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(duì)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(gè)最基本的因素,當(dāng)保存環(huán)境發(fā)生溫濕度異常時(shí),很可能會(huì)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(cè)調(diào)控系統(tǒng),精準(zhǔn)有效地調(diào)節(jié)溫濕度,制造相對(duì)適宜藏品的保存環(huán)境,降低有害生物風(fēng)險(xiǎn),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(dòng)減少藏品蟲霉和機(jī)械損傷風(fēng)險(xiǎn)。

監(jiān)測(cè)和調(diào)控是兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)的過程,實(shí)現(xiàn)對(duì)保存環(huán)境溫濕度的有效控制,既離不開實(shí)時(shí)、連續(xù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng),也需要穩(wěn)定、有效的調(diào)控系統(tǒng)。 監(jiān)測(cè)是調(diào)控的依據(jù),應(yīng)科學(xué)合理地布點(diǎn),對(duì)庫房、展廳、展柜等空間的溫濕度進(jìn)行即時(shí)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(cè)的最終目標(biāo),利用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)反饋,通過主動(dòng)調(diào)控設(shè)備以及被動(dòng)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(jì)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(shí)的具體溫度和濕度范圍以及波動(dòng)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(shì)是不可避免的,建議冬夏的溫度設(shè)定有所區(qū)別,但短時(shí)間內(nèi)的溫濕度波動(dòng)幅度仍然需要調(diào)控,每天日波動(dòng)有限額。

表1 圖書館溫濕度要求

我國地域遼闊,是一個(gè)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(shí)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(cè)

準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、連續(xù)的溫濕度監(jiān)測(cè)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(cè)設(shè)備或自動(dòng)化監(jiān)測(cè)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(píng)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(cè)也可及早發(fā)現(xiàn)環(huán)境中的問題或異動(dòng),評(píng)估溫濕度調(diào)控設(shè)備運(yùn)行的效率和效果,及時(shí)進(jìn)行應(yīng)對(duì)與調(diào)整,確保環(huán)境溫濕度的持續(xù)穩(wěn)定。 通過對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的科學(xué)統(tǒng)計(jì)與分析,可以對(duì)所監(jiān)測(cè)環(huán)境的溫濕度狀況進(jìn)行合理、有效的評(píng)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(cè)方案的實(shí)施

建立全面而有效的溫濕度監(jiān)測(cè)需要明確的計(jì)劃,包括監(jiān)測(cè)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(shí)應(yīng)明確監(jiān)測(cè)負(fù)責(zé)人員,確保數(shù)據(jù)存檔有序可回溯。

安裝監(jiān)測(cè)設(shè)備時(shí),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(cè)結(jié)果時(shí),應(yīng)標(biāo)出測(cè)量地點(diǎn)、時(shí)間和測(cè)量者,并將數(shù)據(jù)整合到專用平臺(tái)。 定期維護(hù)和校準(zhǔn)設(shè)備,保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確和及時(shí)。 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(cè)設(shè)備可與告警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng),在溫濕度出現(xiàn)異常時(shí)發(fā)出警報(bào),提醒工作人員及時(shí)采取措施。

除了依靠監(jiān)測(cè)設(shè)備,還應(yīng)對(duì)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(shí)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(shí)向保護(hù)部門報(bào)告,充當(dāng)?shù)谝痪€的哨兵。

3.2 監(jiān)測(cè)設(shè)備的選用

溫濕度的監(jiān)測(cè)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(shí)刻的溫濕度數(shù)據(jù)(如液體溫度計(jì)、干濕球濕度計(jì)、濕度指示條、毛發(fā)濕度計(jì)、電子溫濕度計(jì)等),設(shè)備價(jià)格相對(duì)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(jì)

“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(shí)間內(nèi)的變化(如雙金屬自記溫度計(jì)、自記毛發(fā)溫濕度計(jì)、數(shù)字溫濕度記錄儀等),設(shè)備價(jià)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(cè)設(shè)備時(shí),要兼顧設(shè)備的性能特點(diǎn)、圖書館的監(jiān)測(cè)需求、人力和資金壓力等。 這涉及到設(shè)備價(jià)格、可采集的數(shù)據(jù)類型、測(cè)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(cè)的人工記錄數(shù)據(jù)階段將逐步被自動(dòng)化、智能化替代,這是圖書館現(xiàn)代化智慧化發(fā)展的趨勢(shì)。

