圖書館藏品保存的環(huán)境管理策略
——溫度和相對濕度的監(jiān)測與調(diào)控

吳 榕

(上海圖書館,上海 200031)

1 溫濕度監(jiān)控的意義

藏品保存環(huán)境指的是圖書館收藏與展示各類藏品的相對封閉空間的總體,主要受到溫濕度、光輻射、污染氣體(包括顆粒物)和有害生物這四類因素的影響。 其中,溫度和濕度是影響藏品的兩個最基本的因素,當(dāng)保存環(huán)境發(fā)生溫濕度異常時,很可能會導(dǎo)致藏品濕脹干縮、加速老化[1]甚至蟲噬霉蝕[2]。

基于預(yù)防性保護(hù)理念,圖書館應(yīng)制定合理的溫濕度標(biāo)準(zhǔn),建立運(yùn)轉(zhuǎn)良好的藏品環(huán)境溫濕度監(jiān)測調(diào)控系統(tǒng),精準(zhǔn)有效地調(diào)節(jié)溫濕度,制造相對適宜藏品的保存環(huán)境,降低有害生物風(fēng)險,延緩藏品的理化性質(zhì)變化和劣化。 有別于滯后的搶救性保護(hù)與修復(fù)手段,有效的溫濕度監(jiān)控可以主動減少藏品蟲霉和機(jī)械損傷風(fēng)險。

監(jiān)測和調(diào)控是兩個相互關(guān)聯(lián)的過程,實(shí)現(xiàn)對保存環(huán)境溫濕度的有效控制,既離不開實(shí)時、連續(xù)的監(jiān)測系統(tǒng),也需要穩(wěn)定、有效的調(diào)控系統(tǒng)。 監(jiān)測是調(diào)控的依據(jù),應(yīng)科學(xué)合理地布點(diǎn),對庫房、展廳、展柜等空間的溫濕度進(jìn)行即時或定期監(jiān)控,提供關(guān)于環(huán)境變化的精準(zhǔn)反饋,據(jù)此研判調(diào)節(jié)控制所需的具體措施;調(diào)控是監(jiān)測的最終目標(biāo),利用監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)反饋,通過主動調(diào)控設(shè)備以及被動調(diào)控材料,將環(huán)境溫濕度調(diào)節(jié)控制至最佳狀態(tài)并保持穩(wěn)定。

2 溫濕度的要求

為確保圖書館各類藏品存放在安全的環(huán)境中,《JGJ38-2015 圖書館建筑設(shè)計規(guī)范》提出了明確的溫度和濕度要求。 根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn),不同類型的藏品保存或使用環(huán)境在不同季節(jié)時的具體溫度和濕度范圍以及波動要求均有明確規(guī)定(表1)。 季節(jié)更替導(dǎo)致的環(huán)境溫濕度趨勢是不可避免的,建議冬夏的溫度設(shè)定有所區(qū)別,但短時間內(nèi)的溫濕度波動幅度仍然需要調(diào)控,每天日波動有限額。

表1 圖書館溫濕度要求

我國地域遼闊,是一個多氣候區(qū)域的國家。 如果外界自然氣候與藏品存放環(huán)境的溫濕度目標(biāo)差距較大,圖書館要達(dá)到目標(biāo)就需要投入更多的資源[3]。此時可以選擇因地制宜,結(jié)合本地實(shí)際氣候狀況和經(jīng)濟(jì)情況,參考藏品已經(jīng)適應(yīng)的穩(wěn)定環(huán)境條件,采用更合理的溫濕度調(diào)控目標(biāo)值,但不能超過藏品安全保存的限值[4]。

3 溫濕度監(jiān)測

準(zhǔn)確、實(shí)時、連續(xù)的溫濕度監(jiān)測和記錄,是開展圖書館典藏環(huán)境溫濕度水平分析研究的基礎(chǔ)。 通過監(jiān)測設(shè)備或自動化監(jiān)測系統(tǒng)提供藏品環(huán)境條件的準(zhǔn)確描述與記錄,以掌握環(huán)境溫濕度的實(shí)際水平并進(jìn)行客觀評估,為選擇安裝溫濕度調(diào)控設(shè)備提供依據(jù)[5]。 通過監(jiān)測也可及早發(fā)現(xiàn)環(huán)境中的問題或異動,評估溫濕度調(diào)控設(shè)備運(yùn)行的效率和效果,及時進(jìn)行應(yīng)對與調(diào)整,確保環(huán)境溫濕度的持續(xù)穩(wěn)定。 通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的科學(xué)統(tǒng)計與分析,可以對所監(jiān)測環(huán)境的溫濕度狀況進(jìn)行合理、有效的評估,從中探索和研究出潛在的溫濕度變化規(guī)律,為圖書館文獻(xiàn)保存與保護(hù)以及典藏環(huán)境控制等方面的工作提供有益的建議。

