博物馆文物展具与装具设计
可持续发展是人类发展最重要的共同主题。保护环境与节能减排是我国的一项基本国策，是落实科学发展观及建设资源能源节约型、环境友好型社会的重大举措。在博物馆领域，亦应依靠建设节约型、适用型、绿色高效型博物馆来助力可持续发展[1]。全国每年举办的临展众多，在疫情影响下的2020年，全国备案登记的5535家博物馆仍举办了2.9万余个展览[2]。这其中消耗了大量一次性使用的不可回收材料，不仅不利于环境保护和可持续发展，而且与文物直接接触的快消型展具和包装还涉及到文物预防性保护等安全问题。不同于直接干预文物本体的应急性保护，文物预防性保护旨在抑制环境对文物的危害，使文物处于一个“稳定、洁净”的安全环境，达到长久保存文物的目的[3]。预防性保护最早提出于1930年罗马国际文物保护会议，当时主要着眼于文物环境控制。如今，这一概念包括但不限于文物保存环境的恒温恒湿、防空气污染，还涉及文物提取技术、包装材料等[4]。相比于近年来被广泛关注且发展迅速的文物预防性保护装备领域，对于展具与装具中的预防性保护问题关注不足。
作为展览中必不可少的辅助品，当前展具设计制作中存在的显著问题是重形式而轻视与文物预防性保护要求的关联。以展块为例，因经费所限，通常是将大芯板、密度板等通过胶粘或钉合，再裱麻布进行装饰。所用板材因在制作过程中使用大量胶粘剂，往往会释放甲醛等有害气体。所用麻布种类繁多而质量参差，且多未经脱酸处理，不适合直接接触文物。当前国内临展众多，撤展时遗留很多订制展具，往往难再使用。每次撤展后产生大量无法降解的垃圾，增加能源、资金消耗的同时，也增加了垃圾排放量，造成更大的环境负担。博物馆领域尚未见到有关资源和材料消耗的统计，但在商业会展领域，有统计显示，作为中国大型会展之一的广交会，每期闭幕后要从展馆清运超过600车次、多达3000余吨的装修垃圾[5]。文物包装存在同样问题。与近年我国文物保护技术快速发展不相适应，文物包装材料技术落后及相关人才短缺已成为我国文物保护界面临的普遍问题，远远满足不了出土文物保存、运输和展览的包装需要[6]。
一
博物馆对文物展具的要求
确保文物安全是博物馆工作的首要任务。展具设计使用首先应确保放置其上的文物的安全。在传统意义上，通常将展具安全性理解为确保文物稳定放置，避免其意外滑落、碰损。这只是文物安全的最基本要求。从文物预防性保护理念看，展具安全性还应包括制作材料及工艺的安全。此外，博物馆还对展具提出如下要求。
1. 良好的展陈环境的适应性和可持续使用
博物馆临展较多，此次展览的订制展具难以适应下次展览的需求。提高展具对不同空间的适应性，需使其尺寸、角度可调，质感和色彩百搭。如此同时增加了展具使用的可持续性，方便其在不断更替的临展中循环使用。
2. 易拆解，降低存储和运输成本
在寸土寸金的城市，扩充空间以存储堆积如山的展具，无疑要投入巨资。及时清理展具成为降低博物馆存储压力的常见方式。占地多而笨重的展具意味着高昂的运输成本。因此，有效降低展具的存储和运输成本，亦即显著降低其重量和存储体积，是有利展具循环使用、减少浪费的重要因素。
3. 制作过程环保，减少污染
制作临展展具，常会在展厅进行。若制作材料和工艺不能避免粉尘散落和释放有害刺鼻气体，进入空调系统的有害物往往在整个展期“缓释”。即便馆舍配置相关防控治理的硬件，不环保的制作过程无疑增加了相应设备的负荷并提高馆舍运营成本。因此，展具制作过程的环保，不但是展厅内小环境和柜内文物存放微环境调控所需，更是为了顾及临展观众的感官体验和健康。
4. 易加工、易维护和低成本
在以往的展具设计制作实践中，笔者曾制作文物订制黄铜展陈支架并撰述相关文章[7]，但该技术因无法标准化和模块化，难以适应临展对展具的要求。限于多数博物馆有限的硬件、资金和人员，展具制作材料要相对易得，加工难度小，对硬件设备和人员技能的要求要低，才可有效降低成本和便于实现。
