Przedziały Temperatury i Wilgotności w Muzeach: Konserwacja Drewna i Innych Eksponatów
- Szczegóły
Muzea wymagają szczególnego podejścia przy projektowaniu instalacji grzewczych, wentylacyjnych i klimatyzacyjnych (HVAC). Projektant musi wziąć pod uwagę nie tylko komfort personelu i gości, ale przede wszystkim ochronę eksponatów przed czynnikami niszczącymi. Jak zatem zaprojektować instalacje HVAC w obiektach muzealnych?
Ogrzewanie, Klimatyzacja i Wentylacja w Muzeum - Przepisy i Normy
Podczas projektowania systemów HVAC w muzeach należy uwzględnić przepisy zawarte w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 roku w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (§ 132-139 oraz § 147-155). Należy również przestrzegać zasad opisanych w polskich normach związanych z instalacjami HVAC, do których odwołuje się ww. rozporządzenie.
Głównym zadaniem systemów HVAC w obiektach muzealnych jest ochrona zbiorów przed czynnikami, które mogą doprowadzić do ich degradacji. W związku z tym projektant powinien uwzględnić zasady i zalecenia określone w Polskiej Normie PN-EN 15757:2012 dotyczącej konserwacji dóbr kultury.
Instalacje HVAC w Obiektach Muzealnych - Aktualne Wytyczne
Parametry powietrza dla większości obiektów muzealnych powinny mieścić się w zakresie: temperatura 16-25°C oraz wilgotność względna 40-60%. Warunki te są odpowiednie również dla personelu i zwiedzających, dlatego instalacje klimatyzacyjne w muzeum nie wymagają podziału na klimatyzację komfortu i klimatyzację technologiczną.
Należy jedynie zadbać o to, aby osoby przebywające w muzeum miały zapewnioną odpowiednią ilość świeżego powietrza (strumień objętości powietrza wentylacyjnego powinien wynosić co najmniej 20 m3/h na osobę).
Przeczytaj także: Przedziały Wilgotności Gruntu i Ich Znaczenie
Szczegółowe wytyczne konserwatorskie opracowane przez Muzeum Narodowe w Krakowie w 2012 roku są następujące:
- Temperatura w sezonie grzewczym: 18-21°C (ogrzewanie uruchamia się, gdy temperatura spadnie poniżej 18°C);
- Temperatura poza sezonem grzewczym: 18-25°C (instalacje klimatyzacyjne w muzeum uruchamia się po osiągnięciu temperatury 24°C lub wyższej);
- Wilgotność względna w sezonie grzewczym: 35-55%;
- Wilgotność względna poza sezonem grzewczym: 40-60%;
- Przy wilgotności względnej poniżej 25% można obniżyć temperaturę do 15°C.
Projektowanie HVAC w Obiektach Muzealnych - Największe Wyzwania
Projektant instalacji HVAC powinien uwzględnić indywidualne wymagania obiektu muzealnego związanego z miejscem przechowywania i rodzajem eksponatów. Wymienione powyżej parametry powietrza są odpowiednie dla większości eksponatów, jednak należy pamiętać, że niektóre materiały są szczególnie wrażliwe na czynniki zewnętrzne.
Zanieczyszczenie Powietrza
Wentylacja w muzeum powinna chronić eksponaty przed szkodliwym działaniem zanieczyszczeń pochodzących z zewnątrz (pyłki roślinne, zarodniki grzybów i pleśni, siarkowodór, dwutlenek azotu, drobne cząstki PM2.5) oraz rozprzestrzenianiem się zanieczyszczeń powstających wewnątrz obiektu (np. kwas octowy z materiałów budowlanych, aldehydy z formaliny).
Szczególnie podatne na działanie zanieczyszczeń są eksponaty wykonane z materiałów porowatych, naturalnych (skóra, płótno, tkaniny naturalne) oraz metalu (żelazo, ołów, srebro, miedź).
Temperatura Powietrza
Systemy HVAC w obiektach muzealnych powinny utrzymywać temperaturę na poziomie odpowiednim dla przechowywanych eksponatów. Zbyt wysoka temperatura powoduje spadek wilgoci, co zwiększa łatwopalność niektórych materiałów (np. drewna, papieru, płótna).
Przeczytaj także: Zalecenia dotyczące przechowywania zdjęć
Niewłaściwa temperatura może prowadzić również do deformacji zbiorów wykonanych z plastiku, fotografii, werniksu na obrazach, a także plastikowych i akrylowych osłon muzealnych. Bardzo wrażliwe na ciepło są również nośniki magnetyczne (kasety wideo, taśmy audio, dyskietki), kolorowe wydruki, elastyczne polimery (guma, pianka poliuretanowa), niektóre farby akrylowe, a także futra, pióra i wypchane zwierzęta.