無論監(jiān)測(cè)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(dòng)化傳輸,最終的統(tǒng)計(jì)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(dòng)館員的積極性和主觀能動(dòng)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(cè)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(cè);另一種作為提供實(shí)地、實(shí)時(shí)查看功能的輔助手段,是整體監(jiān)測(cè)策略的補(bǔ)充。

快照式設(shè)備高度依賴人工,只能測(cè)量定時(shí)、定點(diǎn)的溫濕度情況,提供環(huán)境的粗略描述,無法測(cè)量午夜等可能出現(xiàn)極端溫濕度的時(shí)間點(diǎn)。 當(dāng)藏品環(huán)境唯一的溫濕度監(jiān)測(cè)手段是快照式設(shè)備時(shí),其管理人員應(yīng)定時(shí)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(jì)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(cè)定的周期、信息。 建議每天三次測(cè)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(shí)間、溫度、相對(duì)濕度。

當(dāng)快照式溫濕度監(jiān)測(cè)設(shè)備被用作現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)查看溫濕度的輔助工具時(shí),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(píng)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(shí)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(cè)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(shí)間內(nèi)連續(xù)記錄溫度和濕度數(shù)據(jù),易于采集省時(shí)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(shí)警報(bào)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(shí)效上存在一定的滯后性,可能導(dǎo)致識(shí)別異常情況的延遲,無法及時(shí)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(shí)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(cè)即時(shí)環(huán)境,及時(shí)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(dòng)對(duì)比和報(bào)警功能,可以在環(huán)境溫濕度異常時(shí)自動(dòng)發(fā)送警報(bào)信息至相應(yīng)工作人員。 預(yù)算充足時(shí),可以建立全面的自動(dòng)監(jiān)測(cè)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(shí)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(cè)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(dòng)情況,當(dāng)日晴雨天氣,并在發(fā)現(xiàn)溫濕度異常情況時(shí)及時(shí)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(cè)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(cè)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(cè)系統(tǒng)并行的方式,對(duì)館內(nèi)藏品環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和評(píng)估,幫助圖書館管理人員及時(shí)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(gè)數(shù)字溫濕度儀組成的溫濕度智能監(jiān)測(cè)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(chǎng)景,采用了兩套獨(dú)立的數(shù)字溫濕度系統(tǒng)。 在布置相對(duì)空曠的展廳時(shí),上海圖書館使用基于2.4 GHz WiFi 無線信號(hào)的溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 該系統(tǒng)信號(hào)穩(wěn)定,數(shù)據(jù)上傳及時(shí),可隨時(shí)隨地多終端訪問云端,并具備超出限值的報(bào)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(shí),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(cè)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(hào)傳輸?shù)目煽啃?、?zhǔn)確性和完整性,滿足書庫對(duì)溫濕度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的需求[6]。

此外,在東館展廳,還額外采用了智能自動(dòng)監(jiān)測(cè)調(diào)濕展柜,該展柜能夠更加智能地對(duì)展柜微環(huán)境變化做出反應(yīng)并自動(dòng)調(diào)節(jié),同時(shí)也能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)并記錄溫濕度數(shù)據(jù),并自動(dòng)上傳至數(shù)據(jù)管理平臺(tái),方便管理員隨時(shí)查看數(shù)據(jù),及時(shí)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(cè)設(shè)備,上海圖書館也保留了傳統(tǒng)的溫濕度監(jiān)測(cè)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(shí)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(shí)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(shí)進(jìn)行應(yīng)對(duì),必要時(shí)會(huì)前往現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地探查,因地因時(shí)制宜,根據(jù)不同情況擬定切實(shí)可行的調(diào)控對(duì)策。 記錄并留檔出現(xiàn)異常情況的時(shí)間地點(diǎn)、發(fā)生原因、應(yīng)對(duì)措施等信息,用以跟蹤評(píng)估應(yīng)對(duì)措施的調(diào)控效果,并整理成報(bào)告后傳達(dá)給管理層。

3.4 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)分析是溫濕度監(jiān)測(cè)的核心環(huán)節(jié)。 溫濕度監(jiān)測(cè)的目的不僅是為了記錄數(shù)據(jù),更重要的是通過對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析,了解藏品環(huán)境狀況和變化趨勢(shì),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(cè)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(bào)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(shí)別分析溫濕度的范圍、波動(dòng)、趨勢(shì),從而更清楚地了解藏品環(huán)境的現(xiàn)狀和變化趨勢(shì),評(píng)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(shí),分析數(shù)據(jù)還可用于評(píng)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(shí)間的推移不斷完善,及時(shí)改進(jìn)調(diào)控方向,形成更高效的監(jiān)測(cè)與調(diào)控系統(tǒng)。

