古籍作為圖書館的核心文化遺產(chǎn)，其保存狀態(tài)直接關(guān)系到文化傳承的連續(xù)性。古籍材質(zhì)多為紙張、絲綢、皮革等，對(duì)環(huán)境溫濕度、空氣質(zhì)量具有極高的敏感性：溫度過高易導(dǎo)致材質(zhì)老化、蟲蛀滋生，濕度過大易引發(fā)霉變、紙張水解，而空氣中的顆粒物、有害氣體則會(huì)加速古籍纖維降解。當(dāng)前傳統(tǒng)庫房管理多依賴人工調(diào)控，存在溫濕度波動(dòng)大、消毒不徹底、能耗過高、運(yùn)維效率低等問題，無法滿足古籍長(zhǎng)期保存的嚴(yán)苛要求。

本項(xiàng)目旨在打造一套自動(dòng)化、高精度、低損耗的恒溫恒濕消毒凈化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)以下核心需求：

1. 溫濕度精準(zhǔn)控制：溫度穩(wěn)定在 18±2℃，相對(duì)濕度穩(wěn)定在 50%±5%，波動(dòng)幅度≤±1℃（溫度）、≤±3% RH（濕度）；

2. 消毒凈化達(dá)標(biāo)：有效去除空氣中的細(xì)菌、霉菌（殺菌率≥99%），清除顆粒物（PM2.5 去除率≥99.5%）、甲醛、VOC 等有害氣體（去除率≥90%）；

3. 自動(dòng)化運(yùn)維：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境參數(shù)，自動(dòng)啟停設(shè)備、調(diào)節(jié)運(yùn)行參數(shù)，支持遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障報(bào)警；

4. 文物安全性：系統(tǒng)運(yùn)行無二次污染，避免紫外線、化學(xué)消毒劑對(duì)古籍材質(zhì)造成損傷；

5. 節(jié)能高效：采用節(jié)能技術(shù)與智能調(diào)控邏輯，降低運(yùn)行能耗，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。

1. 文物優(yōu)先原則：所有技術(shù)選型與參數(shù)設(shè)置均以古籍保護(hù)為核心，避免任何可能對(duì)文物造成的潛在損害；

2. 精準(zhǔn)穩(wěn)定原則：核心設(shè)備選用高精度元器件，確保溫濕度、消毒凈化效果的長(zhǎng)期穩(wěn)定性；

3. 自動(dòng)化與智能化結(jié)合：整合傳感、控制、通信技術(shù)，減少人工干預(yù)，提升運(yùn)維效率；

4. 節(jié)能環(huán)保原則：采用變頻、熱回收等節(jié)能技術(shù)，選用環(huán)保型耗材與設(shè)備，降低碳排放；

5. 可擴(kuò)展性原則：系統(tǒng)預(yù)留接口，支持未來增加監(jiān)測(cè)點(diǎn)位、升級(jí)設(shè)備功能或與圖書館智慧管理平臺(tái)對(duì)接。

本系統(tǒng)采用 “感知 - 控制 - 執(zhí)行 - 管理” 四層架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)全流程自動(dòng)化管控：

1. 感知層：部署溫濕度傳感器、空氣質(zhì)量傳感器（PM2.5、甲醛、VOC）、微生物傳感器、門窗傳感器等，實(shí)時(shí)采集庫房環(huán)境數(shù)據(jù)，采樣頻率為 1 次 / 分鐘，數(shù)據(jù)傳輸延遲≤3 秒；

2. 控制層：核心為智能控制柜，內(nèi)置 PLC 控制器與邊緣計(jì)算模塊，接收感知層數(shù)據(jù)并與預(yù)設(shè)閾值對(duì)比，自動(dòng)生成調(diào)控指令，同時(shí)支持手動(dòng)干預(yù)與參數(shù)配置；

3. 執(zhí)行層：包括恒溫恒濕機(jī)組、消毒凈化設(shè)備、新風(fēng)換氣設(shè)備、排風(fēng)設(shè)備等，響應(yīng)控制層指令，實(shí)現(xiàn)環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)與空氣質(zhì)量?jī)?yōu)化；

4. 管理層：由本地監(jiān)控終端與云端管理平臺(tái)組成，支持實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可視化、歷史數(shù)據(jù)查詢（存儲(chǔ)周期≥1 年）、故障報(bào)警（聲光報(bào)警 + 短信通知）、設(shè)備運(yùn)維記錄管理等功能。

