書摘ー《Sustainable Preservation Practices》ー part 3

 

實行永續性保存措施 ー part 3

    IPI（Image Permanence Institute，影像永久保存研究中心）是在影像與文化資產保存上進行研究的領導者，在2010年代初期，隨著環保節能議題的成長，他們也依據其研究，出版了這份指南。目的在於讓有儲存藏品需求的機構在面臨藏品保存環境維持，與節省高耗能環境控制成本間，得以取得平衡。

這本書主要分為四個部分：

• 第一部分著重於管理儲存區域時，需要了解的環境，環境對材料劣化的影響，以及影響儲存環境的主要因素。這部分屬於入門知識。
• 第二部分介紹準確記錄儲存環境所需的工作，以及如何有效地分析風險，並提高保存品質。
• 第三部分著重環境管理行為，並強調節能和達成永續經營的機會。
• 第四部分則是以考書目與其他資訊。

這篇文章會著重於第三部分。這段主要討論在機構中建立和維護有效的環境管理過程中，為了建立最佳和永續保存環境時，環境管理團隊的具體職責和行為。目的在於以盡可能少的能源消耗下，達到對藏品的最佳保存環境，並讓該環境可以長期維持永續性。

建立環境管理團隊

    IPI 建議，當一個組織要建立長期管理保存環境時，須具備下列關鍵功能：

• 能為各種儲存位置和藏品類型決定最佳環境的能力。
• 產生和維持判斷每個區域，一年中，所有季節的最佳（最佳可達成的）氣候的文件（這是基於團隊對適當數據的審查以及基於實際數據的協商）。
• 能在存放大量藏品的每個區域中，隨時間演進，測量實際儲存氣候的能力（這需要數據記錄器和數據管理系統）。
• 具有定期下載可靠的儲存氣候數據，將實際情況與可達成的最佳狀態進行比較以及檢測和報告不如最佳氣候（有害或浪費效能）的能力。
• 能夠診斷和修正氣候條件不如最佳條件的原因，並採取措施減少故障再次發生的可能性。

    這些工作會需要環境管理團隊來負責主導。由於，環境和設施的決策會影響包括人類舒適度，藏品健康，預算等面向，因此需要是一個跨領域的團隊。IPI 的經驗傾向由藏品照護方領導的團隊通常會發揮最佳作用。而設施代表會需要有足夠的權限來執行團隊決策。這樣的團會會需要應定期召集會議，以審查資料和比較，判斷表現不佳的空間，判斷季節性設定以及審查並調整所有影響儲存氣候的因素和故障（天氣，HVAC設備，控制系統，人員的行為等）等。因為，在實際世界中，機械系統很容易變成非最佳狀態、故障和發生意外事件。當運作狀態變得不是最佳狀態時，很可能未被發現和未糾正。

    由於參與管理保存環境的團隊成員來自不同群組，而他們本來的職能往往截然不同。因此在合作時，可能會遇到一些防衛和抵抗。但是隨著不同來源而來必要的專業知識，是必要且值得肯定的。不同群組的人有不同的開會和討論習慣，因此需要透過協調，取得共識，讓所有人參與其中。

    很難找到比設施操作人員能全面了解或理解機械系統的人。而藏品照護人員需要隨時了解或更新最近的保存研究結果。以得知與藏品保存有關的溫濕度條件的相關研究與影響。行政人員應支援環境管理團隊，並鼓勵成員進行有效的合作，以找到解決問題的明確方法。

