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      從一氧化二氫到七氟丙烷,誰是博物館、圖書館的守護神?

      • 分類:行業新聞
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      • 來源:
      • 發布時間:2019-07-29 14:35
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      【概要描述】2018年9月2日,位于里約熱內盧的巴西國家博物館不幸燃起大火,200年來積累的2000余萬件珍貴文物、標本、錄音大部分被付之一炬?;蛟S大家通過2016年里約奧運會就了解到巴西的混亂局勢。如今這個國家在陷入對未來的迷茫時,也遺忘了過往的記憶,不禁讓人扼腕嘆息。悲劇發生的最重要原因就是經費匱乏,場館老化,消防設施嚴重不足,導致火勢一發而不可收拾。這方面我國古人有很多非常慘痛的教訓,因此古代紫禁城就非

      從一氧化二氫到七氟丙烷,誰是博物館、圖書館的守護神?

      【概要描述】2018年9月2日,位于里約熱內盧的巴西國家博物館不幸燃起大火,200年來積累的2000余萬件珍貴文物、標本、錄音大部分被付之一炬?;蛟S大家通過2016年里約奧運會就了解到巴西的混亂局勢。如今這個國家在陷入對未來的迷茫時,也遺忘了過往的記憶,不禁讓人扼腕嘆息。悲劇發生的最重要原因就是經費匱乏,場館老化,消防設施嚴重不足,導致火勢一發而不可收拾。這方面我國古人有很多非常慘痛的教訓,因此古代紫禁城就非

