EFEKTYWNOŚĆ ENERGETYCZNA MUZEÓW, BIBLIOTEK I ARCHIWÓW - projekt Heriverde
Problem Realizowane w ostatnich latach inwestycje w muzeach i archiwach ujawniły: brak doświadczeń w zakresie projektowania i wykonawstwa budynków dostosowanych do potrzeb sektora dziedzictwa, brak mechanizmów promujących rozwiązania zrównoważone w postępowaniach konkursowych
Problem Czynniki te: uniemożliwiły osiągnięcie zakładanych w projektach inwestycyjnych parametrów kontroli klimatu, prowadziły do niedoszacowania kosztów użytkowania wprowadzonych systemów kontroli klimatu po zakończeniu inwestycji, powodowały nieoptymalne wykorzystanie funduszy publicznych.
Projekt Heriverde motywacja racjonalne wykorzystanie środków na ochronę zbiorów poprzez stworzenie narzędzi pozwalających na optymalizację zużycia energii Projekt finansowany z funduszy Narodowego Centrum Badań i Rozwoju, w ramach Programu Badań Stosowanych, badania interdyscyplinarne, umowa nr PBS2/A9/24/2013
Cele szczegółowe 1. Stworzenie oprogramowania służącego ilościowej ocenie zagrożeń związanych z parametrami klimatu w budynkach. 2. Opracowanie specjalistycznego modułu oprogramowanie WUFI Plus do modelowania mikroklimatu i zużycia energii w budynkach przechowujących zbiory dóbr kultury. 3. Opracowanie matrycy decyzyjnej dotyczącej optymalnych strategii zarządzania klimatem. 4. Promocja rozwiązań sprzyjających ochronie zbiorów oraz energooszczędnych
Zagrożenia zbiorów muzealnych i bibliotecznych niekorzystnymi warunkami mikroklimatycznymi: atak grzybów pleśniowych degradacja chemiczna fizyczne uszkodzenia obiektów (książki, obrazy, meble, rzeźby, emalie, fotografie, tkaniny ) zawierających materiały higroskopijne (drewno, skóra, kość słoniowa, wełna, jedwab, papier, kleje ).
Degradacja chemiczna materiały niestabilne chemicznie Wydłuż dwukrotnie życie obiektu obniżając temperaturę o 5 o C, lub wydłuż więcej niż dwukrotnie życie obiektu obniżając wilgotność względną o połowę (S. Michalski)
Fizyczne uszkodzenie obiektów - niezgodność odpowiedzi wymiarowej elementów obiektu generowanej przez wahania wilg. wzgl.
Pierwotnie zalecenia konserwatorskie dla zbiorów mieszanych (typowych muzeów) były bardzo restrykcyjne: stały poziom stabilizacji 50-60% dopuszczalne wahania ±5%; oparte o możliwości techniczne urządzeń, a nie rzeczywiste wymogi obiektów nie podawały informacji o stopniu zagrożenia, gdy zalecenia nie mogły być spełnione.
Zalecenia konserwatorskie dla bibliotek i archiwów są równie restrykcyjne ISO 11799:2003
Od 2005 roku toczy się międzynarodowa dyskusja nad realistycznymi zalecaniami konserwatorskimi ze względu na: wdrażanie działań minimalizujących ilość emitowanego CO 2, od roku 2013 Polska zaczęła wdrażać dyrektywę Komisji Europejskiej COM(2008) 30 zakładającą redukcję emisji CO 2 o 20% do 2020 roku rosnące koszty energii kryzys ekonomiczny.
Systematyczne badania naukowe ostatnich lat pozwoliły: zrozumieć mechanizmy powstawania uszkodzeń, określić mikroklimat bezpieczny dla zbiorów muzealnych ale w ograniczonym stopniu dla zbiorów bibliotecznych, rozpocząć prace nad określeniem zależności między stopniem kontroli klimatu a zużyciem energii.
Energy Costs ($US/sq.ft.) Koszty energii potrzebnej do kontroli klimatu 8 FY 1993, SMITHSONIAN ENERGY COSTS 6 4 HMSG RENWICK FREER/QUAD NMAH 2 NGA AA/PG NASM NMNH PRIVATE RESIDENCE SILVER Hill 0 0 5 10 15 20 25 30 Roczne Annual zmiany RH wilgotności Fluctuation względnej (50% [%] +/-)
Modelowanie zużycia energii Modelowanie programem WUFI Plus Gmachu Głównego MNK wykazało, że zmiana sposobu zarządzania klimatem może pozwolić na oszczędność ~ 30% => 330 tys. zł
Klasy kontroli klimatu wg. podręcznika ASHRAE Klasa Poziom stabilizacji Dopuszczalne wahania roczne Dopuszczalne fluktuacje i gradienty przestrzenne Zagrożenie mechanicznym uszkodzeniem AA 50% lub 0%, ±5 o C ± 5%, ± 2 o C brak średnia A ±10%, +5 o C, ±5%, ± 2 o C niewielkie dla najbardziej w.w. -10 o C wrażliwych obiektów, brak dla B T pomiędzy 15 25 o C ±0%, +5 o C, -10 o C ±10%, ± 10 o C ale poniżej 30 o C ±10%, ± 2 o C ±10%, ± 10 o C ale T<30 o C C 25% < w.w. < 75% temperatura rzadko powyżej 30 o C zazwyczaj poniżej 25 o C większości obiektów średnie dla najbardziej wrażliwych obiektów, niewielkie dla większości obiektów duże dla najbardziej wrażliwych obiektów, średnie dla większości obiektów D w.w. poniżej 75% wysokie dla większości obiektów z powodu niskiej w.w. głownie pękanie
Wykorzystując oprogramowanie Wufi plus chcielibyśmy opracować matrycę decyzyjną wspierającą proces decyzyjny przebudowy muzeów i archiwów mieszczących się w budynkach zabytkowych
Zużycie energii w zależności od klasy kontroli klimatu i potencjału budynku do ich utrzymania I II III IV V VI AA A B C 1 kwh/ (m 2 rok) D
Zużycie energii w zależności od klasy kontroli klimatu i potencjału budynku do ich utrzymania I II III IV V VI AA A B C 1,2 kwh/ (m 2 rok) 1 kwh/ (m 2 rok) D
Zużycie energii w zależności od klasy kontroli klimatu i potencjału budynku do ich utrzymania I II III IV V VI AA A B C 3 kwh/ (m 2 rok) 1 kwh/ (m 2 rok) D
Zużycie energii w zależności od klasy kontroli klimatu i potencjału budynku do ich utrzymania I II III IV V VI AA A B C D 3 kwh/ (m 2 rok) 1 kwh/ (m 2 rok) 1,5 kwh/ (m 2 rok)
Podsumowanie projektowanie muzeów i archiwów powinno być oparte o analizę realistycznych potrzeb zbiorów muzealnych możliwości osiągnięcia zakładanych warunków, zwłaszcza w budynkach historycznych zużycia energii uzależnionego od potencjału budynku do osiągnięcia danych warunków