Trouble in Storage? Understanding the dynamics of airborne organic acids in storage buildings and its consequences for the air quality, energy use, and preservation of heritage collections

Organiske syrer i museumsmagasiner og deres konsekvens for luftkvalitet, energiforbrug og bevaringen af vore kulturarvssamlinger.

De organiske forbindelser, myresyre og eddikesyre, er blandt de mest skadelige luftforureningsstoffer indendørs i forhold til nedbrydningen af vore kulturarvssamlinger. Dette ph.d.-projekt har undersøgt tilstedeværelsen og fordelingen af organiske syrer i indeklimaet i magasinbygninger til opbevaring af kulturarv, fra kilde til bortfjernelse. Selve samlingerne, samt træholdigt pakkemateriale og inventar, kan være en væsentlig kilde til luftforureningen indendørs. Bortfjernelse sker igennem luftskiftet, luftfiltrering i mekaniske ventilationsanlæg samt ved deponering på indvendige overflader. Målet med ph.d.-projektet var at kortlægge forureningsstoffernes rute, for at kunne udpege de mest effektive kontrolmetoder til beskyttelse af vore kulturarvssamlinger mod nedbrydning.

Afgasningsraten af myresyre og eddikesyre fra seks naturligt ældede træ- og papirprøver, og fra træemballagen, der anvendes til transport og opbevaring af genstande på magasinernes kompaktreoler, blev målt i et laboratorium. Emissionsraten varierede fra 10 til 300 µg m -2 h -1 under normale indendørs klimaforhold (23ºC, 50% RF). Undersøgelsen viste desuden, at et fald i temperatur fra normale indendørs klimaforhold til 10°C formindsker emissionsraten af organiske syrer 2-4 gange, mens et fald i den relative luftfugtighed fra 50% RF til 20% RF formindsker emissionsraten 2 gange eller mere. Den samme tendens blev observeret i magasinbygninger uden komfortopvarmning, hvor en sænkning i temperaturen fra sommer til vinter medførte et 2-3 gange fald i koncentrationen af organiske syrer i luften.

Den rumlige fordeling og variation i temperatur, luftfugtighed og koncentration af organiske syrer blev målt detaljeret over et år for magasinrum beliggende i to forskellige magasinbygninger. Det ene magasin tilhører Det Kongelige Bibliotek (styret med et mekanisk ventilationsanlæg), mens det andet magasin tilhører Center for Bevaring af Kulturarv i Vejle (semi-passiv klimastyret). I magasinet i Vejle blev to magasinrum undersøgt. Den rummæssige temperatur- og fugtfordeling var næsten ensartet i de to bygninger, bortset fra en svag lodret temperaturgradient, der forårsager en omvendt gradient i relativ luftfugtighed. Den rumlige fordeling af organiske syre viste en uensartet luftopblanding i det ene rum i bygningen med semi-passiv klimakontrol. Dette gav anledning til luftlommer med lokale ophobninger af organiske syrer. På trods af dette viste undersøgelsen, at uanset ventilationsform, opretholder begge bygninger en acceptabel temperatur- og fugtfordeling uden problematisk mikroklima, og med en acceptabel luftkvalitet.

Effektiviteten af luftrensning med kulfiltrering blev afprøvet i et interventionsstudie in situ i begge bygninger. To forskellige kulfilter-typer blevet testet. Desuden blev en silica-gel adsorptionsaffugters evne til at fjerne eddikesyre fra luften afprøvet i laboratoriet, og passiv luftrensning ved adsorption på en lervæg blev afprøvet i et testrum. Interventionsstudiet viste, at effektiviteten af filtrene afhænger af luftstrømningshastigheden gennem filteret, og at den varierer betydeligt in situ fra effektiviteten målt under kontrollerede laboratorieforhold. Affugteren kunne fjerne stort næsten alt (98-100%) eddikesyre fra luften, mens lervæggen reducerede luftens koncentration af eddikesyre med 56% i umiddelbar nærhed af vægoverfladen.

De klimamæssige forhold var næsten ens i de to magasinbygninger undersøgt i dette projekt. Energiforbruget var til gengæld næsten 60 gange større i bygningen med et mekanisk ventilationsanlæg, til udendørsluftfiltrering og klimastyring, end i bygningen med semi-passive klimakontrol. Resultaterne 9 understreger at bygninger med semi-passiv klimastyring sikrer acceptable klima- og luftkvalitetsforhold og et lavere energiforbrug til bevaringen af kulturarvssamlinger.

Alt data fra projektet blev samlet i en Monte Carlo simulering for at analysere og illustrere variationen i koncentrationen af organiske syrer i indeklimaet i kulturarvsmagasinbygninger. Simuleringerne viste, at myresyre og eddikesyre deponeres på indvendige overflader trods brugen af aktiv luftfiltrering, hvilket medfører en forsat risiko for at forårsage skade på kulturarvssamlinger.