3.1 監(jiān)測方案的實(shí)施

建立全面而有效的溫濕度監(jiān)測需要明確的計劃,包括監(jiān)測覆蓋范圍、系統(tǒng)設(shè)備選擇、數(shù)據(jù)定期采集、儀器維護(hù)校準(zhǔn)、人員協(xié)助培訓(xùn)等,同時應(yīng)明確監(jiān)測負(fù)責(zé)人員,確保數(shù)據(jù)存檔有序可回溯。

安裝監(jiān)測設(shè)備時,應(yīng)選擇能準(zhǔn)確反映藏品環(huán)境溫濕度的位置,避開地面、門窗、出風(fēng)口、調(diào)控設(shè)備等外部干擾。 記錄溫濕度監(jiān)測結(jié)果時,應(yīng)標(biāo)出測量地點(diǎn)、時間和測量者,并將數(shù)據(jù)整合到專用平臺。 定期維護(hù)和校準(zhǔn)設(shè)備,保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確和及時。 記錄任何可能影響溫濕度的特殊事件(如設(shè)備故障、建筑破損等),以便解釋或追溯環(huán)境異常。 監(jiān)測設(shè)備可與告警系統(tǒng)聯(lián)動,在溫濕度出現(xiàn)異常時發(fā)出警報,提醒工作人員及時采取措施。

除了依靠監(jiān)測設(shè)備,還應(yīng)對與藏品環(huán)境最緊密相連的展廳或書庫的工作人員進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn),幫助工作人員更早識別出溫濕度異常的跡象,如環(huán)境悶熱、管道滴水、藏品發(fā)霉、墻壁和窗戶滲水、墻面起泡和發(fā)霉等,及時向保護(hù)部門報告,充當(dāng)?shù)谝痪€的哨兵。

3.2 監(jiān)測設(shè)備的選用

溫濕度的監(jiān)測設(shè)備種類繁多,可以大致分為“快照式”和“記錄式”。

“快照式”是指工作人員記錄特定時刻的溫濕度數(shù)據(jù)(如液體溫度計、干濕球濕度計、濕度指示條、毛發(fā)濕度計、電子溫濕度計等),設(shè)備價格相對低廉,但需人工記錄數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)連續(xù)性差。

圖1 -a “快照式”溫濕度表 圖1-b 電子溫濕度計

“記錄式”是指采用連續(xù)記錄方法,捕捉溫濕度水平在一段時間內(nèi)的變化(如雙金屬自記溫度計、自記毛發(fā)溫濕度計、數(shù)字溫濕度記錄儀等),設(shè)備價格較高,但節(jié)省人力,數(shù)據(jù)連續(xù)性好。

在選用溫濕度監(jiān)測設(shè)備時,要兼顧設(shè)備的性能特點(diǎn)、圖書館的監(jiān)測需求、人力和資金壓力等。 這涉及到設(shè)備價格、可采集的數(shù)據(jù)類型、測量的溫濕度范圍與精度、聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)導(dǎo)出的便捷性、設(shè)備使用與維護(hù)過程中所需的人力等。 溫濕度監(jiān)測的人工記錄數(shù)據(jù)階段將逐步被自動化、智能化替代,這是圖書館現(xiàn)代化智慧化發(fā)展的趨勢。

無論監(jiān)測設(shè)備是快照式還是記錄式,記錄數(shù)據(jù)是人工記錄還是自動化傳輸,最終的統(tǒng)計分析、數(shù)據(jù)挖掘、調(diào)控改善等仍必須依靠人工來執(zhí)行。 因此,建立完善的管理制度,調(diào)動館員的積極性和主觀能動性,才能實(shí)現(xiàn)保持保存環(huán)境溫濕度適宜、穩(wěn)定的目的。

3.2.1 快照式設(shè)備的使用

根據(jù)快照式溫濕度監(jiān)測設(shè)備的使用方式可以劃分為兩種:一種是僅依靠快照式設(shè)備,作為主要設(shè)備來進(jìn)行所有的環(huán)境溫濕度監(jiān)測;另一種作為提供實(shí)地、實(shí)時查看功能的輔助手段,是整體監(jiān)測策略的補(bǔ)充。

快照式設(shè)備高度依賴人工,只能測量定時、定點(diǎn)的溫濕度情況,提供環(huán)境的粗略描述,無法測量午夜等可能出現(xiàn)極端溫濕度的時間點(diǎn)。 當(dāng)藏品環(huán)境唯一的溫濕度監(jiān)測手段是快照式設(shè)備時,其管理人員應(yīng)定時按照管理制度做好溫濕度的數(shù)據(jù)記錄,并定期將原始的溫濕度記錄數(shù)據(jù)交給保護(hù)部門或相關(guān)人員,以便進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)處理。 其工作繁雜、任務(wù)量大、統(tǒng)計不方便、效率不高、可視化程度低。