三、核心技術(shù)與設(shè)備選型

1. 控制原理：采用 “制冷除濕 + 加熱加濕” 雙向調(diào)節(jié)模式，結(jié)合變頻控制技術(shù)，根據(jù)庫房環(huán)境溫濕度與預(yù)設(shè)閾值的偏差，自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備運(yùn)行功率，避免溫濕度劇烈波動(dòng)；

2. 核心設(shè)備：選用古籍專用精密恒溫恒濕機(jī)組，具體參數(shù)如下：

? 制冷量：根據(jù)庫房面積（按 500㎡為例）選用 15kW，除濕量≥8kg/h；

? 制熱量：12kW，加濕量≥6kg/h，加濕方式為超聲波加濕（無白霧、無水滴，避免古籍受潮）；

? 控溫精度：±0.5℃，控濕精度：±2% RH；

? 風(fēng)機(jī)類型：低噪音離心風(fēng)機(jī)，運(yùn)行噪音≤55dB（A），避免影響古籍保存環(huán)境與管理人員工作；

? 節(jié)能配置：配備變頻壓縮機(jī)與 EC 風(fēng)機(jī)，能耗比（COP）≥4.2，相比傳統(tǒng)機(jī)組節(jié)能 30% 以上；

1. 氣流組織設(shè)計(jì)：采用上送下回的氣流循環(huán)方式，庫房?jī)?nèi)設(shè)置均勻分布的送風(fēng)口與回風(fēng)口，確保室內(nèi)溫濕度均勻度≤±1℃（溫度）、≤±3% RH（濕度），無死角區(qū)域。

1. 消毒技術(shù)選型：采用 “等離子體消毒 + 紫外線協(xié)同消毒” 復(fù)合技術(shù)，避免化學(xué)消毒帶來的二次污染，同時(shí)確保消毒效果：

? 等離子體消毒：通過高壓電離產(chǎn)生等離子體，破壞細(xì)菌、霉菌的細(xì)胞膜與核酸，殺菌率≥99.9%，無臭氧殘留（臭氧濃度≤0.05mg/m3）；

? 紫外線消毒：選用波長(zhǎng) 254nm 的深紫外 LED 燈，安裝于回風(fēng)口內(nèi)側(cè)（避免直接照射古籍），消毒時(shí)長(zhǎng)可根據(jù)微生物濃度自動(dòng)調(diào)節(jié)（默認(rèn)運(yùn)行 30 分鐘 / 次，微生物濃度超標(biāo)時(shí)延長(zhǎng)至 60 分鐘）；

1. 凈化技術(shù)配置：采用 “初效過濾 + 中效過濾 + 高效過濾 + 活性炭吸附” 四級(jí)凈化流程：

? 初效過濾器：過濾精度 G4，去除大顆粒粉塵（≥5μm），過濾效率≥80%；

? 中效過濾器：過濾精度 F8，去除細(xì)小粉塵（≥1μm），過濾效率≥95%；

? 高效過濾器：過濾精度 H13，去除 PM2.5 及微小顆粒物（≥0.3μm），過濾效率≥99.97%；

? 活性炭吸附層：選用改性活性炭，吸附甲醛、VOC 等有害氣體，吸附容量≥800mg/g，使用壽命≥12 個(gè)月；

1. 核心設(shè)備：一體化消毒凈化機(jī)組，與恒溫恒濕機(jī)組聯(lián)動(dòng)運(yùn)行，風(fēng)量匹配庫房通風(fēng)需求（按 500㎡庫房計(jì)算，風(fēng)量≥5000m3/h），運(yùn)行噪音≤50dB（A）。

（三）自動(dòng)化控制與監(jiān)測(cè)技術(shù)

1. 傳感器配置：

? 溫濕度傳感器：選用高精度數(shù)字式傳感器，測(cè)量范圍：溫度 - 10℃~60℃，濕度 0% RH~100% RH，精度：溫度 ±0.2℃，濕度 ±1% RH，每 50㎡部署 1 個(gè)，庫房?jī)?nèi)均勻分布；

? 空氣質(zhì)量傳感器：集成 PM2.5、甲醛、VOC 檢測(cè)功能，PM2.5 測(cè)量范圍 0~1000μg/m3，精度 ±5μg/m3；甲醛測(cè)量范圍 0~1mg/m3，精度 ±0.01mg/m3；

