潮湿升温抵消了博物馆建筑季节性气候控制中温度灵活性带来的收益

《BUILDING AND ENVIRONMENT》：Humid warming offsets temperature-flexibility gains in seasonal climate control for museum buildings

　　• 全面季节性控制显示出空气处理负荷增长最快。• 温度灵活性在很大程度上保留了其节能优势。• 湿度控制及其与温度的相互作用驱动了优势的侵蚀。• 水分是沿海博物馆气候贡献的主导因素。• 气候控制负担与重大参观活动和藏品管理重叠。## 引言气候变化正在重塑维持建筑室内环境稳定所需的能源需求[1]。室外温度和湿度的上升增加了显热和潜热负荷，使得在当前和未来气候条件下，室内环境控制更加耗能[2,3]。一种常见的节能方法是根据季节调整室内温度和相对湿度设定值，而不是全年保持固定不变[4]。然而，持续的增温和增湿可能会以不同的方式影响这两种调整。因此，季节性温度灵活性和季节性湿度控制是否仍能保持相同的节能价值尚不清楚。博物馆为低碳环境控制提供了严格的考验[5,6]，因为它们必须支持公众参观[7]，保护对气候敏感的藏品[8]，并减少运营排放[9]。这些职责使博物馆成为高约束力的公共建筑，其环境质量[10,11,12]、风险管理和能源绩效紧密相互依存[13,14,15]。不断上升的热负荷和水分负荷进一步加剧了这些权衡，并检验了在气候压力下节能控制策略是否仍然稳健[16,17,18]。关于博物馆环境控制的现有研究已确立了平衡访客舒适度、文物保护和能源绩效的必要性[19]。研究考察了访客舒适度和运营需求[20]、微环境稳定性和藏品保护[21,22]，以及供暖、通风和空调（HVAC）优化与动态设定值策略[23,24]。然而，证据仍然主要由个别博物馆或有限的气候环境主导，而季节性温度和湿度方案通常作为捆绑策略进行评估[25,26,27]。在更广泛气候范围内的动态控制研究仍然有限[28]，使得难以确定在持续增温和增湿下能源绩效下降是由温度灵活性本身引起的，还是由其耦合的水分控制要求引起的。这一问题具有直接的运营后果[29]，因为当控制绩效下降时，博物馆可能在平衡藏品保护、访客准入和能源减少方面存在有限的空间[30,31]。跨博物馆网络的大规模、长期证据仍然稀缺[32,33]。为了弥补这一空白，我们开发了一个覆盖中国668座博物馆从2000年到2025年的气候负荷评估框架。该框架量化了将室外空气通过通风和渗入调节至指定室内温度和相对湿度目标所需的显热和潜热负荷，并按博物馆建筑体积进行标准化。通过标准化空气交换和室内控制假设，同时排除博物馆特有的围护结构和暖通空调异质性，该分析隔离了与气候驱动、博物馆体积、与参观相关的通风和控制规则有关的差异。我们评估了三种代表访客舒适度、藏品保护和全面季节性温湿度控制的室内控制路径。然后我们将气候变化驱动的空气处理负荷变化与参观和藏品责任联系起来，并在不同气候区独立地将框架与EnergyPlus进行对标。在三种路径中，全面季节性控制在湿润沿海驱动下显示出最大的节能优势侵蚀。进一步分解表明，季节性温度灵活性仍然有益，而季节性湿度控制及其与温度调整的相互作用占此侵蚀的大部分。## 章节摘要### 博物馆样本与机构数据我们使用中国国家文化遗产管理局提供的国家博物馆名录构建了博物馆样本[34]。我们保留了被官方分类为具有藏品储存和保护职责的文物博物馆，排除了展厅和其他没有文物保护职能的机构。博物馆位置使用百度地图进行地理编码，所得坐标用于提取建筑足迹多边形。### 全面季节性控制显示空气处理负荷上升最快空气处理负荷强度在中国温暖湿润的沿海地带增加最为显著。从2000–2004年到2021–2025年，增幅最大的区域集中在珠江三角洲和长江三角洲，而在相同情景下，内陆地区则显示出较为温和的变化或局部下降（图1）。全面季节性控制在东海岸产生了最广泛的高增长走廊，并在合并的省份—情景分布中具有最高的平均省级Z分数。沿海博物馆### 讨论灵活的室内控制通常被认为能提供持久的节能效果[13,16]，但我们的结果表明，其温度和湿度组成部分对湿润变暖的反应不同。温度灵活性收益的持续性与适应性设定值控制的逻辑一致，而与湿度调节相关的不断增加的负担表明，水分管理在湿润气候中变得越来越受限。在寒冷主导气候中……### 结论在通风和渗入相关空气处理负荷的范围内，湿润变暖改变了博物馆气候控制的平衡，而不仅仅是增加了调节压力。在中国668座博物馆中，全面季节性控制优势的下降主要与湿度控制有关，而季节性温度灵活性保留了其节能价值。水分成为主导的气候贡献因素，主要空间模式和情景……### CRediT作者贡献声明**陈至华：** 写作—审阅与编辑，写作—初稿撰写，项目管理，概念化。**孟庆辉：** 方法论，调查，数据整理。**措姆泽旺：** 写作—初稿撰写，可视化。**王振波：** 写作—审阅与编辑，项目管理。**崔震：** 可视化，概念化。