(1)確定負(fù)責(zé)人員。 一般由藏品環(huán)境的管理人員兼任記錄工作。 應(yīng)提前培訓(xùn)相關(guān)人員,使他們能熟練穩(wěn)定得使用溫濕度記錄設(shè)備,保證溫濕度數(shù)據(jù)的系統(tǒng)性、完整性以及準(zhǔn)確性。

(2)確定測定的周期、信息。 建議每天三次測定,記錄日間溫濕度變化較大的點(diǎn):9AM/1PM/4PM。記錄內(nèi)容包括:位置、時間、溫度、相對濕度。

當(dāng)快照式溫濕度監(jiān)測設(shè)備被用作現(xiàn)場實(shí)時查看溫濕度的輔助工具時,應(yīng)放置在顯眼處。 雖然設(shè)備無法記錄積累數(shù)據(jù),但能直接評估該地點(diǎn)的溫濕度狀況。 由于設(shè)備位置的易見性與可及性,工作人員可輕易注意到溫度和濕度的變化,及時發(fā)現(xiàn)異常情況。

3.2.2 記錄式設(shè)備的使用

根據(jù)記錄式溫濕度設(shè)備的類型來區(qū)分:傳統(tǒng)的自記型設(shè)備(如圖2-a 周記儀);現(xiàn)代化的數(shù)字化設(shè)備(如圖2-b 數(shù)字溫濕度記錄儀)。

圖2 -a “記錄式”周記儀圖2-b 數(shù)字溫濕度記錄儀

圖3 折線圖

圖4 箱體圖

圖5 分析表

在監(jiān)測圖書館環(huán)境的溫度和濕度方面,記錄式設(shè)備是比快照式設(shè)備更好的選擇,因?yàn)橛涗浭皆O(shè)備可以在其運(yùn)行時間內(nèi)連續(xù)記錄溫度和濕度數(shù)據(jù),易于采集省時省力,提供更完整準(zhǔn)確的溫濕度環(huán)境數(shù)據(jù)。 部分包括遠(yuǎn)程訪問和實(shí)時警報等功能的數(shù)字記錄儀可以讓異常情況被迅速發(fā)現(xiàn)。

但傳統(tǒng)的自記型設(shè)備仍有不少局限性,以自記型設(shè)備周記儀為例,需要結(jié)合人工巡檢定期采集設(shè)備數(shù)據(jù),在時效上存在一定的滯后性,可能導(dǎo)致識別異常情況的延遲,無法及時有效地調(diào)控環(huán)境溫濕度。在實(shí)際工作中,自記型設(shè)備需要專門的工作人員定期巡查采集、保存數(shù)據(jù)記錄。 具體實(shí)施的收集頻率以設(shè)備的記錄周期為準(zhǔn)(如周記儀為每周收集一次)。

無法遠(yuǎn)程訪問的數(shù)字溫濕度記錄儀依舊需要專門的工作人員定期巡查并導(dǎo)出數(shù)據(jù)。 選用具有定時采集、遠(yuǎn)程訪問、數(shù)據(jù)傳輸功能的數(shù)字溫濕度記錄儀,可以讓工作人員遠(yuǎn)程訪問監(jiān)測即時環(huán)境,及時調(diào)整以達(dá)到遠(yuǎn)程管理的目的;如果還搭載數(shù)據(jù)自動對比和報警功能,可以在環(huán)境溫濕度異常時自動發(fā)送警報信息至相應(yīng)工作人員。 預(yù)算充足時,可以建立全面的自動監(jiān)測系統(tǒng),既保障圖書館藏品的保存安全,又減輕了人工工作量,大大提高圖書館溫濕度防護(hù)的實(shí)時性、安全性和效率。

(1)確定值班制度。 每日安排工作人員輪流監(jiān)控溫濕度監(jiān)測設(shè)備的云端。 以上圖為例,有專門的值班表,每日輪班的保護(hù)組成員需早晚各訪問一次設(shè)備云端,登記溫濕度范圍、波動情況,當(dāng)日晴雨天氣,并在發(fā)現(xiàn)溫濕度異常情況時及時反饋。

(2)每月收集留檔云端上的原始數(shù)據(jù),以待后續(xù)分析處理。

3.3 上海圖書館文獻(xiàn)保存環(huán)境監(jiān)測體系介紹

上海圖書館致力于館藏文獻(xiàn)與藏品的長期保存保護(hù),為確保館藏得到更佳的保存環(huán)境,我們一直在不斷地探索和嘗試更加先進(jìn)的監(jiān)測技術(shù)和手段,以提升圖書館小微環(huán)境溫濕度監(jiān)控能力。 在工作中,我們將重點(diǎn)主要放在書庫環(huán)境和展廳環(huán)境上,通過多套溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)并行的方式,對館內(nèi)藏品環(huán)境進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和評估,幫助圖書館管理人員及時發(fā)現(xiàn)環(huán)境中的問題并采取相應(yīng)的調(diào)整措施,避免藏品受到影響與損害。

