物館內部環境調控要么全部依賴自然通風，要么是用于滿足游人對環境參數要求， 遠不能提供適宜的文物保存環境條件，長期以往甚至還會因此而產生新的病害問題，進而威脅遺址文物本體的安全，乃至造成破壞。因此，從遺址文物的展出和保存出發，提出高效節能且能實現大空間內文物局部區域隔離，能綜合解決遺址文物保存所面臨各種環境問題的環境調控系統是遺址文物保存的迫切需求。目前遺址博物館內環境調控系統都是直接采用普通商業建筑中廣泛應用的中央空調系統，通過布置在室內的空調末端裝置，對室內的溫濕度參數進行調控，但由于遺址文物保存所需要的環境條件與游人所需環境條件各不相同，而這些中央空調系統難以在一個開放式的大空間中創造兩種不同的環境條件，并且對于游人區來說，只有工作時間需要對環境進行調控，而文物保存環境需要長年累月連續調控，此外文物保存區域占整個大空間展示廳空間比率很小，如果對整個大空間環境M小時連續不斷調控，勢必消耗大量的能源。因此，設計一種將文物保存局部區域從大空間中隔離出來并進行單獨調控，既可以單獨提供文物保存所需環境條件，又能大幅度減小能耗。大空間內局部區域的隔離可以通過物理隔離和空氣幕隔離實現，其中物理隔離主要是通過金屬或玻璃擋板將局部區域從大空間中隔離出來，隔離效果雖然很好，但如果該方法應用于博物館時，會妨礙游人視線，從而影響對文物的觀瞻，另外即使是透明的玻璃擋板，由于空氣中水分容易在擋板表面上冷凝結露，也會影響游人的視線。空氣幕隔離則既可實現對局部區域的有效隔離，也可以通過調節送風參數，對隔離區域的環境進行調控。目前在空氣幕技術在空調房間的大門和超市展示柜中得到了廣泛的應用。空氣幕系統在這些場合的應用對環境隔離具有明顯的效果，但從環境調控來看，大門空氣幕系統一般不具備調控功能，而超市展示柜系統雖然能對展柜內溫度進行調控，但對空氣品質控制以及濕度調節存在明顯不足，并且整個系統自成一個全封閉裝置，無法滿足遺址博物館文物對環境全面調控要求，也不能與遺址博物館建筑構造進行有機的結合。本發明針對具有坑式結構的遺址文物，擬提出一種隔離式保存局部環境調控系統，解決該類遺址文物保存面臨的問題。經過對比現有技術文獻的檢索發現，沒有利用空氣幕隔離保護坑式結構遺址文物的相關專利與報道。

發明內容
本發明針對具有坑式結構的遺址文物，擬提出一種空氣幕隔離式局部環境調控系統，解決該類遺址文物保存面臨的問題。本發明的目的針對具有坑式結構的遺址文物(如兵馬俑博物館俑坑，漢陽陵地下遺址博物館從葬坑)提供一種空氣隔離式局部環境調控方法。通過布置在坑道一側土隔梁的空氣處理系統，將室內空氣經過濾凈化、紫外燈殺菌、溫濕度調節后從送風口以5 10° 仰角射流送出，并通過安裝在坑道另外一側隔梁上的引風機及風管回收，從而提高空氣幕的隔離效率，同時所回收的空氣，再經過同樣的處理過程可送入緊鄰的下一個坑道。利用射流送風和引風機回風形成空氣幕將坑道文物保存區從大空間展示廳隔離出來，為坑內文物創造一個獨立控的局部環境，同時空氣幕還可以有效的將外界環境的污染性氣體、灰塵、病菌等隔離在文物保存區以外，實現用最小的能耗創造適宜的文物保存環境。本發明提供了一種坑式結構遺址文物隔離式保存的局部環境調控系統包括組合式空調機箱1、進風口 2、空氣過濾器3、表面式換熱器4、制冷機組5、紫外燈6、空氣加濕器7、離心風機8、條形縫送風口 9、空氣幕10、引風機11、風管12。其中進風口 2、空氣過濾器3、表面式換熱器4、制冷機組5、紫外燈6、空氣加濕器7、離心風機8都布置在組合式空調機箱內，統稱空氣處理系統，該組合式空調機箱1安裝在坑道一側的土梁上， 而引風機11和風管12則安裝在另外一側的土梁上。