檔案室存儲溫濕度控制策略
——以河南省為例

文/中原工學院檔案館 李娟

檔案的使用壽命受很多因素的影響，包括檔案制成材料、溫度、濕度、光線、有害氣體、有害生物、灰塵等。當檔案材料已確定的情況下，溫度、濕度是導致檔案紙張和字跡材料破壞的最主要原因。相對濕度過低或低溫將使檔案硬化、脆化，而相對濕度較高或溫度較高將導致產(chǎn)生霉菌、檔案水解或氧化，最終損害。因此必須使檔案室控制在一定的溫濕度范圍之內(nèi)。

早期，河南省各級檔案室溫濕度調(diào)節(jié)手段比較簡單，主要依靠開窗通風，溫濕度調(diào)節(jié)不及時不準確?，F(xiàn)在多數(shù)檔案室已經(jīng)開始使用中央空調(diào)進行溫濕度控制。然而，單純依靠空調(diào)工或檔案人員開關(guān)空調(diào)進行溫濕度調(diào)節(jié)控制，沒有合理的控制策略指導，將導致中央空調(diào)能源極大的浪費。為此，本論文將對河南省的檔案室存儲進行了溫濕度控制策略研究。

一、檔案室溫濕度要求

圖1 溫濕度控制區(qū)域示意圖

根據(jù)《檔案館建筑設(shè)計規(guī)范》（JGJ25- 2000）、《檔案館溫濕度管理暫行規(guī)定》（1985年國家檔案局發(fā)布）、《高等學校檔案工作規(guī)范》（1994年國家教委發(fā)布），檔案庫房的溫度和相對濕度應(yīng)該控制在為14℃～ 24℃、45%～ 60%。這樣設(shè)置的主要原因是：當溫度在24℃以下、相對濕度在60%以下時，基本上可以做到無霉菌無害蟲。

按《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》（GB50176-2016），河南省南部和中北部分別處在夏熱冬冷地區(qū)和寒冷地區(qū)，兩部分的每年日平均溫度≥25℃的天數(shù)均在49天以上，也存在日平均溫度≤5℃的天數(shù)。并且，在春秋季均可能存在相對濕度≥80%的情況。這就意味著，河南省檔案室單純依靠加強圍護結(jié)構(gòu)的保溫性能很難達到標準要求的溫濕度，必須采取必要的空氣處理措施，才能達到合理的檔案室溫濕度。早期的開窗通風很難達到該溫濕度，采用中央空調(diào)容易達到該要求，但必須采用合理的控制策略，才可以最大幅度地節(jié)約能源。

二、溫濕度控制分區(qū)

為便于溫濕度調(diào)控，本論文在焓濕圖上把整個區(qū)域劃分為5個區(qū)域：目標區(qū)、I區(qū)、II區(qū)、III區(qū)和IV區(qū)，如“圖1”所示。圖中陰影部分為目標區(qū)、陰影部分下部為I區(qū)、陰影部分上部為III區(qū)、陰影部分左邊為III區(qū)、陰影部分右邊為IV區(qū)。目標區(qū)由14℃等溫線、24℃等溫線、45%等相對濕度線和60%等相對濕度線組成，圖中的兩條豎線是等濕線。

三、溫濕度分區(qū)控制策略

（一）空氣調(diào)節(jié)措施?？諝庹{(diào)節(jié)采用無新風的一次回風系統(tǒng)，即整體回風，在空調(diào)箱處理后通過送風口送入檔案室。相對于風機盤管空調(diào)系統(tǒng)，一次回風系統(tǒng)不會產(chǎn)生冷凝水淋濕檔案，或者造成局部的溫濕度不平衡，因此比較適合處理檔案室的庫房?？照{(diào)箱內(nèi)包括有過濾段、表冷段、噴淋段和送風段等段數(shù)，其中表冷段分別通熱水管和冷水管，噴淋段通自來水，均由自動蝶閥控制水量；自動蝶閥由控制中心集中控制。

（二）空氣調(diào)節(jié)目標。溫濕度分區(qū)調(diào)節(jié)的主要目的達到目標區(qū)。為達到這個目的，在檔案庫房均勻分布有溫濕度傳感器，傳感器測定的溫濕度傳回控制中心，控制中心首先對傳感器信號進行分析，之后綜合判斷處于溫濕度控制分區(qū)的哪個分區(qū)。然后控制噴淋或冷凍水的自動蝶閥，進行冷卻（或加熱）、噴淋等措施，最終達到目標區(qū)。