目前,上海圖書館使用由多個數(shù)字溫濕度儀組成的溫濕度智能監(jiān)測系統(tǒng),覆蓋了部分展廳以及各類書庫。 在實(shí)際應(yīng)用上,根據(jù)無線通信網(wǎng)絡(luò)類型(WiFi 與LoRa)的使用場景,采用了兩套獨(dú)立的數(shù)字溫濕度系統(tǒng)。 在布置相對空曠的展廳時,上海圖書館使用基于2.4 GHz WiFi 無線信號的溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)。 該系統(tǒng)信號穩(wěn)定,數(shù)據(jù)上傳及時,可隨時隨地多終端訪問云端,并具備超出限值的報警功能。該系統(tǒng)為展期內(nèi)展廳溫濕度的調(diào)節(jié)提供科學(xué)依據(jù),在提供更舒適的參觀環(huán)境的同時,也保證了藏品在最適宜的溫濕度條件下得到展示。 而在布置密集金屬質(zhì)書架、高度密集書籍及厚重墻體的書庫環(huán)境中,上圖采用的是基于LoRa 通信技術(shù)的監(jiān)測系統(tǒng)。 Lo-Ra 通信技術(shù)具有低功耗、遠(yuǎn)距離、高容量、高抗干擾等特點(diǎn),避免了數(shù)據(jù)丟失、傳輸遲滯、終端失聯(lián)等問題,確保信號傳輸?shù)目煽啃?、?zhǔn)確性和完整性,滿足書庫對溫濕度實(shí)時監(jiān)測的需求[6]。

此外,在東館展廳,還額外采用了智能自動監(jiān)測調(diào)濕展柜,該展柜能夠更加智能地對展柜微環(huán)境變化做出反應(yīng)并自動調(diào)節(jié),同時也能夠?qū)崟r監(jiān)測并記錄溫濕度數(shù)據(jù),并自動上傳至數(shù)據(jù)管理平臺,方便管理員隨時查看數(shù)據(jù),及時發(fā)現(xiàn)并解決潛在的問題。

除了現(xiàn)代化的數(shù)字監(jiān)測設(shè)備,上海圖書館也保留了傳統(tǒng)的溫濕度監(jiān)測設(shè)備作為輔助手段來完善補(bǔ)充。 書庫內(nèi)繼續(xù)沿用傳統(tǒng)的周記儀,每周保護(hù)組專員采集記錄紙;書庫顯眼處放置指針式溫濕度儀,供書庫工作人員實(shí)時查看環(huán)境情況。

不同類型設(shè)備的組合應(yīng)用,確保了能夠及時發(fā)現(xiàn)不適宜的溫濕度情況,并迅速采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣碚{(diào)節(jié)和改善藏品環(huán)境,避免不良保存環(huán)境造成的損失持續(xù)擴(kuò)大。 發(fā)現(xiàn)溫濕度異常情況后,保護(hù)組及時進(jìn)行應(yīng)對,必要時會前往現(xiàn)場實(shí)地探查,因地因時制宜,根據(jù)不同情況擬定切實(shí)可行的調(diào)控對策。 記錄并留檔出現(xiàn)異常情況的時間地點(diǎn)、發(fā)生原因、應(yīng)對措施等信息,用以跟蹤評估應(yīng)對措施的調(diào)控效果,并整理成報告后傳達(dá)給管理層。

3.4 監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)分析是溫濕度監(jiān)測的核心環(huán)節(jié)。 溫濕度監(jiān)測的目的不僅是為了記錄數(shù)據(jù),更重要的是通過對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析,了解藏品環(huán)境狀況和變化趨勢,找出藏品環(huán)境存在的問題和隱患,提出改進(jìn)措施。 因此,溫濕度監(jiān)測工作應(yīng)該有專人或?qū)ｉT部門負(fù)責(zé),定期收集、整理、分析和報告。

通過將數(shù)據(jù)導(dǎo)成電子數(shù)據(jù)并創(chuàng)建可視化圖表,識別分析溫濕度的范圍、波動、趨勢,從而更清楚地了解藏品環(huán)境的現(xiàn)狀和變化趨勢,評估現(xiàn)有藏品環(huán)境的溫濕度水平是否符合標(biāo)準(zhǔn),是否存在超出限值或突變的現(xiàn)象,為藏品環(huán)境的調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)。 同時,分析數(shù)據(jù)還可用于評估現(xiàn)有調(diào)控措施的有效性。通過比較措施前后的溫濕度水平,梳理其中的短板或漏洞,確保調(diào)控措施能夠隨著時間的推移不斷完善,及時改進(jìn)調(diào)控方向,形成更高效的監(jiān)測與調(diào)控系統(tǒng)。