      • 分類:行業新聞
      • 作者:
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      • 發布時間:2019-07-29 14:35
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      2018年9月2日,位于里約熱內盧的巴西國家博物館不幸燃起大火,200年來積累的2000余萬件珍貴文物、標本、錄音大部分被付之一炬?;蛟S大家通過2016年里約奧運會就了解到巴西的混亂局勢。如今這個國家在陷入對未來的迷茫時,也遺忘了過往的記憶,不禁讓人扼腕嘆息。
      從一氧化二氫到七氟丙烷,誰是博物館、圖書館的守護神?
      悲劇發生的最重要原因就是經費匱乏,場館老化,消防設施嚴重不足,導致火勢一發而不可收拾。這方面我國古人有很多非常慘痛的教訓,因此古代紫禁城就非常注重防火,在水系開挖、建筑之間的相互隔離、建筑材料的選擇、消防設施的配備、消防人員的設置方面積累了非常多的經驗,但是以古代的科技水平和人力,要想戰勝火魔顯然還是力有不逮。
      故宮里遍地都有的大水缸,用于存水滅火。
      在一片金碧輝煌的故宮中,作為皇家藏書樓的文淵閣卻采用黑色琉璃瓦頂,因為黑色主水,以水壓火,以保藏書樓的安全。這樣的圖書館防火方式,優點是極具文化內涵和景觀價值,缺點也很明顯,就是完全不靠譜。(圖片來自故宮博物院官網)
      那如何用現代科技為珍貴的文物、書籍保駕護航呢?
      應對火災,最基本的辦法顯然還是澆水?,F代的博物館、圖書館,也包括其他各類大型建筑物內,都設有自動消防噴淋系統,能夠自動感應火勢、啟動噴淋。
      北館一層大廳天花板上密密麻麻的消防噴淋頭
      這種自動噴淋系統的工作原理是噴淋頭中的感溫元件受熱打開,使管道內的水噴灑出來,其關鍵就在于感溫元件上,常用低熔點合金和感溫玻璃球兩種。利用低熔點合金來感溫好理解,玻璃球是如何感溫的呢?
      逸夫館二層中文科技圖書借閱區的消防噴淋系統,噴頭用紅色感溫玻璃球控制。
      原來,玻璃球感溫不是靠玻璃本身的熱脹冷縮,而是依靠玻璃球內充裝的高熱膨脹系數的有機液體來感溫。當溫度升高到一定程度,密封的有機液體對玻璃球施加的應力超過玻璃的強度,玻璃球破裂,即打開噴頭。
      根據公稱動作溫度的不同,感溫玻璃球內的液體被染成不同的顏色。圖書館這種紅色的玻璃球表明其開啟溫度是68℃。
      但是,用水滅火也存在一個問題,就是對于書籍和很多文物來說,噴水無異于二次傷害。不會留下一絲痕跡的氣體滅火劑是更好的選擇。不過氣體比較容易散失,也有可能導致人員窒息、中毒,因此適用于較為封閉的、不對外開放的房間,比如文物庫房和閉架書庫。
      大家以前有沒有在逸夫館一層注意到這個房間呢?
      逸夫館一層密集書庫就是采用氣體滅火的,旁邊有個儲存氣體滅火劑鋼瓶的房間,那具體用的是哪種氣體呢?
      氣瓶間里大概就是這樣的(圖片來源于網絡)
      我回想起以前我經常去母親就職的圖書館,在書庫旁邊也有一個神秘的小隔間,門口的標簽給在中學里剛剛接觸化學的我留下了極其深刻的印象:“七氟丙烷”。
      沒錯,七氟丙烷(以及六氟丙烷)就是一種高效的氣體滅火劑。與其他鹵代烴類化學滅火劑(比如已經停產的“1211”滅火劑——CF2ClBr)相比,七氟丙烷的優勢是完全不會破壞臭氧層。順便說一句,平時說的無氟冰箱,其實不是制冷劑不含氟元素,而是不含氟利昂(二氟二氯甲烷等氟氯代烴),真正破壞臭氧層的是其中的Cl而不是F,對于滅火劑同理,這些含氯、溴的鹵代烴類物質被保護臭氧層的《蒙特利爾公約》所限制。盡管七氟丙烷的溫室效應非常強,可達二氧化碳的3500倍,但是它在大氣中的壽命比較短,不會造成長期的影響,從全球變暖的角度來看也是相對比較環保的。
      七氟丙烷,CF3CHFCF3,商品代號HFC-227ea、FM200(圖片來自百度百科)
      七氟丙烷的滅火機理主要是中斷自由基鏈式反應。從化學反應的角度看,有機物燃燒的過程是各種活潑的自由基與可燃物、氧氣間發生的劇烈的自由基鏈式反應。七氟丙烷熱解產生含氟自由基,能夠捕捉活潑的自由基,中斷自由基鏈式反應,從而起到滅火的作用。此外,七氟丙烷也能以吸熱和稀釋氧氣的物理機制滅火。
      除了化學上的一劍封喉,完全依靠物理上的甕中捉鱉同樣可以滅火,這類氣體滅火劑有二氧化碳和IG541(52%氮、40%氬、8%二氧化碳混合氣體),通過籠罩可燃物、稀釋氧氣來使火焰窒息。
      七氟丙烷的化學抑制作用勝在滅火速度快,滅火劑用量小,然而七氟丙烷熱解會產生一定量的HF,可能對珍貴文物造成腐蝕,也對人有刺激性,還會產生全氟異丁烯等有毒氟代烴,對人員造成傷害。IG541則正好與之相反,無毒無害,但是滅火速度相對慢一些,滅火劑用量大一些,好在IG541足夠便宜。至于二氧化碳,由于高濃度二氧化碳會造成人員窒息,應用范圍比較小。權衡利弊,國家博物館使用的是IG541,以確保珍貴文物萬無一失;我母親工作的某圖書館使用七氟丙烷;至于清華圖書館用的是哪種,目前我還沒有查到相關信息。
      博物館、圖書館的消防安全是一個非常復雜的問題,從建筑的設計到日常的維護,存在很多很多學問,自動滅火系統只是其中一個亡羊補牢的環節。要防患于未然,離不開長期、大量的資金投入和工作人員的悉心維護。
      巴西國家博物館的教訓告訴我們,一座博物館、圖書館的狀況,就是一個國家狀況的真實寫照;一個國家對待自己的博物館、圖書館的態度,就是對待自己的歷史與文化的態度,也是對待自己的未來的態度。希望大家下次走進博物館、圖書館享受文化盛宴時不要忘記這些人類文化的守護神。

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      發布時間:2019-07-29 00:00:00

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