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。

早期，河南省各級檔案室溫濕度調節手段比較簡單，主要依靠開窗通風，溫濕度調節不及時不準確。現在多數檔案室已經開始使用中央空調進行溫濕度控制。然而，單純依靠空調工或檔案人員開關空調進行溫濕度調節控制，沒有合理的控制策略指導，將導致中央空調能源極大的浪費。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 溫濕度控制區域示意圖

根據《檔案館建筑設計規范》（JGJ25- 2000）、《檔案館溫濕度管理暫行規定》（1985年國家檔案局發布）、《高等學校檔案工作規范》（1994年國家教委發布），檔案庫房的溫度和相對濕度應該控制在為14℃～ 24℃、45%～ 60%。這樣設置的主要原因是：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《民用建筑熱工設計規范》（GB50176-2016），河南省南部和中北部分別處在夏熱冬冷地區和寒冷地區，兩部分的每年日平均溫度≥25℃的天數均在49天以上，也存在日平均溫度≤5℃的天數。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構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約能源。

二、溫濕度控制分區

為便于溫濕度調控，本論文在焓濕圖上把整個區域劃分為5個區域：目標區、I區、II區、III區和IV區，如“圖1”所示。圖中陰影部分為目標區、陰影部分下部為I區、陰影部分上部為III區、陰影部分左邊為III區、陰影部分右邊為IV區。目標區由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、溫濕度分區控制策略

（一）空氣調節措施。空氣調節采用無新風的一次回風系統，即整體回風，在空調箱處理后通過送風口送入檔案室。相對于風機盤管空調系統，一次回風系統不會產生冷凝水淋濕檔案，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。空調箱內包括有過濾段、表冷段、噴淋段和送風段等段數，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）空氣調節目標。溫濕度分區調節的主要目的達到目標區。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的哪個分區。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。

（三）分區控制策略。當處于溫濕度分區I時，則需要向空調箱的表冷段通熱水（可以根據熱源性質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能夠到達目標區。當處于溫濕度分區II時，則需要向空調箱的表冷段通冷水（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能夠到達目標區。當處于溫濕度分區III時，則需要開啟空調箱的噴淋段，對整個檔案庫房的集中回風進行加濕處理，保證絕對濕度調整至4.45g/kg干（相對濕度45%、溫度14℃對應點的絕對濕度）以上。然后首先根據安裝在庫房的溫度傳感器，大致判斷回風噴淋后所處區域。再根據空調箱內溫室傳感器，精確判斷回風噴淋后究竟是處于I區、II區還是目標區。當處于I區時，則在表冷段通熱水，最終使噴淋加熱后的回風處于目標區。當處于II區時，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。當使用噴淋就可以處于目標區后，則表冷段就不用通熱水或冷水。當處于溫濕度分區IV時，則需要向空調箱表冷段通冷凍水，冷凍水溫度低于空調回風的露點溫度，因此會凝結出冷凍水，降低整個空調回風的絕對濕度。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℃對應點的絕對濕度）以下。同樣與上述控制策略相同，即：首先根據安裝在庫房的溫度傳感器，大致判斷回風噴淋后所處區域。再根據空調箱內溫室傳感器，精確判斷回風噴淋后究竟是處于I區、II區還是目標區。當處于I區時，則在表冷段通熱水，最終使噴淋加熱后的回風處于目標區。當處于II區時，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。當使用噴淋就可以處于目標區后，則表冷段就不用通熱水或冷水。

四、其他待說明的問題

（一）溫濕度分區的目標區調整。控制溫濕度時，按照規定把溫濕度分別控制在14℃～ 24℃、45%～ 60%，因此目標區的界限就是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，當希望中央空調更節能時，應該擴大目標區的范圍。此時目標區可以調整為12℃等溫線、26℃等溫線、45%等相對濕度線和65%等相對濕度線。當希望中央空調控制更精確時，可以縮小目標區的范圍。此時應根據檔案室的使用性質、保持檔案的級別、材料來確定合理的溫濕度范圍，進而調整溫濕度分區的目標區。

（二）冷水溫度確定。當處于溫濕度分區II時，則需要向空調箱的表冷段通冷水。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出凝結水，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）新風量確定及空調負荷確定。檔案室庫房中由于基本上不存在人，按照國家標準是不需要設置新風量的。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相關標準，對哪怕沒有人的區域也應該設置一定的新風量，主要目的是為了去除室內地板、檔案等材料產生的污染物。此時，新風量是一個定值，應該加進“圖1”中，重新考慮論文提出的溫濕度控制方案。

檔案室庫房不使用新風，也基本上不存在人，因此空調負荷主要是圍護結構負荷和燈光負荷，沒有濕負荷。