此外,分析溫濕度的長期數(shù)據(jù)、比對(duì)數(shù)據(jù)變化的趨勢(shì)走向,還能預(yù)測(cè)未來的溫濕度變化趨勢(shì),確定在各個(gè)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(cè)每年異常溫濕度的頻發(fā)時(shí)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(xiǎn)。

3.4.1 數(shù)據(jù)的導(dǎo)入與備份

溫濕度監(jiān)測(cè)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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和報(bào)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(shí)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(shí),應(yīng)該先對(duì)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(shí)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(shì)、波峰波谷、波動(dòng)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(cè)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(shì)、分布特征和統(tǒng)計(jì)量,為藏品環(huán)境的評(píng)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(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)來表示數(shù)據(jù)隨時(shí)間變化趨勢(shì)和波動(dòng)情況的圖形。

折線圖可以按照不同的時(shí)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(shì)或周期性波動(dòng)。

(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(shí)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(xiàng)統(tǒng)計(jì)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(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)。

與已有的溫濕度目標(biāo)進(jìn)行對(duì)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(shì)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(dòng)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(shí)并掌握?qǐng)D書館的溫濕度的季度變化規(guī)律,可以提早預(yù)測(cè)異常溫濕度的爆發(fā)時(shí)間。

根據(jù)藏品環(huán)境的溫濕度水平的分析評(píng)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(cè)設(shè)備和調(diào)控設(shè)備的設(shè)置情況,以便及時(shí)調(diào)整和優(yōu)化藏品環(huán)境。

3.4.4 定期報(bào)告

建議統(tǒng)計(jì)并編制每季度的溫濕度報(bào)告并分享給相關(guān)管理人員。 報(bào)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(píng)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(jí)或其他改進(jìn)。 同時(shí),長期連續(xù)完整的監(jiān)測(cè)報(bào)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(duì)藏品環(huán)境造成影響。 所有的監(jiān)測(cè)結(jié)果和分析報(bào)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(bào)告與一份年度報(bào)告。 季度報(bào)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(bào)告是對(duì)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(jí)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(shí)有能力調(diào)控溫濕度的圖書館大多會(huì)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(dòng)調(diào)濕材料的使用率次之。 選擇“其他”項(xiàng)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(xiàng)復(fù)雜的實(shí)踐性工作。 通常,溫濕度調(diào)控會(huì)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(shí),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(shí)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(duì)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(shí),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(shí)引起的溫濕度波動(dòng)。

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(shí)間運(yùn)行。 同樣,糟糕的氣密性與防水性都會(huì)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(jí)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(shí)封閉,有助于防止外部空氣的滲入導(dǎo)致的溫濕度波動(dòng)[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(jí)密閉性。

4.2 通風(fēng)

通風(fēng)與密閉相反,是有計(jì)劃地通過空氣流動(dòng),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(duì)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(huì)引入有害生物和污染性氣體等外界污染物,因此對(duì)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(xiàng)必須低于室內(nèi)時(shí),方可通風(fēng)。

為避免通風(fēng)氣流過強(qiáng)對(duì)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(huì)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(shí)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(dòng)形成外周循環(huán)。 操作鼓風(fēng)機(jī)時(shí)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(shí)需要采取主動(dòng)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(duì)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(shí),可適當(dāng)調(diào)高溫度作為降低環(huán)境相對(duì)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(jì)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(gè)了解溫度標(biāo)準(zhǔn)的工作人員負(fù)責(zé)啟閉與故障報(bào)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(shí)個(gè)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(duì)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(dòng)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(gè)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(shí)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(píng)估設(shè)備運(yùn)行的有效性。

4.4.2 被動(dòng)調(diào)濕材料

被動(dòng)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(duì)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(dòng)。 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(bào)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(xiǎn)。 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(dòng)除濕材料

被動(dòng)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(bào)修。 加濕器出風(fēng)方向應(yīng)遠(yuǎn)離藏品并對(duì)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(shí)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(xiàng)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(duì)監(jiān)測(cè)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(gè)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(cái)富和歷史的真實(shí)記錄能夠得到長久保存。