Wpływ Wilgotności Powietrza na Dzieła Sztuki i Ochrona Eksponatów
- Szczegóły
Wilgotność powietrza to zawartość pary wodnej w powietrzu. Maksymalna wilgotność, czyli maksymalna ilość pary wodnej zawartej w określonej ilości powietrza, jest silnie powiązana z temperaturą powietrza. Im wyższa temperatura powietrza, tym więcej pary wodnej może się w nim znajdować. Przekroczenie maksymalnej wilgotności (np. w wyniku obniżenia temperatury powietrza) powoduje skraplanie się pary wodnej.
Zgodnie z definicją, wilgotność względna jest to ilość wody znajdującej się w powietrzu przy danej temperaturze podzielona przez jej maksymalną ilość nasycenia, którą może zaabsorbować powietrze w tej temperaturze. Wilgotność względna powietrza 60% oznacza, że powietrze zawiera 60% ilości pary nasyconej, która mogłaby być w nim zawarta w tej temperaturze. Wilgotność 0% oznacza, że w powietrzu nie ma pary wodnej.
Np.: przy 20°C 1 kg suchego powietrza może zaabsorbować do 14.5 g wody. Jeżeli 1kg powietrza przy 20°C zawiera maksymalną ilość wody czyli 14.5 g wówczas mówimy, że zostało osiągnięte 100% wilg. wzgl. Natomiast jeżeli taka sama ilość powietrza zawiera np. 5.0 g wody przy 20°C to dzieląc tą wartość przez ilość wody która może zaabsorbować do stanu nasycenia w tej temperaturze uzyskamy: 5.0/14.5 = 0,34 (34%). Zatem jest to powietrze z 34% wilg.
Jednym z podstawowych parametrów powietrza wpływającego na komfort środowiska, w którym przebywają ludzie, jest wilgotność powietrza. W prawidłowo nawilżonym środowisku, człowiek czuje się lepiej. Nie występują wówczas problemy z popękanymi ustami, przesuszonymi oczami, a śluzówka nosa jest odpowiednio nawilżona. Osoby przebywające w odpowiednio nawilżonym pomieszczeniu mają znacznie mniejszą podatność na infekcje i choroby układu oddechowego.
W procesach technologicznych, w których biorą udział materiały higroskopijne, niestabilna wilgotność względna może spowodować zmianę ich wymiarów oraz właściwości, a tym samym wpływa to negatywnie na sam proces oraz jego wydajność i to w większym stopniu niż np. zmiany temperatury.
Przeczytaj także: Cronos Blue Water - czy warto?
Tego typu sytuacje można zaobserwować np. w drukarni. Zapakowana rolka papieru, trafiając do drukarni, ma w sobie pewną ilość wody. Po rozpakowaniu, papier w zależności od poziomu wilgotności powietrza traci lub oddaje wodę do otoczenia jest to naturalny proces. Papier absorbując wilgoć rozszerza swoje pory, w przeciwnym kurczy je. W takim przypadku materiał zmienia swoje wymiary, a to ma wpływ na jakość wydruku.
Przy obróbce drewna mamy podobną sytuację jak z papierem, zmiana poziomu wilgotności może spowodować kurczenie materiału a co temu towarzyszy mogą wystąpić pęknięcia niekontrolowane skurcze i wykrzywienia materiału. Podobna sytuacja występuje w przemyśle tekstylnym. Włókna wykorzystywane jako przędza mogą stać się kruche, powodując ich rozrywanie, stratę czasu oraz zmniejszenie wydajności produkcji, a ponadto poszarpane włókna wpływają na pogorszenie jakości produktu.
W przypadku przemysłu wysokich technologii, wpływ zmian wilgotności powietrza ma duży udział na poprawność i wydajność procesu, zbyt suche powietrze może powodować pękanie płytek drukowanych, a warstwa farby staje się bardzo krucha. Tym samym produkt staje się wadliwy i bezużyteczny. Zbyt niski poziom wilgotności w pomieszczeniach serwerowni jest przyczyną gwałtownego wzrostu ładunków elektrostatycznych.