Wilgotność Powietrza
Wentylacja, ogrzewanie oraz instalacje klimatyzacyjne w muzeum muszą utrzymywać odpowiednią wilgotność względną, dostosowaną do rodzaju przechowywanych zbiorów. Dla przykładu, zwierzęta i ich wysuszone organy, a także mumie wymagają niskiej wilgotności (20-35%). Z kolei w przypadku zbiorów wykonanych z papieru i obrazów zaleca się utrzymywanie wilgotności na poziomie 40-55%.
Wskutek niezachowania optymalnej RH zbiory stają się podatne na zmiany fizyczne (kurczenie, pęcznienie), zmiany chemiczne (przebarwienia, matowienie, blaknięcie, korozję), a także degradację biologiczną (np. pleśnienie).
Fluktuacje Temperatury i Wilgotności
Eksponaty muzealne są wrażliwe także na duże wahania parametrów powietrza. Drastyczny spadek wilgotności związany z uruchomieniem ogrzewania przyczynia się do uszkodzeń mechanicznych (pękania, deformacji, odspajania).
Z kolei nagły wzrost wilgotności może przyspieszać zmiany chemiczne (np. korozję) i biologiczne (pleśnienie). Dlatego bardzo ważne jest, aby ogrzewanie, klimatyzacja i wentylacja w muzeum zapewniały stabilny mikroklimat. Dobowe zmiany temperatury nie powinny przekraczać 1,5 stopnia, zaś fluktuacja wilgotności nie powinna przekraczać 2-6%.
Przeczytaj także: Temperatura a efektywność biegu
HVAC w Obiektach Muzealnych - Jak Projektować?
Przy projektowaniu instalacji HVAC dla obiektów muzealnych należy uwzględnić fakt, że eksponaty przechowywane w magazynach wymagają szczególnej i długotrwałej ochrony. W takich pomieszczeniach często zachodzi konieczność obniżenia temperatury i wilgotności do poziomu, którego nie można zachować w pomieszczeniach przeznaczonych do zwiedzania.
Należy również zadbać o to, aby personel miał możliwość kontrolowania parametrów i wprowadzania zmian w temperaturze/wilgotności w celu zachowania stałego mikroklimatu.
Wentylacja w muzeum powinna zapewniać optymalną wilgotność bez konieczności obniżania temperatury w zimie. System powinien działać nieprzerwanie, zapewniając stałe warunki dla zbiorów przechowywanych na sali wystawienniczej i w magazynie.
Wskazane jest również oczyszczanie powietrza z zanieczyszczeń gazowych i stałych. Ponadto należy mieć na uwadze fakt, że instalacje HVAC w obiektach muzealnych nie powinny przeszkadzać w podziwianiu eksponatów ani mieć negatywnego wpływu na estetykę budynku (ważne szczególnie w przypadku obiektów zabytkowych).
Powyższe założenia można zrealizować poprzez:
- Centralę klimatyzacyjną wyposażoną w odpowiednie filtry (wstępne klasy F5, dokładne klasy F7, HEPA), chłodnicę (wodną, glikolową lub z bezpośrednim odparowaniem), nagrzewnicę (wodną, parową, elektryczną) oraz nawilżacz (parowy, ultradźwiękowy);
- Podział obiektu na strefy obsługiwane przez oddzielne klimatyzatory typu split lub instalację typu multi-split;
- System wentylacji ze stałym przepływem powietrza (CAV);
- Automatyczne sterowanie z udziałem higrostatów i termostatów pomieszczeniowych oraz możliwością ręcznego wprowadzania ustawień;
- Układ klimatyzacji precyzyjnej w przypadku obiektów wysoce wrażliwych na parametry powietrza i zmiany mikroklimatu;
- Dyskretne klimatyzatory kasetonowe umieszczone w suficie podwieszanym.
Parametry Klimatu a Obiekt Muzealny
Pośród wielu czynników mających wpływ na stan zachowania obiektów zabytkowych, najważniejszymi są: temperatura, wilgotność względna powietrza oraz natężenie światła otaczającego eksponaty. Wartość temperatury oraz wilgotności względnej powietrza wewnętrznego powinno się określać na podstawie analizy ich wpływu na stan zachowania obiektów.
Wartość wilgotności względnej powietrza jest szczególnie istotna w przypadku obiektów złożonych z materiałów higroskopijnych. Każda odchyłka wilgotności względnej od poziomu charakteryzującego stan równowagi powietrze / obiekt rozpoczyna proces wymiany wilgoci pomiędzy nimi, pociągając za sobą zmianę wymiarów liniowych materiału higroskopijnego. W takim przypadku możemy doprowadzić do nieodwracalnej destrukcji obiektu zabytkowego poprzez zmianę jego struktury.
Niepożądany zakres wilgotności względnej powietrza w przypadku obiektów składających się z metalu, czy kamienia sprzyjać będzie procesom korozji lub rozkładu chemicznego. Należy również unikać ekspozycji obiektów zabytkowych w zbyt wysokiej wilgotności względnej (powyżej 65%) i wysokiej temperaturze powietrza, ze względu na możliwość stworzenia dogodnych warunków klimatycznych dla rozwoju mikroorganizmów.