5. 弱化形式追求
形式美作为艺术追求无可厚非。但对于文物展具产品设计，形式应追随功能，而非相反。展具设计首先要考虑展品安全，安全红线之内注重使用功能，如便于观看、便于烘托文物，最后兼顾形式美。以木材使用为例，其质感优良而为设计师青睐。而从文物保护要求，木材应限制使用。首先要避免其因温湿度变化而形变、开裂，危及文物；另外，合用木材还要封护，防止木材内可能含有的有害物侵蚀文物。质地坚硬、密度高的木材如花梨木等较合用，还需以微晶石蜡或丙烯酸酯类封护。这使得木材展具的制作及后期处理成本高昂，不宜大量使用。如非必须，可用更具安全性且成本更可控的材料替代。
二
博物馆展具的
设计制作和使用案例
综合前文理念，展具制作材料要求安全性好、环保、轻量、易得、易加工且成本可控，无酸瓦楞纸作为当今被国际博物馆领域广泛认可的、符合文物预防性保护要求的材料，是较理想的临展展具成形材料。当前，无酸瓦楞纸的常见用途是制作无酸囊匣，通常的成形工艺是采用符合文物预防性保护要求的无酸超白胶将若干无酸瓦楞纸部件粘接成稳定的整体结构。为了提高展具的易拆解、易维护性，以便实现可持续使用和便于存储运输的目的，需要尽量避免粘接、钉合等不可逆的结构连接方式，代之以插接的安装组合方式，实现展具的反复拆解和组装，再配合部件的模块化和标准化设计，实现展具的高扩展性和强适应性。
案例一：可调节角度的无酸纸插接支架
北京大学赛克勒考古与艺术博物馆近年来连续举办了唐纳德·斯通教授捐赠版画展，出现如下问题：版画展柜内光源角度不可调，画框玻璃上易形成炫光；前排画作倾角不合理而遮挡后排，影响观展体验。为解决这些问题，设计制作了角度、大小可调的无酸纸插接支架，代替常见的固定角度斜坡木展台。这种可调节角度的插接支架由3毫米厚度无酸瓦楞纸（B楞）插接成形，坡面在30°、35°、40°、45°、50°、60°可调（图1）。坡面设有专用标准化卡扣，以便连接其它扩展部件。部件2、3与1装配后，可支撑4所示细高画作；部件3、5与1装配后可支撑6所示方形画作。还可将7、8所示拓片装裱模块与1装配，以便拓片以可调角度展示。9所示铜镜及木展托，也可搭配此支架。未来展览需设计制作的其它展具，只要背面配置标准化专用卡扣，都可与此可调角度支架搭配，使同一支架能适应多变展品和展陈环境的需求。
图1 可调角度支架及其使用场景
这种可调角度支架隐蔽性佳，支架结构被画作遮挡，最大程度减少了对观众的干扰，画作的展陈效果良好。在结构设计上，各个部件皆采用扁平化设计（图2），折弯后互相插接，组装成立体支架。展览结束后，又可将其全部部件无损拆解为扁平化，轻量且节约空间，便于管理的同时，极大地降低了存储和运输成本。相比于传统的胶合或钉合式整体展具，此展具拆解性良好，可反复拆解和组装。因采用模块化部件和标准化的连接结构，各部件之间便于任意组合和扩展，部分部件污损后，也更易维护，只替换局部，而不必报废整个展具。展具设计师在做好结构设计后，将模板交给作为一般技术人员的施工者，其在不进行复杂的创造性脑力劳动的前提下即可完成标准化、模块化的展具部件制作。降低人才依赖的同时，保证生产效率和产品质量。
图2 可调角度支架的各部件结构
案例二：使用无酸纸插接成形的展陈空间搭建系统