Obniżenie poziomu wilgotności względnej poniżej 30% powoduje niekontrolowane wyładowania a co za tym idzie może spowodować uszkodzenie drogocennego sprzętu informatycznego i utratę drogocennych danych. Jak widać można wymieniać wiele branż, w których wilgotność powietrza ma znaczący wpływ na jakość i bezpieczeństwo procesów technologicznych. Wszystkie te przypadki wymagają więc utrzymania stabilnej atmosfery otoczenia, co wymusza stosowanie nawilżania powietrza klimatyzowanych obiektów.
Nawilżanie Powietrza - Metody i Procesy
Proces nawilżania powietrza wodą realizowane jest w oparciu o zjawisko wymiany ciepła i masy czyli parowania dyfuzyjnego z powierzchni wody. Powierzchnia bezpośredniego kontaktu powietrza i wody ma zasadniczy wpływ na intensywność dyfuzji. W tym procesie używane są komory zraszania i złoża zraszane lub za pomocą dysz rozpraszających wodę na drobne krople (mgłę).
Przeczytaj także: Poradnik: Wybór nawilżacza
Możemy tu rozpatrywać dwa rodzaje przemian stanu powietrza: proces politropowy i adiabatyczny. Proces politropowy występuje jeżeli temperatura wody kontaktującej się z powietrzem jest różna od temperatury wilgotnego termometru tego powietrza. Wykorzystując ten proces, powietrze może być zarówno nawilżane jak również suszone. Jednakże w klimatyzacji proces nawilżania w komorach zraszania zazwyczaj zachodzi z użyciem wody obiegowej.
Temperatura wody kontaktującej się z powietrzem jest wówczas równa temperaturze termometru wilgotnego powietrza. Podczas kontaktu z wodą powietrze oddaje ciepło „jawne”, które w całości zużywane jest na odparowanie wody. Woda w postaci pary łączy się z powietrzem, oddając mu ciepło „utajone”. Powietrze jest w ten sposób nawilżane i chłodzone, a entalpia tego procesu praktycznie nie ulega zmianie. W związku z ochłodzeniem powietrza występuje konieczność dodatkowego dostarczenia energii celem jego podgrzania. Można to uzyskać przy pomocy nagrzewnic lub przy wykorzystaniu ciepła emitowanego przez znajdujące się w pomieszczeniu urządzenia.
Wpływ Wilgotności na Zdrowie i Otoczenie Domowe
Stan powietrza w mieszkaniach jest ważny dla naszego zdrowia. Zwracamy uwagę na takie rzeczy jak zanieczyszczenie i alergie, ale wilgotność jest często lekceważona. Problemy z oddychaniem, zniszczone meble i wyższe rachunki za media to tylko niektóre skutki zbyt suchego powietrza. Zbyt suche powietrze w pomieszczeniach może powodować różne problemy zdrowotne. Suche powietrze pogarsza istniejące wcześniej choroby, takie jak astma i alergie, podrażniając układ oddechowy, prowadząc do objawów takich jak kaszel i ból gardła.
Niska wilgotność w pomieszczeniach jest powiązana z suchą, swędzącą skórą i łamliwymi włosami. Gdy systemy ogrzewania wnętrz wysuszają powietrze w zimie, może to być bardzo nieprzyjemne. Suche powietrze ma negatywny wpływ nie tylko na nasze ciała. Niska wilgotność jest szkodliwa dla wszystkiego, co jest wykonane z drewna, w tym mebli, instrumentów i dzieł sztuki.
Ludzie mają tendencję do podkręcania termostatu, gdy przebywają w pomieszczeniach, ponieważ suche powietrze o tej samej temperaturze wydaje się zimniejsze niż wilgotne. W rezultacie więcej pieniędzy wydaje się na ogrzewanie i oświetlenie.