Różnorodność materiałów, z których wykonane są obiekty zabytkowe, jest przyczyną szerokiego wachlarza wymagań psychometrycznych. Materiały pochodzenia organicznego takie jak: drewno, papier, skóra, tkaniny, kości o budowie komórkowej higroskopijnej, są bardzo wrażliwe na działanie procesów fizykochemicznych.
Nadmiar wilgoci może doprowadzić do deformacji drewna, kurczenia się tkanin, rozmiękczenia niektórych spoin oraz może spowodować optyczne wybielenie werniksu. Zaś suche powietrze powoduje pękanie kości, deformację drewna, kruchość spoiwa oraz rozszerzanie się tkanin. Dodatkowo, przy częstych zmianach wilgotności względnej powietrza drewno ma tendencję do pękania i skręcania się, stolarka artystyczna rozpada się, a warstwy malowane odczepiają się wraz z podkładem.
Destrukcyjną działalnością wilgoci jest również korozja metali. Pośród wszystkich obiektów zabytkowych jedynie te wykonane z materiałów metalowych najlepiej konserwują się w warunkach całkowitej suchości. Dla kamiennych i ceramicznych obiektów wykopaliskowych woda stanowi bardzo duże zagrożenie. Powoduje ona rozpuszczanie soli, które są zawarte w danych przedmiotach. Pod jej wpływem sole na nowo krystalizują się, gdy środowisko osusza się, co powoduje sproszkowanie i łuszczenie się powierzchni obiektów zabytkowych.
Zależność Między Trwałością Materiałów a Temperaturą Przechowywania
Według Stefana Michalskiego z Canadian Conservation Institute, każde zmniejszenie temperatury o 5°C podwaja czas życia obiektu. Zasada ta wynika z faktu, że spadek temperatury ogranicza szybkość chemicznej degradacji polimerów organicznych m.in. papieru, tkanin, skóry, tworzyw sztucznych, występujących w dużej części obiektów muzealnych.
ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) przewidują dla magazynów archiwalnych i bibliotecznych temperaturę +10°C, a przynajmniej w okresie zimowym osiągniecie niskiej temperatury.
| Stopień Wrażliwości Materiałów | Przykłady Materiałów |
|---|---|
| Niska | Drewno, len, bawełna, skóra, pergamin, farba olejna, tempera jajeczna, media akwarelowe |
| Średnia | Stabilne materiały fotograficzne np. papier gazetowy i niskiej jakości książki, papiery po 1850 roku, celuloid i wiele wczesnych tworzyw sztucznych, naturalne materiały zakwaszone przez zanieczyszczenia (tekstylia, skóra) |
| Bardzo Wysoka | Media magnetyczne np. taśmy wideo, audio, dyskietki; materiały fotograficzne |
Kolejnym czynnikiem mającym wpływ na muzealia poza temperaturą, jest wspominana wilgotność oraz naświetlenie i penetracja promieniowania UV. Te czynniki w przeważającym stopniu decydują o tym, czy oraz przez jaki czas dany obiekt będzie dostępny dla przyszłych pokoleń.
Wskazówki i Normy Międzynarodowe
Smithsonian Institution prowadzi politykę dopasowania zarządzania klimatem do rzeczywistych potrzeb ochrony obiektów i możliwości technicznych budynków. Poprzez niewielką zmianę parametrów klimatu, w którym są eksponowane i przechowywane muzealia otrzymano obniżenie o około 15% kosztów użytkowania systemów klimatyzacji.
Projekt Normy prEN15757 Europejskiego Komitetu Normalizacyjnego CEN „Konserwacja Dóbr Kultury - Zalecenia dotyczące temperatury i wilgotności względnej w celu ograniczenia wywołanych przez niestabilność mikroklimatu, fizycznych uszkodzeń organicznych materiałów higroskopijnych”.
Zalecenia Amerykańskiego Stowarzyszenia Inżynierów Ogrzewnictwa, Chłodnictwa i Klimatyzacji (ASHRAE).
Kontrola Wilgotności i Temperatury
Rozwiązania proponowane do monitorowania wilgotności i temperatury w salach wystawowych, w gablotach, na magazynach z obiektami powinny wyróżniać się możliwie wysoką dokładność pomiarów. Dodatkowo urządzenia pomiarowe powinny mieć możliwość adiustacji (regulacji) w przyszłości lub wymiany sensora wilgotności na nowy. Ten proces powinien być bardzo prosty, szybki i przede wszystkim tani (poprawienie dokładności pomiarów urządzeń nie może wymagać kosztów równych instalacji nowego sprzętu). Tylko systemy monitoringu wilgotności i temperatury oparte o takie czujniki zapewnią wiarygodne pomiary przez wiele lat!
tags: #przedziały #temperatura #i #wilgotność #muzeum #drewno