此外,分析溫濕度的長期數(shù)據(jù)、比對數(shù)據(jù)變化的趨勢走向,還能預(yù)測未來的溫濕度變化趨勢,確定在各個藏品環(huán)境溫濕度的季節(jié)周期與隱患,提前做好準(zhǔn)備工作。 可以據(jù)此預(yù)測每年異常溫濕度的頻發(fā)時段,有助于提高蟲霉檢查效率、有效調(diào)整溫濕度調(diào)控力度,降低藏品蟲霉風(fēng)險。

3.4.1 數(shù)據(jù)的導(dǎo)入與備份

溫濕度監(jiān)測產(chǎn)生的數(shù)據(jù)通常是以數(shù)字或圖形的形式記錄在不同的設(shè)備或載體上,如手工記錄簿、自記設(shè)備記錄紙、電子表格等。 為了方便后續(xù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析和報告,需要將這些原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入電子數(shù)據(jù)庫中,并及時進(jìn)行備份和保存,以防數(shù)據(jù)丟失或損壞[7]。 可以使用Excel、Origin 等軟件作為電子數(shù)據(jù)庫。

導(dǎo)入數(shù)據(jù)時,應(yīng)該先對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查和整理,確保數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性和一致性。 同時也應(yīng)整理原始數(shù)據(jù)記錄作為備份,并妥善歸檔。

3.4.2 數(shù)據(jù)的可視化

數(shù)據(jù)可視化是指將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖形或表格等形式來展示和傳達(dá)信息的方法,可以直觀地顯示出溫濕度的趨勢、波峰波谷、波動頻率等特征信息。 數(shù)據(jù)可視化的軟件有很多,例如origin、MATLAB、SciDAVis等。 在藏品環(huán)境監(jiān)測中,常用的數(shù)據(jù)可視化形式有折線圖、箱體圖和分析表三種,它們分別可以反映溫濕度數(shù)據(jù)的變化趨勢、分布特征和統(tǒng)計量,為藏品環(huán)境的評估和優(yōu)化提供依據(jù)。 下列三種圖表為使用SciDAVis 軟件制作的樣例,用于展示數(shù)據(jù)可視化的應(yīng)用。

(1)折線圖

折線圖是一種用折線連接各個數(shù)據(jù)點(diǎn)來表示數(shù)據(jù)隨時間變化趨勢和波動情況的圖形。

折線圖可以按照不同的時間尺度(如日、月、季、年)來繪制,以反映變化規(guī)律。 通過折線圖,可以直觀地看出溫濕度水平是否穩(wěn)定,是否超出正常范圍或出現(xiàn)異常值,是否有明顯的升降趨勢或周期性波動。

(2)箱體圖

箱體圖是一種用矩形框和線段表示數(shù)據(jù)分布情況和離散程度的圖形,可以反映藏品環(huán)境溫濕度的分布特征。

箱體圖由五條線組成:最下線表示下線,最上線表示上限,中間線表示中位數(shù),中間矩形框下邊緣Q1 表示下四分位數(shù),中間矩形框上邊緣Q3 表示上四分位數(shù)。 通過箱體圖,可以直觀地看出溫濕度水平的分布特征,確定溫濕度情況異常時間占比和偏態(tài)尾重情況。

(3)分析表

分析表是一種用表格列出數(shù)據(jù)的各項統(tǒng)計量的方式,能夠直接給出數(shù)據(jù)的平均值、極值、標(biāo)準(zhǔn)差等統(tǒng)計評價指標(biāo)。

與已有的溫濕度目標(biāo)進(jìn)行對比,可以判斷藏品環(huán)境是否達(dá)標(biāo)。

3.4.3 數(shù)據(jù)的分析

綜合分析圖表并比排數(shù)據(jù),可以直觀地了解藏品環(huán)境,確定溫濕度的趨勢和異常情況,了解溫濕度的變化和規(guī)律,讓調(diào)控措施事半功倍。

找出所有溫度或濕度水平超出規(guī)定范圍的藏品環(huán)境,或與其他同類型環(huán)境相比出現(xiàn)了更極端的數(shù)值或更劇烈的波動的藏品環(huán)境。 調(diào)查原因,確定是否需要采取改進(jìn)糾正的調(diào)控措施,提出合理建議并實(shí)施。 此外,認(rèn)識并掌握圖書館的溫濕度的季度變化規(guī)律,可以提早預(yù)測異常溫濕度的爆發(fā)時間。

根據(jù)藏品環(huán)境的溫濕度水平的分析評估結(jié)果,可以確定有哪些地方存在異常情況。 為了有效地跟蹤和管理這些區(qū)域,建議建立內(nèi)部表格,列出所有藏品環(huán)境,并用熒光色標(biāo)注需要特別關(guān)注的地點(diǎn)。 表格中還應(yīng)該包括監(jiān)測設(shè)備和調(diào)控設(shè)備的設(shè)置情況,以便及時調(diào)整和優(yōu)化藏品環(huán)境。