Przeczytaj także: Ultradźwiękowy nawilżacz powietrza
Nawilżacze Powietrza - Rozwiązania dla Domu
Nawilżenie w domu da się zwiększać za pomocą specjalnych urządzeń tzw. nawilżaczy powietrza. Są one w stanie zapewniać użytkownikom kilka unikalnych korzyści, np.:
- Poprawa komfortu oddychania
- Zmniejszenie ryzyka podrażnień skóry
- Ochrona drewnianych elementów wyposażenia
W sprzedaży dostępne są różne typy nawilżaczy powietrza. Dodatkowo oczyszczające powietrze - wyposażone m.in. w skuteczne filtry HEPA (ang. High Efficiency Particulate Air).
Warianty ultradźwiękowe są uznawane za doskonałe nawilżacze powietrza do sypialni, ewaporacyjne cieszą się dużym uznaniem w przestrzeniach roboczych oraz biurowych, natomiast parowe stanowią idealny wybór dla osób poszukujących rozwiązania budżetowego.
Którymi aspektami kierować się podczas wyboru nawilżacza powietrza? Podstawowe kryterium to efektywność nawilżania. Rozważane urządzenie musi być w tym zakresie dopasowane do wielkości pomieszczenia, w którym będzie używane. Mile postrzegana będzie łatwość demontażu i mycia poszczególnych elementów urządzenia.
Przyszli nabywcy powinni także zwrócić uwagę na obecność różnych trybów pracy (m.in. nocny i dzienny) oraz higrostatu, który umożliwia utrzymywanie odgórnie ustalonego poziomu wilgotności powietrza.
Wilgotność a Dzieła Sztuki i Instrumenty Muzyczne
Utrzymywanie stałego, zrównoważonego poziomu wilgotności jest niezbędne do ochrony cennych dzieł sztuki oraz zapewnienia artystom optymalnych warunków występu. Precyzyjna kontrola wilgotności powietrza jest więc kluczowa w branży artystycznej.
Zawodowi muzycy bardzo dbają o swoje instrumenty i oczekują idealnych warunków zarówno do ich przechowywania, jak i do występów. Pianino i inne instrumenty klawiszowe mają płyty rezonujące wykonane z drewna sosnowego, których zadaniem jest wzmacnianie dźwięku. Jeżeli poziom wilgotności powietrza w otoczeniu nie jest utrzymywany na prawidłowym poziomie, drewno sosnowe zacznie pochłaniać i oddawać cząsteczki wody.
Klimatyzacja i Nawilżanie Powietrza w Muzeach
W muzeach i teatrach gromadzi się na raz duża liczba ludzi. Wszystkie przedmioty historyczne zawierające materiały higroskopijne (papier, drewno) wymagają stabilnych warunków, ponieważ nieprawidłowe poziomy wilgotności powodują kurczenie lub rozszerzanie się włókien w miarę pochłaniania lub oddawania przez nie cząsteczek wody.
Klimatyzacja w muzeach i pomieszczeniach wystawowych to trudne zadanie. Ma przede wszystkim chronić cenne dobra kultury i eksponaty przed wpływem czynników zewnętrznych i możliwymi szkodami, zapewniając przy tym również szczególny komfort samym pracownikom i zwiedzającym.
Dlatego, zależnie od rodzaju dzieł sztuki, kustosze kładą nacisk na zachowanie stałych, ściśle określonych parametrów klimatycznych w pomieszczeniach wystawowych, w których odchylenia od normy mogą być tylko nieznaczne i przejściowe. Standardowa temperatura w muzeum mieści się w przedziale od 20°C (sezon grzewczy) do 24°C (sezon chłodniczy) przy wilgotności względnej powietrza ok. 50-60% - niezależnie od aktualnych warunków powietrza na zewnątrz (gorące, zimne, wilgotne, suche) i aktualnej liczby zwiedzających.
