Měření klimatických a světelných podmínek

Měření klimatických a světelných podmínek

Základní monitorované veličiny prostředí Teplota (vzduchu, povrchu předmětů apod.) Vlhkost vzduchu Relativní - % (skutečný obsah vody/ maximálnímu pro danou teplotu) Absolutní - g/m 3 Rosný bod je teplota T rb, při které je vzduch maximálně nasycen vodními parami (relativní vlhkost vzduchu dosáhne 100%). Na předmětech s T< T rb pak voda kondenzuje Světelné parametry Intenzita osvětlení lx Osvit, Expozice lxh, Mlxh Úroveň UV záření μw/lm

Teplota a Vlhkost vzduchu - obecně Teplota (T) a relativní vlhkost (RV) vzduchu spolu velmi úzce souvisejí: Teplota vzduchu není jedinou a nejdůležitější veličinou rozhodující o tom, zda prostředí nepoškodí památkový předmět. Veličinou, která je mnohem obtížněji ovladatelná je vlhkost vzduchu. Se zvýšením T klesá jeho RV a naopak Běžně doporučované hodnoty T (15 až 22 C, max. 25 C?) a RV (40 až 60%, ne vyšší jak 65%) jsou bez použití techniky celoročně je velmi obtížně udržitelné. Pro samotné kovy může být nižší RV 30%. Pro fotografie a filmy platí jiné podmínky (viz dále), které vyžadují technikou úpravu vzduchu. Platí zde, že nižší RV a T a jejich malé změny od nastavených středních hodnot výrazně prodlužují jejich životnost. Trvale nízká relativní vlhkost (nižší než cca 35%) - vysoušení, smršťování, tvrdnutí, praskání a křehnutí hygroskopických materiálů Trvale vysoká relativní vlhkost (vyšší než cca 70%) - vytváří optimální prostředí pro růst hub a plísní, koroze kovů, riziko dosažení teploty rosného bodu

V různých zdrojích doporučované hodnoty RV a T pro jednotlivé materiály Materiál Teplota (ºC) Relativní vlhkost (%) Tolerovaný interval RV (%) papír,dřevo, kůže, textil, malba, obrazy, sklo, etnografický materiál, biologické sbírky 18 55 45-60 Kovy samotné 18-20 30-40 Do 55 Kovy s organickými materiály 18-20 40-55 Do 55 fotografie <21 35 30-45 barevné filmy <2 20 25-35 černobílé filmy <21 35 30-45 Změny během 24 hodin <±2 <±2 <±5! keramika, kámen cca 20 do 60 40-60

Teplota a Vlhkost vzduchu naše klima A co naše klimatické podmínky? V zemích střední Evropy jsou standardně teplá vlhká léta střídána chladnými, suchými zimními měsíci. Maximální rozdíl teplot přitom může být až 60 C!! V létě tak při nižších teplotách (kolem 20 C) je nutné vzduch odvlhčovat a v zimě naopak přivlhčovat. Proto je v zimě vhodné (pokud to jde) udržovat v depozitářích nižší teplotu (kolem 10 C) je to ekonomické a navíc to zvýší RV. Je však nezbytné hlídat RV s příchodem jara! V nevytápěných objektech (hrady, zámky) jsou nízké teploty v zimě normální a běžně tak působí velké obtíže příchod jara s teplejšími vlhkými dny.. dosažení teploty rosného bodu v interiéru (stěny, volně uložené předměty apod.) kondenzace vody!! Velmi důležité je též vyvarovat se větším náhlým změnám RV a T, které jsou pro sbírky nebezpečnější, než změny pozvolné (sezónní změny klimatu).

Teplota a Vlhkost vzduchu a hygroskopické materiály Změna RV znamená též změny rozměrů materiálů obsahujících vodu. V suchém prostředí vodu ztrácejí a ve vlhkém zase obsorbují. I změny T znamenají změny rozměrů předmětů, ale méně významné. Vlhkost, kterou přitom v interiéru vysýcháním ztrácejí hygroskopické materiály (organické jako dřevo, papír,bavlna, vlna, kůže, klíh, želatina, obilí, mouka atd. i anorganické a minerální, jako opuky, pískovce, hlinky, omítky, pálená stavební keramika aj.) a předměty z nich vyrobené nebo je obsahující, musí přijmout vzduch, který je obklopuje. Naopak, vlhkost, kterou některé materiály a předměty přijímají, musí být odebrána vzduchu a jiným materiálům a předmětům, kterým vlhkost vůči vzduchu přebývá. Vlhkost hygroskopických materiálů a z nich vyrobených předmětů závisí na vlhkosti a teplotě vlhkého vzduchu, který je obklopuje. Vyšší vlhkost vzduchu podporuje příjem (sorpci) vlhkosti, tj. zvýšení vlhkosti materiálu, vyšší teplota vzduchu však působí proti a podporuje vysoušení materiálu. Rovnovážná měrná vlhkost materiálu je výsledkem vlhkostní rovnováhy s okolním vlhkým vzduchem. Je vyjádřena jeho měrnou vlhkostí u* (%hmot nebo kg.kg-1 ), která se v něm po dostatečně dlouhé době ustaví při styku s obklopujícím vlhkým vzduchem o určitém stálém stavu, na jehož relativní vlhkosti a teplotě závisí a její stálost je hlavní podmínkou rozměrové stálosti materiálu.