環境管理團隊的特定行為

    團隊的主要工作之一是判斷適合該機構的最佳儲存環境。依據工作於特定空間的系統或空間中包含的藏品類型，可能會有一些差異。但主要會依下列步驟進行：

• 步驟1 –記錄HVAC系統的功能和性能
• 記錄與藏品儲存有關的每個系統的功能
• 透過收集可靠的記錄儲存環境數據
• 驗證每個系統都在最佳運作狀態
• 修正系統故障
• 步驟2 –決定最適合藏品的環境
• 溫度需求
• 相對濕度需求
• 溫濕度波動的容許範圍
• 依供暖和冷卻季節提供不同設定的可能性
• 步驟3 –判定工作人員可接受的環境
• 勞工法規是否適用？
• 是否會在儲存區域內進行工作？
• 工作行為可以與儲存空間分離嗎？
• 儲存空間內人員出沒的時間表為何？
• 步驟4 –根據下列條件，為每個儲存區域協調出最佳環境：
• HVAC系統功能
• 最適合該空間的藏品
• 工作人員和進出該空間人員可以接受的條件
• 步驟5 –以可衡量的指標呈現最佳環境
• 步驟6 –定期測量“實際”環境，將這些結果與所認定的“最佳”環境進行比較，並及時修正任何故障

    在這些步驟中，環境管理團隊會需要考慮下列問題：

• 現有系統實際上每年能提供什麼樣的氣候？
• 現有系統每年可能提供什麼樣的氣候？
• 系統的所有元素是否如預期正常運行？ 
• 誰可以要求改變氣候設定？誰可以趡行這些更動？這些更動是否被記錄？
• 當下設定值更改的程序是否符合維持保存環境的目標？
• 系統消耗的能量是否超過供應實際氣候所需的能量？
• 需要採取哪些步驟來改善保存環境？
• 這些步驟會增加還是減少能耗？
• 機構中是否有管理儲存環境的正式流程？
• 哪些流程能確保持續最佳的運行？

    管理儲存環境和持續管理風險的工作看似繁重。但是，一旦建立制度，就可以節省大量的員工時間和能源成本。理想情況下，保存人員能了解何時真正需要注意，而不需過度擔心溫濕度的短期變化。設施管理人員也能在有人反應過冷熱時進行反應，並維持在預期的溫濕度參數範圍內。持續性的環境管理也比處理黴菌或為處理受損藏品要好。

    一旦決定了最佳的保存條件和機械系統性能，團隊就可以將前面的六個步驟，進行維護行為。管理團隊會需要進行下列任務：

• 分辨並修正未達最佳狀態的運作
• 將實際環境與所定義的最佳環境進行比較
• 決定何時要進行比較-判斷最關鍵的時機並製定審查時間表
• 比較關鍵的可量測指標-溫度，相對濕度，露點，以及IPI Preservation Metrics^TM
• 及時修正所有偏差：
• 考慮偏離最佳環境條件的長期影響
• 與設施團隊成員緊密合作以開發有效的解決方案
• 有效溝通
• 環境管理團隊成員需要與所在部門溝通新的標準和流程。尤其是可以接觸機械系統的人。以避免因辦公傢俱推至回風孔，閥門被強制關閉或阻塞，應關閉的門被整天維持在開啟狀態等等。在進行改善環境行為，會需要執行例如季節性設定值變通，照明時程縮減，夜間關機，關閉門窗等之類的改變。其餘員工需要透過再教育，以了解改動的原因以及保存和節能的最終目標。
• 防止不當調整
• 由於設施管理方是接收人員投訴舒適度的單位，因此應該被告知與教育，尤其是對於會影響館藏區域的系統，人體舒適度不應是改變設定值的唯一因素。環境管理團隊應確定誰有權更改溫度和濕度設定值，並建議處理要求這些變動的流程。

    當儲存空間遇到未達最佳狀態的狀況時，可能會需要參考下列潛在原因，以分辨並修正未達最佳狀態的運作：

• 儲存空間比必要溫度高
• 設定值選擇不當
• 因人員抱怨而調高送風的設定值
• 送風設定值大幅調高
• 在夏季執行的冬季所使用的控制流程
• 加熱線圈故障
• 相鄰空間太熱
• 送風通道阻塞
• 儲存空間比需求的更潮濕
• 冷卻空氣設定值高於需求值
• 冷卻系統故障，導致露點溫度升高
• 再加熱不足
• 加濕器非必要的運作
• 儲存空間比需求的更乾燥
• 加濕器維護不足
• 加濕器被禁用
• 冬季使用過多戶外空氣