“吉金耀河东—山西青铜文明特展”为赛克勒考古与艺术博物馆举办的大型临展，展览准备时无展品精确尺寸、重量等信息，无法确定陶范等薄态展品适宜的展陈角度。文物运抵馆内，布展时间短，个性化展示无法实现。这就要求预先设计制作角度多样、挡板高度可变、有足够支撑强度的斜坡展块，以备布展不时之需，确保文物安全的同时，改善展览效果。当前常见的斜坡展块多用亚克力和木材制作，角度及挡板位置不可调，为整体式结构。密度板等木材制作的展块还有甲醛等有害物释放的问题，不符合文物预防性保护要求。使用3毫米厚无酸瓦楞纸（B楞）插接成形的斜坡展块（图3），可以提供30°、45°和60°坡面。两种展块的各坡面均设置高度可调的挡板，以确保坡面上倾斜摆放的展品不滑落。经抗压试验，在60%使用环境湿度下，挡板至少可承受10千克静压力24小时不损坏。展块部件采用标准化和模块化设计，两种展块间的大多部件可通用，仅将其中部件1和2，5和6替换，便可将45°展块转化为30°兼60°展块（图3）。
图3 不同角度的斜坡展块及其插接结构
如果临展需要坡面更改颜色或坡面污损，只将部分部件拆解替换即可，不需重新制作整个展块。展块的伸缩挡板拆除后，可替换为插接连接件，使展块从不同取向互相插接，实现展块尺寸、形状的扩展和变化。使用若干45°坡块互相插接，可以得到多种使用场景的展块（图4）。
图4 斜坡展块的多种使用场景
挡板也可根据临展需要，调节为单层、双层或无挡板。该斜坡展块采用标准化和模块式设计，为单体组合式结构，可将若干单体组装，成为造型和尺寸多变的展具，可以但不限于为陶范、书籍等薄态展品提供多种斜度的稳定承托以便展示。此临展还使用了方形展块，使用上述同样纸张插接成形，可搭建出多层展台和多变的空间层次（图5）。
图5 可拆解方形展台的使用场景
相比于当前常用的密度板裱布展块，这种无酸纸插接展块的环保指标和预防性保护的安全性指标，都明显改善。材料消耗和垃圾产出较之传统的木质展块显著减少。经抗压试验，展块顶面可承受至少50公斤静压力（24小时试验周期，60%环境湿度）。这种无酸纸插接展块可使用专业软件设计，以切割机加工，也可仅凭笔、尺设计，再用壁纸刀配合胶垫裁切部件，设计制作成本低、成形迅速、生产及组装过程无粉尘、无气味、无噪音，符合严苛的环保标准。需手工批量制作时，只要一般技术人员拿到设计模板描线复制即可。临展结束，暂不使用的斜坡展块可无损拆解并恢复扁平化造型，按照各标准化单体部件进行分类叠放，极大缩减了存储空间（图6），同时也降低了运输成本。
图6 拆解后的展具扁平化部件的叠放
另外需要注意的是，展具制作材料的安全性是相对的，需知其适用范围。无酸纸接触青铜器、纸张是安全的，但不适合接触丝织品。无酸纸生产过程中加入缓冲剂，使其呈弱碱性，避免纸张快速酸化。含有蛋白质的丝织品对碱性材料敏感，如将丝织品直接与无酸纸制成的展具接触，反受侵蚀。在使用上述无酸纸插接成形的展具展陈丝织品等有机文物时候，可用中性纸张作衬垫，与无酸纸隔离即可。
三
博物馆装具设计中的
预防性保护与环保
这里所述装具指文物内包装，主要为了文物防尘、便于在馆内安全搬运以及叠放并节省空间，与耐冲撞和环境变化的外包装（运输包装）功能不同。文物装具制作材料的安全性已被广泛关注，当前被广泛推荐的是无酸瓦楞纸。除了选材安全，成形工艺也需重视，使用胶糊工艺时，应使用符合文物预防性保护要求的无酸超白胶。有些包装要求在较长使用周期或经常性的周转运输后，仍保持结构稳定并避免脱胶，应重视插接成形工艺的使用。除了材料、工艺与结构的安全性要求，博物馆日常使用过程还有其它诸多需求。
（一）确保脆弱文物的安全提取
以常见的天地盖式纸盒为例，其顶面开口，难以将文物拖底取出，提拉局部不符合文物提取操作规范。尤其对于高校博物馆，作为教学标本的文物，日常观摩、研究和提取频率高，对文物包装需求更高，这就要求设计时考虑到文物包装结构对使用者行为的引导和限制，降低文物安全事故发生几率，防止不当包装结构给文物安全造成隐患。解决办法是可将包装设计为顶面和侧壁均开口，脆弱文物可被操作者双手托底取出或置入，高贴合度的缓冲泡棉模块的置入也比传统天地盖纸盒更容易（图7）。如，北京大学塞克勒考古与艺术博物馆藏叔虞鼎的装具及其包装方法为可完全展开的结构（图8：1-4），使这件危脆文物在高频的日常教学使用过程中，不需在包装上移位便可被清晰观摩，只在展览时，才需将其脱离包装，移入展柜。在保证使用效果的前提下，减少文物从包装中搬离的次数，减少文物观摩和使用人员对文物的不当接触。