3.4.4 定期報告

建議統(tǒng)計并編制每季度的溫濕度報告并分享給相關(guān)管理人員。 報告應(yīng)包括溫濕度圖表、分析結(jié)果和改進(jìn)建議,以便管理人員能夠了解藏品環(huán)境的實(shí)際情況,評估溫濕度調(diào)控措施的有效性和局限性,并確定是否需要進(jìn)行設(shè)備升級或其他改進(jìn)。 同時,長期連續(xù)完整的監(jiān)測報告還能反映溫濕度的季節(jié)周期,預(yù)警提示工作人員,防止季節(jié)性極端天氣對藏品環(huán)境造成影響。 所有的監(jiān)測結(jié)果和分析報告都應(yīng)該作為原始資料進(jìn)行歸檔,以便未來進(jìn)行追溯或參考。

以上海圖書館保護(hù)組為例,每年出具四份季度報告與一份年度報告。 季度報告是本季度的情況總結(jié),并根據(jù)季末的溫濕度水平提供調(diào)控設(shè)備維護(hù)的建議;年度報告是對本年度藏品環(huán)境的詳細(xì)分析,并根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備的有效性或局限性提出改進(jìn)建議,為下一年度的工作提供支持。

4 溫濕度調(diào)控

在上海圖書館2022 年初投放的調(diào)查問卷中,調(diào)研了全國各級公共圖書館、專業(yè)圖書館在典藏環(huán)境中使用溫濕度調(diào)節(jié)設(shè)備和材料的情況,最終共回收有效答卷117 份,經(jīng)整理后得到表2。 根據(jù)表格數(shù)據(jù),大多圖書館缺乏溫濕度調(diào)控手段,與此同時有能力調(diào)控溫濕度的圖書館大多會使用多種調(diào)控材料/設(shè)備。 其中最常應(yīng)用的設(shè)備為中央空調(diào)(41.03%)和恒溫恒濕機(jī)組(40. 17%),單體除濕機(jī)、空調(diào)、被動調(diào)濕材料的使用率次之。 選擇“其他”項的問卷主要采取無人工干預(yù)的自然通風(fēng)方式。

表2 典藏環(huán)境使用的溫濕度調(diào)控設(shè)備/材料

圖書館保存環(huán)境的溫濕度調(diào)控是一項復(fù)雜的實(shí)踐性工作。 通常,溫濕度調(diào)控會綜合運(yùn)用密閉、通風(fēng)、降溫、增溫、降濕和增濕相結(jié)合的方法[8]。

如果藏品環(huán)境溫濕度異常且調(diào)控設(shè)備缺位,可以考慮安裝溫濕度調(diào)控設(shè)備。 選擇設(shè)備時,需注意設(shè)備的額定功率是否與待調(diào)節(jié)的空間大小相匹配,避免出現(xiàn)難以滿足需求或資源浪費(fèi)的情況。 如果調(diào)控設(shè)備已經(jīng)到位,但依舊無法達(dá)到預(yù)期效果,可檢查設(shè)備是否出現(xiàn)故障或設(shè)置不當(dāng),及時維護(hù)調(diào)整。 如果問題仍未解決,通常是因?yàn)槊荛]性不佳導(dǎo)致設(shè)備調(diào)節(jié)效果不理想。

4.1 密閉

溫濕度控制環(huán)節(jié)中的密閉是隔溫性(冷熱交換)、氣密性(空氣流通)、防水性(防水防潮)這三者的結(jié)合。 良好的密閉性可以減少外部惡劣的溫濕度對內(nèi)部的影響,保障藏品環(huán)境的溫濕度水平能在適宜條件下維持穩(wěn)定。 同時,良好的密閉性還能降低調(diào)控設(shè)備的能耗、減少因設(shè)備運(yùn)行時引起的溫濕度波動。

隔熱性差的藏品環(huán)境容易流失熱量和冷量,圍護(hù)結(jié)構(gòu)也容易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象,為了實(shí)現(xiàn)溫度控制,調(diào)溫設(shè)備必須長時間運(yùn)行。 同樣,糟糕的氣密性與防水性都會允許室外的空氣與水分通過圖書館的縫隙和漏點(diǎn)(如新風(fēng)系統(tǒng)和圍護(hù)結(jié)構(gòu))滲透進(jìn)藏品環(huán)境中,直接造成溫濕度的異常。 改善密閉性可以通過這些方法實(shí)現(xiàn):

(1)采取適當(dāng)?shù)拈T窗密封措施,盡量保持關(guān)閉狀態(tài)減少自然通風(fēng)。 減少門窗數(shù)量面積并安裝密封條,升級窗戶層數(shù);入口處安裝空氣簾;設(shè)立緩沖區(qū),采用環(huán)廊的建筑形式[9]。