所述進風口 2安裝在組合式空調機箱1的進口截面上，為格柵式可調進風口 ；所述空氣過濾器3由中效袋式空氣過濾器和高效活性炭纖維過濾器，布置在組合式空調機箱1的進風口之后，兩層過濾器可以過濾空氣中的各類粒徑的雜質、灰塵和細菌， 并且高效活性炭纖維還具有吸附處理室內氣態污染物的功能；所述表面式換熱器4為翅片管換熱器，與安裝在室外的制冷機組5連接，用于將送風溫度調節到給定溫度；所述紫外燈6布置在組合式空調機箱1頂部，用于滅殺空氣環境中的生物類污染物；所述空氣加濕器7布置在空調機箱1頂部，通過水管與自來水系統連接；所述制制冷機組5安裝在室外，與表面式換熱器4相連；所述離心風機8安裝固定在靠近空調機箱1出口處底部，通過風管與條形縫送風口 9連接所述條形縫送風口開口縫隙寬度為0. lm，通過風管與離心風機相連；所述空氣幕的送風風速為0.5 1.5m/s，送風仰角為5 10° ；所述引風機為軸流式風機，與風管相連。基于所述坑式結構遺址文物隔離式保存局部環境調控系統，遺址博物館大空間展示廳內空氣被吸入組合式空調機箱中，首先經過中效過濾器和高效率過濾器，去除空氣中的灰塵，體型較大的生物以及污染性氣體，然后經過紫外燈滅殺空氣中的生物類污染源，進一步提高空氣的品質，然后流經表面式換熱器，將送風空氣溫度調節到指定值，通過空氣加濕器將送風溫度調節到指定值，經過上述處理的潔凈空氣經過軸流風機和送風口射流送出，并由布置在坑道另一側土隔梁上引風機與風管回收，經處理后可以送入緊鄰的下一個坑道。經過處理的送風在坑道上部形成空氣幕，實現葬坑文物保存區域與外界隔離。所述表面式換熱器對空氣溫度進行調節的目標值與布置在坑道底部0. 5m深處土壤溫度一致，這樣可以保證送風溫度與葬坑底部土壤環境溫度一致，實現坑道內局部區域的空氣溫度與土壤溫度保持一致，減小由溫度勢引起的土壤與大氣之間的水分遷移，防止遺址文物表面泛堿。本發明的有益效果有1、利用空氣幕，在不影響游人對文物的觀瞻情況下，將文物保存局部區域從大空間中隔離出來，實現文物保存環境調控區域與游人環境調控區域隔離，便于根據各自需要分別控制；2、利用空氣幕可以阻隔外界環境灰塵、污染性氣體以及熱量進入葬坑內文物保存區，減小外界環境及游人對文物的不利影響，理論隔離效率可達90%以上；3、通過本系統的局部隔離方式使得環境調控區域大幅度減少，可減少文物保存環境調控能耗。


圖1是本發明的總體結構示意圖。其中1為組合式空調機箱；2為進風口 ；3為空氣過濾器；4為表面式換熱器；5為制冷機組；6為紫外燈；7為空氣加濕器；8為離心風機；9為條形送風口 ；10空氣幕；11引風機；12風管。
具體實施例方式結合附圖1對本發明的技術方案作進一步的描述，該系統包括兩個主要部分，即布置在空調機箱內的空氣處理部分和空氣幕部分。具體連接方式如下用于處理空氣的空氣過濾器、表面式換熱器、紫外燈、空氣加濕器都集成安裝在組合式空調箱內，其中表面式換熱器與熱泵室外機組相連。空氣幕系統由布置在組合式空調機箱內的離心風機送風口以及布置坑道另外一側土梁上的軸流風機及風管。系統運行時，大空間遺址博物館室內空氣通過進風口 2送入空調機箱1內，流經過濾器3的中效和高效兩級凈化后，送入表面式換熱器4，中進行溫度調節(夏季工況為降溫調節，冬季工況為升溫調節)，達到設定的溫度要求，然后經由布置在組合空調機箱1頂部的紫外燈6殺菌，經過布置在組合式空調機箱頂部的空氣加濕器7加濕后達到設定的濕度，然后經由離心風機8與從送風口以5 10°仰角射流送出，形成空氣幕，再經由因安裝在在坑道另外一側土梁上的引風機11與風道12進一步加強風幕的隔離效果，對于有多個平行坑道存在的應用場合，風道12可以直接與下一個緊鄰坑道的系統連接。經過對比現有技術文獻的檢索發現，沒有利用空氣幕隔離保護坑式結構遺址文物的相關專利與報道。