? 微生物傳感器：采用激光散射法，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空氣中細(xì)菌、霉菌濃度，測(cè)量范圍 0~1000CFU/m3，報(bào)警閾值可自定義（默認(rèn)≥50CFU/m3）；

? 門窗傳感器：安裝于庫房門窗處，監(jiān)測(cè)門窗開關(guān)狀態(tài)，異常開啟時(shí)觸發(fā)報(bào)警，避免外界環(huán)境干擾；

1. 智能控制柜：內(nèi)置西門子 S7-1200PLC 控制器，支持 Modbus、TCP/IP 等通信協(xié)議，可與各類傳感器、執(zhí)行設(shè)備無縫對(duì)接；配備 7 英寸觸控屏，支持本地參數(shù)設(shè)置、設(shè)備啟停控制、數(shù)據(jù)查看等功能；

2. 云端管理平臺(tái)：基于 B/S 架構(gòu)，支持電腦端、手機(jī) APP 遠(yuǎn)程訪問，功能包括：

? 實(shí)時(shí)監(jiān)控：顯示庫房溫濕度、空氣質(zhì)量、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)，以圖表形式直觀呈現(xiàn)；

? 歷史數(shù)據(jù)：查詢?nèi)我鈺r(shí)間段的環(huán)境數(shù)據(jù)與設(shè)備運(yùn)行記錄，支持導(dǎo)出 Excel 格式；

? 報(bào)警管理：設(shè)置多級(jí)報(bào)警閾值，設(shè)備故障、環(huán)境參數(shù)超標(biāo)時(shí)觸發(fā)聲光報(bào)警與短信通知，可自定義通知人員；

? 運(yùn)維管理：記錄設(shè)備維護(hù)、耗材更換等信息，設(shè)置維護(hù)提醒（如過濾器更換提醒、設(shè)備校準(zhǔn)提醒）。

為保證庫房空氣新鮮度，同時(shí)避免外界污染物進(jìn)入，配置全熱交換新風(fēng)系統(tǒng)：

1. 核心設(shè)備：選用高效全熱交換器，風(fēng)量≥1000m3/h，熱回收效率≥75%，降低能耗；

2. 過濾配置：新風(fēng)入口設(shè)置初效 + 中效 + 高效三級(jí)過濾，確保進(jìn)入庫房的新風(fēng)符合古籍保存要求；

3. 聯(lián)動(dòng)控制：新風(fēng)系統(tǒng)與恒溫恒濕、消毒凈化系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，根據(jù)庫房 CO?濃度（默認(rèn)閾值≥1000ppm）自動(dòng)啟停，或按預(yù)設(shè)時(shí)間（如每天凌晨 2:00-4:00）定時(shí)運(yùn)行。

1. 設(shè)備安裝：恒溫恒濕機(jī)組、消毒凈化機(jī)組、新風(fēng)交換器安裝于庫房附屬機(jī)房（距離庫房≤10 米），避免設(shè)備運(yùn)行噪音影響庫房；管道安裝采用保溫降噪材料，防止冷凝水產(chǎn)生與噪音傳播；

2. 傳感器安裝：傳感器安裝高度距地面 1.5 米，遠(yuǎn)離門窗、送風(fēng)口、回風(fēng)口等氣流擾動(dòng)區(qū)域，避免陽光直射與振動(dòng)；

3. 布線要求：所有線纜采用屏蔽線，穿管保護(hù)，避免電磁干擾；電源線與信號(hào)線分開布線，間距≥30cm；

4. 機(jī)房環(huán)境：機(jī)房溫度保持在 5℃~35℃，濕度≤80% RH，通風(fēng)良好，配備排水設(shè)施，確保設(shè)備正常運(yùn)行。

1. 設(shè)備單機(jī)調(diào)試：逐一啟動(dòng)恒溫恒濕機(jī)組、消毒凈化設(shè)備、新風(fēng)系統(tǒng)等，檢查設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、參數(shù)顯示是否正常，測(cè)試設(shè)備啟停響應(yīng)速度與運(yùn)行噪音；

2. 系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)調(diào)試：設(shè)置溫濕度、空氣質(zhì)量等預(yù)設(shè)閾值，模擬庫房環(huán)境變化（如人為增加濕度、釋放污染物），測(cè)試系統(tǒng)是否能自動(dòng)觸發(fā)設(shè)備調(diào)控，驗(yàn)證調(diào)控精度與響應(yīng)時(shí)間；