Teplota a Vlhkost vzduchu a hygroskopické materiály příklad dřevo Ideální měrná vlhkost většiny běžných druhů dřeva u*=10% zůstane stejná, nachází-li se ve vlhkém vzduchu, jehož relativní vlhkost φi (%) a teplota splňují pokusně získaný a v oblasti teplot Ti = 13 až 24 C osvědčený vztah ve formě upravené rovnice vlhkostní rovnováhy: φi=1.3.(ti+26.4). A pár hodnot získaných tímto vzorcem: Ti ( C) 12 15 18 21 24 27 φi (%) 49,9 53,8 57,7 61,6 65,5 69,4 naznačuje, o kolik % musí být nižší relativní vlhkost vzduchu při nižší teplotě k udržení stejné měrné vlhkosti dřeva a naopak. Příklad svědčí o tom, že k udržení stálé měrné vlhkosti dřeva u*=10% postačí kterákoliv z dvojic Ti, φi z ukázané tabulky takže vzduch o teplotě 20 C a relativní vlhkosti 60% není zde bezpodmínečně nutnou podmínkou.

Stabilita RV a T - příklady

Stabilita RV a T porovnání hodnot RV/T ve vitríně a mimo ní - Bjornson

Stabilita RV a T depozitář nábytku

Stabilita RV a T depozitář kovů

Průběhy RV a T Český Krumlov Maškarní sál

Průběhy RV a T Český Krumlov depozitář v podkroví

Základní monitorované veličiny Světelné parametry Poškození světlem je kumulativní a nevratné a nelze je (tedy pokud se rozhodneme předmět vystavit) zcela eliminovat. Můžeme je však minimalizovat omezením energie, kterou předmět absorbuje. Míra poškození je závislá na intenzitě osvětlení [lx] na vlnové délce dopadajícího světla [nm], čím kratší vlnová délka, tím větší tím větší destrukční účinky naprostá nutnost eliminace UV složky světelného zdroje na celkové expozici [lxh] na charakteru materiálu a jeho aktuálním stavu

Světlo na výstavách a v expozicích Při uložení v depozitářích dbát na nulové osvětlení předmětů. A během výstav a v expozicích Pouze viditelné světlo umožňuje vidění. UV a IR záření pouze poškozují exponáty. Proto je nutné používat svítidla bez obsahu UV a IR záření (UV a IR filtry). Je nutné minimalizovat intenzitu osvětlení a dobu osvitu, tj. množství světelné energie, kterou vystavený předmět přijme. Při nízké hladině intenzity osvětlení je vhodné používat tmavé pozadí pro zvýšení viditelnosti exponátu. Je nutné omezit nebo lépe úplně zamezit osvětlení denním světlem. Pokud denní světlo pak odstranit UV složku vhodnými filtry (pozor na životnost, cca 10 let) a pokud možno filtrovat IR. Při osvětlení předmětů jen v případě přítomnosti návštěvníků a neřešení ochrany před IR hrozí poškození exponátu termodynamicky při zapnutí osvětlení se ohřejí a roztáhnou a po vypnutí zchladnou a stáhnou se. Pozor na měření luxmetry. Mají korekci na citlivost lidského oka a nevidí energii mimo viditelné spektrum! Možný zdroj omylů.

Doporučené maximální hodnoty intenzity osvětlení pro různé materiály do 50 lx zvláště citlivé materiály (vodové barvy, koláže, miniatury, knihy, tisky a kresby, fotografie, poštovní známky, rukopisy, tapety, textil, barvená kůže, etnografické předměty, biologické sbírky) do 150 až 200 lx dosti citlivé materiály (olejové a temperové barvy, dřevo, kůže, kosti, slonovina, želvovina) do 300 lx citlivé materiály (sklo, kovy, kámen, neglazovaná keramika) Pozn.: U poslední kategorie materiálů uvádějí některé prameny možnost hodnotově (intenzity) a časově neomezeného osvitu. Podíl UV záření by neměl v žádném případě překročit hodnotu 75μW/lm.

Základní monitorované veličiny Světelné parametry max. expozice Doporučovan ované max. hodnoty světeln telné expozice Stabilita materiálu proti poškození světlem Roční expozice lxh zvláště citlivé 12 000-12 500 dosti citlivé 42 000-150 000 citlivé 84 000-600 000 Příklad: 50 000 lxh 100 dní v roce po 10 hodin osvětlen tlením m s intenzitou 50 lx

Průběhy LUX a UV Snímač ve vitríně Bjornson

Monitorování prostředí Koncepce Měření by mělo být dlouhodobé s periodou záznamu (podle charakteru objektu) v rozsahu 30 min až 2 hod Použitá měřicí technika, především snímače monitorovaných veličin, musí být pravidelně kontrolovány a kalibrovány. Podle typu použité měřicí techniky je možné rozdělit měření na Základní ruční odečty hodnot pomocí ručních přístrojů 1x za den, týden, měsíc. Ruční zápis do sešitu. Dlouhodobé necentralizované měření realizované pomocí jednoduchých záznamníků (s periodou cca 1 hod) s pozdějším vyhodnocením dat na počítači Dlouhodobé centralizované monitorovací systémy pracující v reálném čase s možností zobrazení aktuálního stavu mikroklimatu z celého objektu, aktivace poruchových hlášení a okamžitým náhledem na již dříve měřená data. Systémy je možné řešit s kabelovým připojením jednotlivých snímačů (možné v depozitářích, archivech apod.) nebo bezdrátově rádiem.