图7 便于安全提取和存放文物的包装
（二）降低存储压力
传统的胶糊纸盒虽稳定，但成形后占用大量存储空间。如前文所言，博物馆必须考虑存储成本。胶糊纸盒和使用自锁结构的传统纸 盒[8]，成形后无法完好无损地拆解回平面结构，即便包装暂时不用，也要耗费较多的存储空间。因此，可反复拆解组装的纸盒，可显著降低库房存储压力。如，包装盒采用两张长条幅面纸张，通过可拆解卡扣插接成可两侧开口的结构，不使用时可无损拆解为扁平化造型，再次使用时可重新组装（图8：5-6）。叔虞鼎包装采用一张长条幅面纸板和两张方形小幅面纸板及若干长条插舌插接而成，不使用时可拆解为若干扁平化造型，便于存储。上述两类包装，因其易拆解性，而使其同时具备了易维护性，一旦包装的任何部位破损，只将相应模块替换即可，而不需要重新制作整个包装。
图8 插接结构的文物包装
（三）环保与减少材料浪费
常见纸盒制作过程中需裁掉大量边角料，仅制作市面常见的尺寸30厘米长宽、27厘米高的“天地盖式”包装盒体，就要消耗掉一张长130厘米、宽85厘米的无酸瓦楞纸，纸板四角成为幅面不小的废料（图9：1）。每张纸板有部分面积未发挥任何社会效益就要被回炉重造，这其中包含着木材砍伐、人力物力、运输、燃油消耗和碳排放，制作的装具越多，浪费越触目惊心。需要有效技术对它们“因材施用”，做到“天生之才必有用”。上述两种插接类型的纸盒，可将细长幅面纸板废料合理利用（图8）。采用新型的结构设计，可将更小幅面的边角料有效利用（图9：2-6）。只需切出若干唯一结构的单元（图9：2），便可插接成不限于图中所示的尺寸及造型变化多样的纸盒，还可根据实际所需，以任意方式和位置设置盒盖开启位置，甚至可插接成L形、十字形等异形纸盒。这种结构设计不但减少材料浪费，还解决了市面上购得的纸板幅面对纸盒大小的限制，可用有限幅面的纸张，插接更大的装具。
图9 节省纸张的插接成形纸盒
将上述几种插接成形文物装具的平面版型结构及泡棉结构三视图（图10）绘于无酸瓦楞纸板，再用壁纸刀裁切得到诸部件（如有条件也可使用专业机器，效率和精确度更高），进而完全依靠插接，不使用任何粘接剂，便可制成无酸瓦楞纸的文物装具。所得装具的耐久性好、符合严格的环保标准、机械稳定性好，包装不使用时，可以将这些部件以扁平化的部件进行存放，节省存储和运输成本。
图10 几种插接成形纸盒的平面版型结构及泡棉结构三视图
（四）模块化设计以及与运输业务的衔接
文物外展运输时，需给包装盒内的文物配置可提供全面缓冲的泡棉，防止文物晃动，确保安全。常规包装盒因开启方式单一，给文物提供全面缓冲的高贴合度泡棉块难以从包装中顺利取出，因此，通常需要在泡棉层和文物之间留出较大余量，再填充衬垫材料（常见的如棉垫、碎泡沫块）以固定文物。还有一些不规范的做法是使用大量的安全性不明的材料甚至卫生纸缠绕文物以防震。这些做法易使脆弱文物损坏。前文所述铜壶包装使用模块化的全面缓冲结构（图7），与文物贴合度较高，泡棉块材料为物理发泡，符合文物预防性保护要求。由于缓冲模块配合顶、侧三面开口的包装盒使用，缓冲模块可顺利实现逐块置入和取出而不会粗暴地摩擦和挤压文物。即便是质地危脆的文物，也不会在包装和拆装过程中意外损坏。盖上盒盖后，各缓冲模块被限位，不会脱落，保证文物在运输中的稳定。各缓冲模块上标记了层位记号及相对位置记号，确保后续使用时不会摆错位置。
