Strategie ochrony: międzynarodowe normy i zalecenia

Strategie ochrony: międzynarodowe
normy i zalecenia
Roman Kozłowski
Polska Akademia Nauk, Kraków
Norma ASHRAE – wilgotność względna
Muzea, galerie, archiwa, biblioteki, rozdział 21, Podręcznik klimatyzacji
ASHRAE – Amerykańskiego Stowarzyszenia Inżynierów Ogrzewnictwa,
Chłodnictwa i Klimatyzacji (2007)
Poziom długookresowy - 50% lub historyczna średnia roczna
Klasa stabilizacji
Fluktuacje
Zmiana
poziomu w
cyklu rocznym
Zagrożenia obiektów
A
stabilizacja
precyzyjna, ale
możliwy cykl
roczny
±5%
+10% w lecie
-10% w zimie
(AA brak)
±10%
brak
niewielkie dla obiektów o
wysokiej wrażliwości,
brak dla większości
obiektów i obrazów
±10%
+10% w lecie
-10% w zimie
B
stabilizacja oraz
cykl roczny
umiarkowane dla
obiektów o wysokiej
wrażliwości, niewielkie
dla większości obiektów i
obrazów
Norma ASHRAE – wilgotność względna
Klasa stabilizacji
Fluktuacje
Zmiana
poziomu w
cyklu rocznym
Zagrożenia obiektów
C
zapobiega
znaczącym
zagrożeniom
przez cały rok pomiędzy
25 – 75%
wysokie dla obiektów o
wysokiej wrażliwości,
umiarkowane do
niewielkiego dla
większości obiektów i
obrazów
D
zapobiega
zawilgoceniu
przez cały rok poniżej 75%
wysokie dla większości
obiektów i obrazów w
przypadku spadków
wilgotności względnej, ale
unika się uszkodzeń
spowodowanych wysoką
wilgotnością względną
oraz ataku pleśni.
Przykład – Smithsonian Institution,
Waszyngton
Parametry
stabilizacji
mikroklimatu
przed 2005
Temperatura
[oC]
21 ± 1
Wilg. wzgl. [%]
50 ± 5
(45 – 55)
Klasa stabilizacji
ASHRAE
AA
dobra A
po 2005
21 ± 2
45 ± 8
(37 – 53)
Propozycje z zebrania ekspertów muzeów amerykańskich
„Rozważmy klimat w muzeach jeszcze raz”, Boston, 12-13 kwietnia 2010
15 - 25
40 - 60
A lub B
Norma europejska
Komitet Techniczny 346 „Konserwacja Dóbr
Kultury”, Europejski Komitet Normalizacyjny CEN,
przewodniczący profesor Vasco Fassina
Grupa robocza 4 „Środowisko”
projekt normy europejskiej prEN 15757 „Zalecenia
dotyczące temperatury i wilgotności względnej w
celu ograniczenia wywołanych przez niestabilność
mikroklimatu, fizycznych uszkodzeń organicznych
materiałów higroskopijnych”
(wejdzie w życie w roku bieżącym)
Norma wykorzystuje dwie koncepcje
1. Warunki otoczenia – koncepcja aklimatyzacji
Należy utrzymać mikroklimat historyczny
opisany przez średnie długookresowe, cykl
zmiany rocznej oraz pasmo zmian
krótkookresowych temperatury i wilgotności
względnej, do których obiekty zaaklimatyzowały
się przez długi okres czasu, o ile klimat ten nie
powoduje nowych uszkodzeń.
2.Wymogi materiału – zrozumienie
zachowania polichromowanego drewna
jako układu fizycznego
Zmiany parametrów mikroklimatycznych
nie powinny przekraczać poziomu
krytycznego, powyżej którego pojawia się
zagrożenie uszkodzeniem fizycznym.
Konieczna jest znajomość klimatu
historycznego
Norma opisuje sposób określania
zalecanych warunków wilgotności
względnej na podstawie warunków
historycznych (załącznik informacyjny)
– należy monitorować warunki co najmniej przez
rok
– należy opisać warunki historyczne obliczając:
długookresową średnią wilgotność względną
cykl zmiany rocznej
pasmo wahań krótkookresowych
Kościół p.w.