Přístroje pro měření a záznam Teploty, Relativní vlhkosti, osvětlení Ruční přístroje bez záznamu Záznamníky, loggery s pamětí paměť pro až 32000 hodnot, s vhodnou periodou záznamu až na rok provozu. vzorkování nastavitelné 10s až 24h měření a vyhodnocení teplota: -30 až 70ºC vlhkost: 0 až 100% rosný bod (RB) Intenzita osvětlení (lx), některé typy software pro konfiguraci přístroje a zpracování naměřených dat Jednoduché ovládání, přímý výstup dat ve vhodném formátu.

Kombinované přístroje ELSEC pro měření RV, T, TRB, LUX, UV, IR Univerzální, ruční digitální přístroj s displejem a pamětí pro měření a záznam: Intenzity osvětlení.. 400-700 nm (Lux) Úrovně UV záření.. 300-400 nm (μw/lm, mw/m2) Teploty (ºC) Relativní vlhkosti vzduchu (%) typ 764 Teploty rosného bodu (ºC) Tepelného záření (IR).. 350nm - ~40µm (W/m2) Typ 774 Software pro konfiguraci úlohy, stažení a jednoduché prezentace naměřených dat

Radiové systémy pro monitorování parametrů prostředí

Radiové systémy pro monitorování parametrů prostředí Speciální systémy navržené a vyvinuté ve spolupráci s konzervátory pro aplikace v muzeích, galeriích, knihovnách, archivech a historicky cenných objektech (hrady, zámky..) Systém je přizpůsoben přístrojově a programově pro aplikace v muzeích, galeriích, archivech atd.. Vše, co by správce sbírek, konzervátor znát získá přímo z aplikačního softwaru. Umožňují velmi přesná a dlouhodobě stabilní měření relativní vlhkosti vzduchu a teploty intenzity osvětlení (lx), světelné expozice (lxh) a úrovně UV (μw/lm) Nepotřebují žádná kabelová vedení. Snímače je možné umístit optimálně v rámci měřeného objektu; tj. do míst, kde nevadí a zároveň měří tam, kde je opravdu potřeba měřit. Jsou vhodné nejen pro expozice, výstavy, prohlídkové trasy apod. ale i pro archivy a depozitáře (kde by mohly být použity kabelové systémy), protože umožňují rozhodnout se o umístění snímače až po naplnění depozitáře.. Volba optimálního místa měření!!

Radiové systémy pro monitorování parametrů prostředí Při změně interiéru (nové umístění regálů, změna expozice apod.) je možné jednoduše snímače přemístit. Systém je rovněž možné velmi snadno rozšiřovat nejen v rámci objektu ale případně i do dalších budov. Systém pracuje a zobrazuje data v reálném čase, data na obrazovce počítače nejsou starší jak 5 minut. Proto je možné v podstatě okamžitě reagovat na nepřípustné změny mikroklimatu v monitorovaných prostorách. Montáž systému neobtěžuje, je možné ji provádět za plného provozu muzea, galerie, archivu, památkového objektu. U standardních systémů s radiovými snímači v počtu 15 až 20 snímačů netrvá déle jak 2 pracovní dny.

Základní radiové snímače kombinovaný snímač RV/T RV: přesnost ±2%, stabilita ±1%/rok T: přesnost ± 0,2ºC, stabilita ±0,1ºC/rok kombinovaný snímač LUX/UV LUX (intenzita osvětlení): rozsah 10-5000lx 400 až 700nm, korekce na citlivost lidského oka UV (úroveň UV): rozsah 0-2000 μw/lm 250 až 400nm Další parametry Napájení z baterie s životností cca 18 měsíců, radiový snímač sám upozorní na nutnost výměny baterie Jednoduchá instalace (bez kabelového vedení). Možnost snadného přemístění snímače na jiné místo v rámci budovy (dosah v rámci objektu.. min. 300m).

Topologie systému příklad 1

Topologie systému příklad 2

Příklady z realizovaných radiových systémů v České republice

Ukázka systému v Muzeu v Hradci Králové grafický podklad se snímači ve formě ikon

Ukázka systému v Muzeu v Hradci Králové textové, tabulkové okno

Roční historie Teplota a Vlhkost vzduchu

Roční historie Osvětlení

Data za jeden týden Osvětlení

Muzeum hlavního města Prahy Langweilův model Prahy

Muzeum hlavního města Prahy porovnání vitrína s modelem - sál

Muzeum hlavního města Prahy osvětlení ve vitríně s modelem

Děkuji za pozornost.