發現節能機會

    機構的規模，以及要處理的建築物和機械設備的類型，決定了節能機會的複雜性。

    當建築物為標準歷史建築以及一些住宅和宗教建築有關的一、二、三級建築物時，這些建築物通常缺乏絕緣或防潮層。通常僅能進行溫度控制，而無法或極少量的濕度控制。因此建議使用下列節能措施：

• 減少加熱和冷卻負荷
• 使用百葉窗，窗戶，門廊，窗簾，遮陽篷和遮蔭樹，以減少來自日光的熱負荷。在冬季，可添加防風窗以減少熱量損失。門窗周圍加裝密封膠條和填補縫隙以提高能源效率。如有閣樓和地下室，需安裝絕緣材料。在不破壞歷史建築結構的前提下，可在外牆添加保溫層和防潮層。
• 減少照明運作
• 盡可能減少設備運作，包括燈光與電子設備（電腦，事務機，掃描機等），以減少空間中的熱負荷。晚上和周末，無人時，應盡可能關閉或保持在最低限度（含緊急電路)。如果使用動態偵測器或計時器控制燈源，需確保時間長度與該空間花費時間長度相對應。
• 降低藏品存放處的溫度，以減少能源消耗
• 冬季時，可透過減少加熱機制來節能。當相對濕度仍保持在預期範圍內時，可以考慮降低溫度設定值以減少能耗。例如將溫度從18°C降低到15°C，會讓相對濕度從35％變45％，仍在可接受範圍，但不需刻意加熱。有時候可以考慮透過使用恒濕器而非恆溫器進行溫控系統控制。
• 處理可能對藏品造成問題的任何濕氣來源
• 考慮高濕度，下雨，局部水體，地面濕氣，管道洩漏和排水溝，牆壁中的水分，人體呼吸和汗水，濕拖把，淹水以及凝結和蒸發週期的影響。盡可能減少或消除這些問題。
• 盡量減少透過建築物圍護結構的滲透
• 使門窗保持關閉狀態–不僅是對外門窗，還有連接使用不同設定值的空間的內部門窗。

    大部份當代建築物和儲存空間為含有隔絕層和中央空調的四級以上建築物時，可以透過各耗能元件來尋找可能的節能機會：

• AHU供氣和回氣風扇（A）
• 部份風扇馬達備有變速功能，當減少氣流時仍能維持氣候時，可降低風扇速度（進而降低能耗率）。可透過時程表控制風扇速度（如，在晚上放慢速度）。設施管理人員和藏品照護人員必須進行一系列減速實驗，以確定在不影響儲存氣候的品質的前提下，何時可降速，以及降速程度。
• 冷卻/除濕（B）
• 冷卻系統的功能是消除進入系統的熱量。四級以上建築物中，主要造成冷卻能耗的因素是帶入系統的外部空氣量。在台灣，每年需冷卻時間可能達十個月以上。在符合環境法規的前提下，應盡可能減少這方面的能耗。
• 儲存空間中，的熱負荷主要來源為燈光、電器與人員。因此，電器運作應與人員出現情況保持一致。同樣，只有在必要時，才應打開通往相鄰較暖空間的門。
• 當時使過冷和再加熱的機制除濕時，這種過冷機制也會佔年度總冷卻能耗的很大一部分。當在不需要時進行這種除濕時，則會產生過多的能耗。
• 加熱（C）
• 若環控設備中含有加熱元件，在冬季時，可能因設定值高於外部空氣，而進行加熱。如果能降低標準，就可以減少或避免加熱行為。
• 儲存區域中很大一部分的熱能被消耗在對進行過冷卻以進行除濕的空氣的再加熱過程中。當外部空氣的露點溫度降至預期的儲存空間露點以下時，則無需進行過冷和再加熱的除濕程序。
• 有些系統有設計為允許一定比例的空氣流透過旁路繞過過冷和再熱元件。在某些季節時，可以考慮在不影響儲存氣候的情況下增加流經旁路的空氣量，以進行節能。
• 加濕器（D）
• 加濕通常僅佔儲存區域每年能源消耗的一小部分，因此幾乎沒有節能機會。所需的加濕量與引入儲存區機械系統的外部空氣量有直接相關。可以透過考慮外部空氣引入量，以及何時引入來減少不必要的耗能。
• 儲存區照明與電子設備（E）
• 照明與電子設備的運作都會造成設備和冷卻系統的電能浪費。應避免不必要運作以減少能耗。在某些情況下，應考慮拆除一些固定光源與裝置。