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的方法及技術內容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，仍屬于本發明技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種坑式結構遺址文物隔離式保存的局部環境調控系統，其特征在于包括組合式空調機箱(1)、進風口 ( 、空氣過濾器(3)、表面式換熱器(4)、制冷機組(5)、紫外燈(6)、 空氣加濕器(7)、離心風機(8)、條形縫送風口(9)、空氣幕(10)、引風機(11)和風管(12)； 其中進風口 O)、空氣過濾器(3)、表面式換熱器G)、制冷機組(5)、紫外燈(6)、加濕器 (7)、離心風機(8)都布置在組合式空調機箱內，統稱空氣處理系統，該組合式空調機箱(1) 安裝在遺址坑道一側的土梁上，而引風機(11)則安裝在遺址坑道另一側的土梁上并與風管(12)相連。
2.如權利要求1所述的一種坑式結構遺址文物隔離式保存的局部環境調控系統，其特征在于組合式空調機箱(1)安裝在遺址坑道一側的土梁上，引風機(11)安裝在遺址坑道另一側的土梁上并與風管(12)相連；所述進風口(2)安裝在組合空調機箱(1)的進口截面上，為格柵式可調進風口 ；所述空氣過濾器(3)由中效袋式空氣過濾器和高效活性炭纖維過濾器，布置在進風口( 之后。
3.如權利要求1所述的一種坑式結構遺址文物隔離式保存的局部環境調控系統，其特征在于所述表面式換熱器(4)為翅片管換熱器，與安裝在室外的制冷機組( 連接。
4.如權利要求1所述的一種坑式結構遺址文物隔離式保存的局部環境調控系統，其特征在于所述紫外燈(6)布置在組合式空調機箱(1)頂部。
5.如權利要求1所述的一種坑式結構遺址文物隔離式保存的局部環境調控系統，其特征在于所述空氣加濕器(7)布置在空調機箱(1)頂部，通過水管與自來水系統連接。
6.如權利要求1所述的一種坑式結構遺址文物隔離式保存的局部環境調控系統，其特征在于所述制冷機組( 布安裝在室外，與表面式換熱器(4)連接。
7.如權利要求1所述的一種坑式結構遺址文物隔離式保存的局部環境調控系統，其特征在于所述離心風機(8)安裝固定在靠近空調機箱(1)出口處底部，通過風管與條形縫送風口 (9)連接。
8.如權利要求1所述的一種坑式結構遺址文物隔離式保存的局部環境調控系統，其特征在于所述條形縫送風口(9)開口縫隙寬度為0. lm，與離心風機(8)連接。
9.如權利要求1所述的一種坑式結構遺址文物隔離式保存的局部環境調控系統，其特征在于所述空氣幕(10)的送風風速為0. 5 1. 5m/s，送風仰角為5 10°。
全文摘要
本發明公開了一種坑式結構遺址文物隔離式保存的局部環境調控系統，該系統由布置在組合式空調機箱內的空氣處理系統和空氣幕組成；利用送風氣流所形成的空氣幕，對博物館大空間展示廳進行分區，實現文物保存坑道區域與大空間展示廳的高效隔離，有效阻隔外界污染性物與熱量進入文物保存區；利用空氣過濾器去除空氣中灰塵和顆粒物；利用紫外燈滅殺生物及病菌，利用表面式換熱器和空氣加濕器調節送風參數，為文物保存局部環境提供潔凈，溫濕度可控的送風；該系統提高了葬坑內遺址環境溫濕度參數分布的均勻性，減少環境參數波動所引起的文物表面應力破壞，提高文物保存效果，同時降低環境調控能耗，且不影響文物展示效果。
文檔編號A61L9/20GK102563798SQ20121000911
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月12日 優先權日2012年1月12日
發明者孟祥兆, 王贊社, 羅昔聯, 趙民, 顧兆林 申請人:西安交通大學