（三）分區(qū)控制策略。當處于溫濕度分區(qū)I時，則需要向空調(diào)箱的表冷段通熱水（可以根據(jù)熱源性質(zhì)提供不同溫度的熱水），對整個檔案庫房的集中回風進行加熱，保證加熱后的空氣狀態(tài)能夠到達目標區(qū)。當處于溫濕度分區(qū)II時，則需要向空調(diào)箱的表冷段通冷水（溫度需要高于露點溫度。制冷機提供低于露點溫度的冷水時，可以和自來水混合到高于露點溫度），對整個檔案庫房的集中回風進行冷卻，保證冷卻后的空氣狀態(tài)能夠到達目標區(qū)。當處于溫濕度分區(qū)III時，則需要開啟空調(diào)箱的噴淋段，對整個檔案庫房的集中回風進行加濕處理，保證絕對濕度調(diào)整至4.45g/kg干（相對濕度45%、溫度14℃對應(yīng)點的絕對濕度）以上。然后首先根據(jù)安裝在庫房的溫度傳感器，大致判斷回風噴淋后所處區(qū)域。再根據(jù)空調(diào)箱內(nèi)溫室傳感器，精確判斷回風噴淋后究竟是處于I區(qū)、II區(qū)還是目標區(qū)。當處于I區(qū)時，則在表冷段通熱水，最終使噴淋加熱后的回風處于目標區(qū)。當處于II區(qū)時，則在表冷段通冷水（高于露點溫度），最終使噴淋冷卻后的回風處于目標區(qū)。當使用噴淋就可以處于目標區(qū)后，則表冷段就不用通熱水或冷水。當處于溫濕度分區(qū)IV時，則需要向空調(diào)箱表冷段通冷凍水，冷凍水溫度低于空調(diào)回風的露點溫度，因此會凝結(jié)出冷凍水，降低整個空調(diào)回風的絕對濕度。通過合適水量的冷凍水，把絕對濕度降低至11.19g/kg干（相對濕度60%、溫度24℃對應(yīng)點的絕對濕度）以下。同樣與上述控制策略相同，即：首先根據(jù)安裝在庫房的溫度傳感器，大致判斷回風噴淋后所處區(qū)域。再根據(jù)空調(diào)箱內(nèi)溫室傳感器，精確判斷回風噴淋后究竟是處于I區(qū)、II區(qū)還是目標區(qū)。當處于I區(qū)時，則在表冷段通熱水，最終使噴淋加熱后的回風處于目標區(qū)。當處于II區(qū)時，則在表冷段通冷水（高于露點溫度），最終使噴淋冷卻后的回風處于目標區(qū)。當使用噴淋就可以處于目標區(qū)后，則表冷段就不用通熱水或冷水。

四、其他待說明的問題

（一）溫濕度分區(qū)的目標區(qū)調(diào)整?？刂茰貪穸葧r，按照規(guī)定把溫濕度分別控制在14℃～ 24℃、45%～ 60%，因此目標區(qū)的界限就是14℃等溫線、24℃等溫線、45%等相對濕度線和60%等相對濕度線組成。實際上，溫度精度可以為±2℃、相對濕度精度可以為±5%。因此，當希望中央空調(diào)更節(jié)能時，應(yīng)該擴大目標區(qū)的范圍。此時目標區(qū)可以調(diào)整為12℃等溫線、26℃等溫線、45%等相對濕度線和65%等相對濕度線。當希望中央空調(diào)控制更精確時，可以縮小目標區(qū)的范圍。此時應(yīng)根據(jù)檔案室的使用性質(zhì)、保持檔案的級別、材料來確定合理的溫濕度范圍，進而調(diào)整溫濕度分區(qū)的目標區(qū)。

（二）冷水溫度確定。當處于溫濕度分區(qū)II時，則需要向空調(diào)箱的表冷段通冷水。此時冷水不能直接采用制冷機出來的冷凍水，原因是冷凍水會導致回風凝結(jié)出凝結(jié)水，降低回風的絕對濕度降低。此時可以和自來水按一定比例進行混合，稍高于露點溫度即可。

（三）新風量確定及空調(diào)負荷確定。檔案室?guī)旆恐杏捎诨旧喜淮嬖谌?，按照國家標準是不需要設(shè)置新風量的。因此論文中進行溫濕度控制時，沒有考慮新風量的影響。按照ASHRAE相關(guān)標準，對哪怕沒有人的區(qū)域也應(yīng)該設(shè)置一定的新風量，主要目的是為了去除室內(nèi)地板、檔案等材料產(chǎn)生的污染物。此時，新風量是一個定值，應(yīng)該加進“圖1”中，重新考慮論文提出的溫濕度控制方案。

檔案室?guī)旆坎皇褂眯嘛L，也基本上不存在人，因此空調(diào)負荷主要是圍護結(jié)構(gòu)負荷和燈光負荷，沒有濕負荷。