    如果仔細檢查每別耗能組件，以查看其實際運行方式是否與維持所需儲藏氣候所需的方式相符，則可能有減少能源使用量的機會 。在IPI之前的實驗中，每年的能源成本可減少至28％。有些需要工程專業知識和基本建設改善，但是，通常也有一些現有員工就可以發現，和幾乎不需要改變基本建設的大量機會。透過查找和修正“未達最佳"的運作，就可以盡可能達到節能的目標。

    相較於個別耗能元件，對兩個較巨觀重點應被進行深入研究，可能藉此發現大量的節能機會：

• 室外空氣量
• 系統運作時間

    在環境控制系統中，加濕，再加熱，冷卻和過冷的量，在很大程度上都受到允許進入系統的外部空氣量的影響。大多數系統的外部空氣量是固定的，而不會隨空間使用率或年度季節變化而改變。而外部空氣的使用量通常基於：空間中會有多少人，需要多少鮮先空氣，儲存素材可能釋出的污染物，需要由持續換氣的外部空氣以進行稀釋。

    因此有必要研究這些對室外空氣的需求的假設，以確定在所有時間中，無人時期和/或季節性期間是否有可能減少換氣率。可能可以透過能編程的數位控制的系統，針對有人使用和無人使用時的外部空氣調節器的進行開啟和關閉，或調整變速馬達速度的操作。

    而長期對機械系統運作和儲存環境的監測，得以知道在某些狀況下，某些儲存環境不受短期系統關閉的影響。因此某些系統可以在一年中的某些時段（無人工作或季節性因素），而不會降低保存品質。相關因素包括儲藏空間必須承受的外部氣候，儲藏空間圍護結構，儲藏空間的照明控制以及空調系統的配置和控制。

    IPI在美國各地的五個圖書館中進行實驗，以記錄在不損害儲存環境的前提下，透過定期關閉儲存區域環控系統來降低能耗的潛能。當時決定，每個機構在每24小時內，通常是在晚上，進行總共7到10個小時的關機時間以進行實驗。通常涼爽的晚上和夜間關閉，能減少環境條件的潛在波動。某機構選擇在一天的中途關閉四個小時來進行實驗，以在測試電費高峰期的節能潛能。

    早期結果顯示，平均夜間停機期間，溫度波動小於33°F，並且溫度不會隨時間累積上升。關閉週期對空間的保存品質幾乎沒有影響，在每個關閉週期內都可以節能。停機期間的相對濕度波動很小，觀察到的波動範圍為2％至5％。數據顯示，當系統重新開啟時，它們會回復其設置點，或至少返回到先前提供的狀態。由於大多數藏品素材的水分平衡速率較高，因此空氣中的少量相對濕度變化對環境的總體保存品質影響很小。

    根據觀察，仔細管理對藏品儲存區工作的機械系統的關機狀態，對於保存和節能都有潛在的好處。對於大多數系統而言，這些所省下來的能源，來自於風扇或加熱裝置上減少的電力消耗，冷卻盤管上的水分消耗以及加熱盤管上的蒸汽或熱水。而在風險管理下的關機對儲存空間的保存品質幾乎沒有影響，甚至完全沒有影響，進一步的調整可以帶來更好的環境和更大的年度節省。

參考資料：

內文部份文字翻譯與摘錄自 IPI 出版的《Sustainable Preservation Practices for managing storage environments》