W miesiącach zimowych w pomieszczeniach muzeum mogą panować szczególnie krytyczne warunki. Zimne i suche powietrze zewnętrzne, w instalacji klimatyzacyjnej ogrzewane z temperatury przykładowo 0°C do wymaganej temperatury powietrza doprowadzanego 24°C, ma wilgotność względną na poziomie zaledwie 12%. Tak suche powietrze mogłoby doprowadzić do nieodwracalnych uszkodzeń eksponatów, a u zwiedzających muzeum powodować wysuszenie śluzówki nosa i gardła oraz spojówek.
Dlatego szczególnie w chłodnych porach roku trzeba nawilżać suche powietrze zewnętrzne w instalacji klimatyzacyjnej do poziomu co najmniej 50-55%. Do bezpiecznego, ekonomicznego i higienicznego nawilżania powietrza w urządzeniach wentylacyjnych projektant instalacji i pełnomocnicy muzeum wybrali kilka systemów produkcji Condair GmbH, Garching.
Centralne uzdatnianie wody przez urządzenie do odwróconej osmozy Condair AT2 (klasa sprawności EFF1, układ wstępnego podwójnego zmiękczania wody) wytwarza dla wszystkich systemów nawilżania powietrza do 1000 l uzdatnionej wody na godzinę.
W trakcie modernizacji muzeum zainstalowano 11 central wentylacyjnych i klimatyzacyjnych o wydajności całkowitej ok. Siedem z nich ma termodynamiczne funkcje ogrzewania i nawilżania i zaopatruje kolejne pomieszczenia wystawowe, zbiory oraz forum i foyer.
Hybrydowe nawilżacze powietrza Condair DL składają się z atomizera z osobno regulowanymi na kracie nośnej dyszami zraszającymi i podłączanego opatentowanego parownika z paneli ceramicznych. Higieniczną pracę zapewnia uzdatniona wcześniej woda osmotyczna dodatkowo kondycjonowana jonami srebra w opatentowanym systemie HygienePlus. Część wody rozpylanej z dysz pod niskim ciśnieniem wyparowuje bezpośrednio w strumieniu powietrza, reszta dociera do paneli ceramicznych, gdzie wyparowuje niemal całkowicie.
Inne właściwości nawilżacza Condair DL to niewielka długość od zaledwie 600 do 900 mm, niewielkie straty ciśnienia rzędu 40-60 Pa, indywidualna regulacja natrysku, automatyczna, płynna regulacja wydajności nawilżania w zależności od aktualnego zapotrzebowania i zdefiniowanej wilgotności powietrza oraz integracja z nadrzędnymi systemami zarządzania i automatyki budynku.
Wieloletnie badania i pomiary naukowców pozwoliły określić zakresy dla poszczególnych parametrów mikroklimatu, w stosunku do rodzaju i charakterystyki obiektów muzealnych. Niska temperatura może powodować kruchość materiałów, wysoka natomiast prowadzić do rozwoju pleśni i innych organizmów, które niszczą przedmioty zabytkowe.
Szczególnie narażone będą zatem obiekty muzealne, mające właściwości higroskopijne, czyli takie, które pochłaniają wilgoć z otoczenia. Nieodpowiedni poziom wilgoci w powietrzu może spowodować zmianę objętości eksponatów, a co za tym idzie ich destrukcję.
Nowoczesne bezprzewodowe przyrządy i systemy monitoringu temperatury i wilgotności ułatwiają nadzór nad mikroklimatem panującym w gablotach, salach wystawowych oraz magazynach.
Tabela: Wpływ Wilgotności na Różne Materiały
| Materiał | Wpływ Niskiej Wilgotności | Wpływ Wysokiej Wilgotności |
|---|---|---|
| Papier | Kruchość, pękanie | Rozszerzanie, rozwój pleśni |
| Drewno | Kurczenie, pękanie | Rozszerzanie, deformacja |
| Tekstylia | Kruchość włókien | Rozwój pleśni, gnicie |
| Materiały malarskie | Kruszenie, pękanie warstw | Odwarstwianie, rozwój mikroorganizmów |
tags: #nawilżacz #powietrza #a #dzieła #sztuki #wpływ