四
展具与装具的功能集成化
展具与装具集成化设计的理念是“让文物更安全且让未来的一系列工作更容易”。具有良好易拆解性且可恢复扁平化的展具，所需保存空间较小，可将其作为展陈模块与文物一同存入包装，便于管理，再次展出时便于一系列工作的快速开展和衔接。同时，可降低多次反复制作展具过程中多次测量和接触文物带来的意外损坏几率，也更容易保证展具选材符合文物预防性保护需求。另外，减少一次性快消展具的用量，降低了展览制作成本，减少资源和资金的浪费。
图11 展陈支架集成于装具
前文铜镜展托及可调角度支架拆解为扁平化造型后可集成于文物包装中（图11）。再如小型立体拓片使用免胶粘的装裱方法，制成拓片装裱模块（图12:1），其背面设置标准化卡扣，能与可调角度支架搭配使用（图1：7、8），还可将其与简易支架模块搭配使用，以特定角度展陈（图12：4）。撤展时，拆解简易支架，即可将拓片装裱模块、支架模块拆解为扁平化（图12：2-5），拓片装裱模块与简易支架模块一同存入无酸包装（图12：6-8）。
图12 拓片的装裱、展陈与收纳系统
而前文铜壶的模块化缓冲如果倒序叠放，即为文物日常维护和检修保养支架，文物可安全而稳定地倒置其上，方便文保修复人员对其进行后续的再次保护处理（图13）。文物装具不单要满足文物的存放功能，设计制作时还要考虑与博物馆其它环节的业务衔接和协作，使装具有多样化功能，最大限度顾及文物在各个工作环节的安全。
图13 集成了文物检修支架的文物内包装
五
困境与对策
博物馆的节能环保与预防性保护是一项系统工程，体现在展览展示、藏品管理等诸多方面。由于博物馆工作需多方协作，其中还有很多需要磨合之处。博物馆的文物管理和保护人员按上述设想与思路做好相应工作后，势必还涉及与运输、保险、展陈公司的配合与协作。例如文物外展，需要专业运输公司提供协作服务，而运输公司人员通常自己提供一次性的运输包装，如果使用馆方预先准备好的包装，一运输途中出现文物损坏，就容易出现责任划分不清的纠纷。如果每次重新制作文物包装，对文物的接触几率越多，意外损坏的可能性越大，同时也不可避免出现前文所述诸如材料安全、环保压力、资源和资金浪费等一系列问题。如何解决这些现实问题，还需依靠国家和相关行业出台更多更完善的标准与细则，使参与博物馆各项工作的服务行业在减少对环境的污染与破坏、确保材料与工艺符合文物预防性保护要求的前提下实现与博物馆的无缝对接。
附记：文中所述展具、装具均已申请中华人民共和国专利。其中，“一种免胶粘插接式文物无酸包装盒”于2018年10月12日授权，专利号ZL 2018 2 0333235.6；“一种装裱结构”于2021年5月11日获得授权，专利号ZL 2020 2 1213851.1；“一种环保插接纸板包装盒”于2021年3月16日获得授权，专利号ZL 2020 2 1232207.9；“一种展陈支架”于2021年3月16日获得授权，专利号ZL 2020 2 1233722.9；“一种可完全开放的插接式环保包装盒”于2021年3月16日获得授权，专利号ZL 2020 2 0887809.1；“一种纸板插接环保包装盒”于2021年3月16日授权，专利号ZL 2020 2 0887812.3。
注释（略）
原标题：基于环保与预防性保护理念的博物馆文物展具与装具设计
作者：刘彦琪 曹宏 王伟华 路菁 商晨雯
作者单位：北京大学考古文博学院
文章来源：博物馆管理. 2021,(04)，详细内容请阅读原文
微信来源：文物卫士
图文版权归原作者或机构所有。如需转载，请注明作者与来源
文章已于2022-03-15修改
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