(2)定期檢查建筑中是否有縫隙孔洞(如管道穿刺、墻體開裂、地板起翹)等各類結(jié)構(gòu)性缺陷,并及時封閉,有助于防止外部空氣的滲入導(dǎo)致的溫濕度波動[10]。 檢查維護(hù)圖書館的給排水系統(tǒng)管道,包括屋頂、排水溝和下水口等,解決積水或管道破損問題,防止水流入或滲入藏品環(huán)境中。

(3)為墻體、屋頂和地板等圍護(hù)結(jié)構(gòu)中添加防水/隔熱材料,減少圖書館內(nèi)外環(huán)境里水氣/熱量的交換。 重點(diǎn)檢查墻體屋頂是否存在滲漏跡象(如墻體洇水,墻皮起泡、發(fā)霉等)。

(4)為珍貴的藏品設(shè)置專用無酸裝具(可內(nèi)置調(diào)濕材料),在微環(huán)境中維持更高等級密閉性。

4.2 通風(fēng)

通風(fēng)與密閉相反,是有計劃地通過空氣流動,促進(jìn)空氣交換,以達(dá)到調(diào)節(jié)環(huán)境溫濕度的目的。 通風(fēng)可以分為自然通風(fēng)、機(jī)械通風(fēng)和室內(nèi)鼓風(fēng)。

4.2.1 自然通風(fēng)

在硬件設(shè)備缺失的情況下,自然通風(fēng)可以將外界的相對濕度適宜的空氣引入藏品環(huán)境內(nèi)來緩解內(nèi)部高/低濕度壓力。 但這往往效果有限,且可能會引入有害生物和污染性氣體等外界污染物,因此對開窗通風(fēng)應(yīng)持謹(jǐn)慎態(tài)度。

以內(nèi)部過高濕度的書庫為例,僅在室外的空氣質(zhì)量好且溫度或濕度全部或者某一單項必須低于室內(nèi)時,方可通風(fēng)。

為避免通風(fēng)氣流過強(qiáng)對藏品造成損傷,藏品環(huán)境內(nèi)部應(yīng)設(shè)置隔板、窗簾等措施,來控制自然氣流的流通速度和方向。 需額外注意,自然通風(fēng)過程中應(yīng)避免引入有害生物:只有帶紗網(wǎng)防護(hù)的門窗才能夠用以通風(fēng);禁止門窗長期敞開;通風(fēng)時室內(nèi)禁止開燈。

為滿足部分高濕度書庫的通風(fēng)需求,同時考慮到通風(fēng)過程中藏品環(huán)境安全的考慮,上海圖書館保護(hù)組曾推出過通風(fēng)建議(圖6),可據(jù)此作為參考。

圖6 上海圖書館書庫自然通風(fēng)時間建議

4.2.2 機(jī)械通風(fēng)

機(jī)械通風(fēng)通常不具備溫濕度調(diào)節(jié)功能,其開啟時機(jī)也與自然通風(fēng)相同,一般是通過排氣扇、抽風(fēng)機(jī)等設(shè)備將新風(fēng)送入室內(nèi),以達(dá)到換氣、通風(fēng)的目的[11]。 應(yīng)配備吸附過濾設(shè)備,保證新風(fēng)潔凈。

4.2.3 室內(nèi)鼓風(fēng)

在室內(nèi)使用鼓風(fēng)機(jī)形成空氣流,消除滯留高濕度空氣的淤積。 空氣的滯留會導(dǎo)致大量濕氣、灰塵、霉菌沉降在該處,也更容易誘發(fā)霉菌的爆發(fā)[12]。

使用鼓風(fēng)機(jī)是消除藏品環(huán)境空氣淤積最簡單的方法,同時還能將低濕度的空氣送往調(diào)濕設(shè)備難以觸及的地方。 設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)面向墻壁,可以讓風(fēng)沿著墻壁流動形成外周循環(huán)。 操作鼓風(fēng)機(jī)時需要注意避免產(chǎn)生大量灰塵,也要避免鼓風(fēng)直接吹向藏品造成形變。

4.3 調(diào)溫設(shè)備

中國地域遼闊,南北溫度差異大,出現(xiàn)不符合設(shè)定溫度時需要采取主動的增溫降溫措施。 建議采用能均勻、安全、方便調(diào)溫的設(shè)備如中央空調(diào)或單體空調(diào),不過使用期間需避免管道滴漏的問題。

由于高濕危害性往往大于高溫,當(dāng)相對濕度居高不下無法除濕且環(huán)境溫度仍處于適當(dāng)水平時,可適當(dāng)調(diào)高溫度作為降低環(huán)境相對濕度的最終手段。

4.3.1 中央空調(diào)(HVAC)