Zwiastowania
NMP
Skępe
cenne malowidła
ścienne
Walentego
Żebrowskiego
1750-53
Średnia roczna – średnia arytmetyczna
chwilowych wartości wilgotności względnej
Wilgotność względna [%]
90
80
70
60
średnia roczna
50
40
2006-12-01 2007-03-01 2007-06-01 2007-09-01 2007-12-01 2008-03-01 2008-06-01
Data
Cykl zmiany rocznej – 30-dniowa centralna średnia
krocząca chwilowych wartości wilgotności
względnej wygładza fluktuacje i uwidocznia cykle
długookresowe
Wilgotność względna [%]
30 dni
80
60
chwilowe wartości wilg. wzgl.
cykl zmiany rocznej
40
2008-01-01
2008-02-01
2008-03-01
Data
2008-04-01
2008-05-01
Wahania krótkookresowe – różnica między
wartością chwilową wilgotności względnej, a 30dniową średnią kroczącą
Wilgotność względna [%]
90
80
70
60
Amplituda fluktuacji 17%
50
chwilowe wartości wilg. względn.
cykl zmiany rocznej
40
2008-01-01
2008-02-01
2008-03-01
Data
2008-04-01
2008-05-01
Zalecane pasmo – usunięto 14%
największych fluktuacji
100
Wilgotność względna [%]
90
zalecane pasmo
80
70
60
50
chwilowe wartości wilg. wzgl.
cykl zmiany rocznej
40
2006-12-01
2007-03-01
2007-06-01
Data
2007-09-01
2007-12-01
Bezwględna dopuszczalna
zmiana wilgotności względnej
• Jeżeli analiza klimatu historycznego wykaże,
że wahania wilgotności względnej nie
przekraczają ±10% licząc do cyklu zmiany
rocznej, wyliczone pasmo uznaje się za
niepotrzebnie restrykcyjne i nie bierze pod
uwagę.
• Dopuszcza się pasmo ± 10% po analizie
sytuacji przez konserwatora zabytków.
• Norma proponuje matematyczne
procedury ilościowego wyznaczania
zalecanych warunków
mikroklimatycznych na podstawie
klimatu historycznego
• kryteria określania dopuszczalnych
wahań powinny opierać się na
badaniach i konserwatorskich analizach
stanu zachowania obiektów
• dopuszcza się pasmo wilgotności
względnej o szerokości ± 10%
niezależnie od klimatu historycznego
Zainstalowany system grzewczy
Ogrzewanie zlokalizowane
1m
Niskie zużycie energii
• całkowita moc - 12kW
• ławki stałe – 7kW, 100W/1 m bieżący
element grzewczego, Tmax - 50oC,
• podesty – 5 kW, 300W/1 m2 folii
grzewczej, Tmax - 30oC
Monitorowanie
i sterowania
Pomiar i wyliczanie
parametrów
80
fluktuacja
Wilgotność względna [%]
30-dniowa średnia krocząca
60
30 dni
odczyt wilgotności względnej
40
2007-07-01 2007-07-11 2007-07-21 2007-07-31 2007-08-10 2007-08-20 2007-08-30
Data
Warunki dopuszczające działanie
systemu grzewczego - początkowe
• RHnawa i RHprezb. > RH30d średnia - ∆RH
• ∆RH = 11%
• zabezpieczenia
Wilgotność względna [%]
Epizod niskiej wilgotności na
zewnątrz
80
dolna granica zalecanego pasma
60
chwilowe wartości wilg. wzgl.
cykl zmiany rocznej
40
2008-01-01
2008-01-07
2008-01-13
2008-01-19
Data
2008-01-25
2008-01-31
Warunki dopuszczające działanie
systemu grzewczego - poprawione
• RHnawa i RHprezb. > RH30d średnia –
11%
oraz
• ∆RHnawa i ∆RHprezb. w ciągu 1,5
godz. mniej niż 2%
Uwaga! Brak zagrożeń ze strony
warunków zastanych jest podstawą
opisanej strategii prewencyjnej.
o
T - T punktu rosy [ C]
Zagrożenie powodowane przez klimat
historyczny – epizody kondensacji na
sklepieniu
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
-1
-30
0
30
60
90
120
150
Czas [dzień]
180
210
240
270
Ogrzewanie sklepienia
promiennikami podczerwieni
System zapobiega epizodom
kondensacji
4
o
T - T punktu rosy [ C]
3
2
1
0
2007-12-20
2007-12-23
2007-12-26
Data
2007-12-29
Podsumowanie
programowalne kryteria sterowania
systemami klimatyzacji (jak ogrzewanie)
w budynkach zabytkowych i muzeach
można ustalić na podstawie klimatu
historycznego lub badań dziel sztuki jako
obiektów fizycznych
normy mogą wskazywać użyteczne
procedury procesu decyzyjnego
Podsumowanie
jeżeli klimat historyczny lub wyjątkowa
wrażliwość obiektów niosą jakiekolwiek
zagrożenia, konieczne są badania,
specjalistyczne metody monitorowania
oraz indywidualne działania
zapobiegające