3. 數(shù)據(jù)校準(zhǔn)：使用標(biāo)準(zhǔn)儀器對(duì)所有傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，確保數(shù)據(jù)測(cè)量準(zhǔn)確性；

4. 試運(yùn)行：系統(tǒng)連續(xù)試運(yùn)行 72 小時(shí)，記錄庫房環(huán)境參數(shù)變化、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、能耗數(shù)據(jù)等，排查并解決運(yùn)行過程中的問題；

5. 驗(yàn)收交付：試運(yùn)行合格后，向圖書館提交調(diào)試報(bào)告、設(shè)備說明書、操作手冊(cè)等資料，對(duì)管理人員進(jìn)行系統(tǒng)操作與維護(hù)培訓(xùn)。

1. 每日巡檢：通過本地監(jiān)控終端或云端平臺(tái)查看系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、環(huán)境參數(shù)，檢查設(shè)備是否存在報(bào)警信息；

2. 每周檢查：清潔傳感器探頭、送風(fēng)口、回風(fēng)口濾網(wǎng)，檢查管道連接是否嚴(yán)密，有無漏氣、漏水現(xiàn)象；

3. 每月維護(hù)：檢查設(shè)備運(yùn)行噪音、振動(dòng)是否正常，查看過濾器污染情況，記錄設(shè)備運(yùn)行參數(shù)。

1. 每 3 個(gè)月：更換初效過濾器，清潔中效過濾器；校準(zhǔn)溫濕度傳感器、空氣質(zhì)量傳感器；

2. 每 6 個(gè)月：更換中效過濾器，清潔恒溫恒濕機(jī)組、消毒凈化機(jī)組內(nèi)部換熱器；檢查變頻壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)；

3. 每年：更換高效過濾器、活性炭吸附層；對(duì) PLC 控制器、智能控制柜進(jìn)行全面檢測(cè)與軟件升級(jí)；對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體校準(zhǔn)，確保運(yùn)行精度；

4. 耗材管理：建立耗材臺(tái)賬，提前儲(chǔ)備過濾器、活性炭等易損耗材，確保及時(shí)更換。

1. 建立故障應(yīng)急預(yù)案，針對(duì)常見故障（如溫濕度調(diào)控失效、設(shè)備報(bào)警、傳感器故障等）制定排查流程；

2. 提供 7×24 小時(shí)技術(shù)支持，接到故障通知后，1 小時(shí)內(nèi)響應(yīng)，遠(yuǎn)程指導(dǎo)排查；遠(yuǎn)程無法解決的，24 小時(shí)內(nèi)派人現(xiàn)場(chǎng)維修；

3. 設(shè)備質(zhì)保期為 2 年，質(zhì)保期內(nèi)免費(fèi)維修或更換故障零部件；質(zhì)保期后提供終身維護(hù)服務(wù)，收取合理的零部件成本費(fèi)與服務(wù)費(fèi)。

1. 電氣安全：系統(tǒng)設(shè)備符合國(guó)家電氣安全標(biāo)準(zhǔn)，配備漏電保護(hù)、過載保護(hù)、短路保護(hù)等裝置，避免電氣事故；

2. 文物安全：消毒凈化過程無二次污染，紫外線燈不直接照射古籍，加濕采用超聲波技術(shù)，避免古籍受潮或化學(xué)損傷；

3. 數(shù)據(jù)安全：云端管理平臺(tái)采用加密傳輸技術(shù)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于本地服務(wù)器與云端雙重備份，防止數(shù)據(jù)丟失或泄露；

4. 防火防爆：機(jī)房配備滅火器，設(shè)備與線纜選用阻燃材料，避免火災(zāi)隱患。

本自動(dòng)化恒溫恒濕消毒凈化系統(tǒng)通過精準(zhǔn)的環(huán)境調(diào)控、高效的消毒凈化、智能的運(yùn)維管理，為圖書館古籍庫房打造穩(wěn)定、安全、潔凈的保存環(huán)境，有效延緩古籍材質(zhì)老化，降低蟲蛀、霉變風(fēng)險(xiǎn)，保障古籍文化遺產(chǎn)的長(zhǎng)期傳承。系統(tǒng)兼顧文物保護(hù)與節(jié)能環(huán)保需求，操作便捷、運(yùn)維高效，可顯著提升圖書館古籍管理的科學(xué)化、智能化水平，為古籍保護(hù)工作提供可靠的技術(shù)支撐。