圖書館的HVAC(供熱通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié))通過管道網(wǎng)絡(luò)能一定程度調(diào)節(jié)圖書館的溫濕度。 為了維持館藏環(huán)境的溫濕度水平,HVAC 系統(tǒng)應(yīng)配備加熱、冷卻和空氣循環(huán)的設(shè)備,還應(yīng)監(jiān)控新風(fēng)的溫濕度水平避免入庫新風(fēng)干擾藏品環(huán)境,最好載有空氣過濾或凈化系統(tǒng)并有定期更換濾芯的計劃。

4.3.2 單體空調(diào)

為確保用電安全,建議將單體空調(diào)放在專門的房間里。 非常年開啟的單體空調(diào)需要一個了解溫度標(biāo)準(zhǔn)的工作人員負(fù)責(zé)啟閉與故障報修,并關(guān)注空調(diào)冷凝滴水的問題。

4.4 調(diào)濕設(shè)備

在梅雨季或夏季高濕度的地區(qū),以及冬季低濕度的情況下,僅僅依靠密閉或通風(fēng)無法充分調(diào)節(jié)環(huán)境濕度。 單純的密閉/通風(fēng)只能緩解外部環(huán)境濕度的影響,但無法足量調(diào)節(jié),同時個別庫房存在庫內(nèi)空氣循環(huán)不佳等狀況,易造成局部相對濕度偏高現(xiàn)象。因此有必要配置濕度調(diào)控設(shè)備。 可以主動有效地調(diào)節(jié)環(huán)境濕度的調(diào)控設(shè)備可以分為三個類型:雙向調(diào)濕設(shè)備,單向除濕設(shè)備,單向加濕設(shè)備。

建議除濕壓力較大的地區(qū)每年5 月時就提前檢修已配備的調(diào)濕等設(shè)備,保障設(shè)備在夏季能正常運(yùn)行。

4.4.1 恒溫恒濕機(jī)組

恒溫恒濕機(jī)組是一種昂貴的空調(diào)系統(tǒng),用于精確控制特定空間的溫濕度水平。 它類似于中央空調(diào)(HVAC),但提供更精準(zhǔn)的溫濕度控制。 定期檢查維護(hù),確定環(huán)境溫濕度是否達(dá)到設(shè)定值,以評估設(shè)備運(yùn)行的有效性。

4.4.2 被動調(diào)濕材料

被動調(diào)濕材料通常是小體積、可重復(fù)使用的材料,如設(shè)定了濕度目標(biāo)的專用調(diào)濕片,其使用途徑主要是作為輔助手段為相對密閉的藏品微環(huán)境(陳列柜或裝具)調(diào)濕。 這些材料利用可逆的吸濕或吐濕能力,將微環(huán)境的濕度維持在設(shè)定的濕度水平,并降低濕度波動。 不過如果長期放置在過于潮濕或干燥的環(huán)境中,調(diào)濕材料在吸滿或釋放完后就失去了調(diào)濕效果,需定期檢查微環(huán)境濕度決定材料更換。

4.4.3 單體除濕機(jī)

單體除濕機(jī)需要固定人員負(fù)責(zé)啟閉與報修。 如果除濕機(jī)有固定排水管道,需要注意管道漏水問題;如果除濕機(jī)需要人工倒水則有一定潑灑風(fēng)險。 設(shè)備停止使用后必須完全清空水箱,確保庫內(nèi)無殘存積水。

4.4.4 被動除濕材料

被動除濕材料通常是小體積、一次性的使用材料,如除濕盒、植物纖維干燥劑等商用型除濕材料,主要用于微環(huán)境除濕。 禁止直接放置在藏品上,定期檢查除濕材料,飽水后更換。

4.4.5 單體加濕器

單體除濕機(jī)需要專人負(fù)責(zé)啟閉與報修。 加濕器出風(fēng)方向應(yīng)遠(yuǎn)離藏品并對準(zhǔn)空曠處,加濕的水源必須保證潔凈且獨(dú)立于其他系統(tǒng)。 定期清洗設(shè)備,停止使用后需及時傾倒殘存積水。

5 結(jié)語

藏品環(huán)境的監(jiān)控與調(diào)控是一項長期、細(xì)致、謹(jǐn)慎的考驗(yàn)。 本文提供了一份實(shí)用的溫濕度監(jiān)控指南,可以根據(jù)本文中對監(jiān)測和調(diào)節(jié)方法與設(shè)備的選擇、處理數(shù)據(jù)的流程、實(shí)施有效調(diào)節(jié)策略的建議等方面內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)或改善現(xiàn)有的溫濕度監(jiān)控。 一個適宜穩(wěn)定的藏品環(huán)境,能夠抑制溫濕度給藏品帶來的潛在危害,讓寶貴的國家財富和歷史的真實(shí)記錄能夠得到長久保存。